A változtatható kondenzátor a kondenzátorok egyik típusa, amelynek változó kapacitásértéke van. Ez kondenzátor két lemezt tartalmaz, ahol a lemezek közötti terület egyszerűen beállítható a kondenzátor kapacitásának megváltoztatásához. Ezek a kondenzátorok kétféle légkondenzátorban és trimmer kondenzátorban kaphatók. Általában ezeket a kondenzátorokat különösen azokban használják LC áramkörök rádiókon belüli frekvenciahangoláshoz. Tehát ez a cikk a változó kondenzátorok egyik típusának áttekintését tárgyalja, például egy légkondenzátor – működés és alkalmazásai.
Mi az a légkondenzátor?
An A légkondenzátor meghatározása egy kondenzátor, amely levegőt használ dielektromos közegként. Ez a kondenzátor fix vagy változó kapacitású formában is kialakítható. A rögzített kapacitású típust nem használják gyakran, mert különbözőek kondenzátorok típusai kiváló jellemzőkkel állnak rendelkezésre, míg a változó kapacitású típust az egyszerű felépítésük miatt gyakrabban használják.
A légkondenzátorok általában két félkör alakú fémlemezből készülnek, amelyeket levegő választ el egymástól. dielektromos anyag . Ezekben a fémlemezekben az egyik készlet állandó, a másik pedig egy tengelyhez van csatlakoztatva, amely lehetővé teszi a kezelő számára, hogy elfordítsa a szerelvényt, hogy szükség esetén megváltoztassa a kapacitást. Ha két fémlemez közötti átfedés nagyobb, a kapacitás nagyobb. Tehát a legnagyobb kapacitási feltétel akkor érhető el, ha a két fémlemez-készlet közötti átfedés maximális, míg a legalacsonyabb kapacitási feltétel akkor érhető el, ha nincs átfedés. A jobb kapacitásszabályozás, a finomabb hangolás és a nagyobb pontosság érdekében redukciós fogaskerekes mechanizmusokat használnak.
A légkondenzátorok kis kapacitásértékkel rendelkeznek, amely 100 pF és 1 nF között van, míg az üzemi feszültség 10 és 1000 V között van. A dielektrikum áttörési feszültsége kisebb, így az elektromos áttörés a kondenzátoron belül megváltozik, így ez a légkondenzátor hibás működéséhez vezethet.
Légkondenzátor felépítése és működése
Az állítható kondenzátor, mint a légkondenzátor, egy sor félkör alakú, forgó alumíniumlemezt tartalmaz egy központi tengely tetején, amelyek egy egyenlő távolságban elhelyezett rögzített alumíniumlemezek között vannak elhelyezve. Ennek a kondenzátornak a közepén egy fúrt lyuk van a vezérlőrúd áthaladásához. Ennek a rúdnak a vezérléséhez alternatív tárcsák vannak csatlakoztatva, amelyek szabadon átvezetik a többi között, ami azt jelenti, hogy a tárcsakészlet hatékonyan szét van osztva két csoportra, amelyek együttesen alkotják a kondenzátor két lemezterületét.
Ha a kondenzátortárcsák félkör alakúak, akkor a mozgó készlet forgatásával a két csoport átfedésének mértéke a teljes lemezterületre változik. Ha ennek a kondenzátornak a kapacitása a teljes lemezfelületétől függ, akkor a területen belüli változás egyenértékű változást okozhat az alkatrész kapacitásában, így a kezelő tetszés szerint módosíthatja az alkatrész értékét.
Amikor a mozgó alumíniumlemezeket elforgatják, és a statikus és mozgó lemezek közötti átfedés mértéke megváltozik. A lemezkészletek közötti levegő hatékony dielektrikumként működik, amely elszigeteli a készleteket egymástól. Ha a kondenzátor kapacitása a lemez kölcsönös méretétől függ, akkor ez a beállítás egyszerűen lehetővé teszi a légkondenzátor értékének beállítását.
Légkondenzátor áramkör
Az egyszerű légkondenzátor áramkör az alábbiakban látható. Ez a kondenzátor levegőt használ dielektrikumként, és két fémezett fólia vagy fémlemez felhasználásával készült, amelyek egymással bizonyos távolságra párhuzamosan kapcsolódnak. A kondenzátorok az energiát elektromos töltés formájában tárolják a lemezeken.
Ha egy levegőkondenzátorra feszültséget kapcsolunk a két lemez töltésének mérésére, akkor a „Q” töltés és a „V” feszültség aránya adja meg a kondenzátor kapacitásának értékét, így ez a következőképpen adható meg: C = K/V. Ez az egyenlet felírható úgy is, hogy megadja a képletet a töltésmennyiség mérésére a két lemezen, például Q = C x V.
Amint elektromos áram kerül a kondenzátorba, az feltöltődik, így az elektrosztatikus tér nagyon erős lesz, mert több energiát tárol a két lemez között.
Hasonlóképpen, amikor az áram kifolyik a levegőkondenzátorból, akkor a két lemez közötti potenciálkülönbség csökken, és az elektrosztatikus mező csökken, amikor az elektromos energia távozik a lemezekről. Tehát a kapacitás a kondenzátor egyik tulajdonsága, amelyet arra használnak, hogy az elektromos töltést a két lemezén elektrosztatikus tér formájában tárolják.
A légkondenzátor permittivitása
A permittivitás minden anyag tulajdonságaként definiálható, különben az elektromos tér kialakulásával szembeni ellenállás mérésére használt közeg. A görög „ϵ” (epszilon) betűvel jelölik, mértékegysége pedig F/m vagy farad per méter.
Ha egy olyan kondenzátort veszünk figyelembe, amely két lemezt tartalmaz, amelyeket „d” távolság választ el, akkor a dielektromos közeget, például a levegőt használják e két lemez között. A kondenzátor két lemeze között olyan molekulák vannak, amelyek elektromos dipólusmomentumot képeznek. Az elektromos dipólus ellentétes és egyenlő töltéspárt jelent. Például egyetlen molekula egyik végén pozitív töltést, másik végén negatív töltést tartalmaz, amelyeket bizonyos távolság választ el egymástól, amint az a következő ábrán látható.
A következő ábrán a molekulák általában véletlenszerűen helyezkednek el a kondenzátorlemezeken belül. Ha ezeken a lemezeken kívülről elektromos teret alkalmazunk, akkor a kondenzátorban lévő molekulák jobban illeszkednek egymáshoz, amit polarizálhatóságnak nevezünk. Tehát a dipólusmomentum saját elektromos mezőt generál. Ez az elektromos tér szemben áll a kívülről alkalmazott elektromos térrel, így olyanná válik, mint két egymásnak folyamatosan ellenálló mágnes hasonló pólusa.
Amikor a molekulák felsorakoznak, vagy jobban polarizálódnak, szembeszállnak a külső elektromos térrel, amit permittivitásnak nevezünk. Itt a permittivitás méri az anyag vagy közeg által a külső elektromos térrel szembeni ellenállást.
Ha a közeg permittivitása nagyobb, akkor a közeg molekulái jobban polarizálódnak, és így nagyobb ellenállást mutatnak a külső elektromos térrel szemben. Hasonlóképpen, ha a közeg permittivitása alacsony, akkor a molekulák gyengén polarizálódnak, így kisebb ellenállást mutatnak a külső elektromos térrel szemben.
A permittivitás nem állandó, ezért különböző tényezők függvényében változik, mint a hőmérséklet, páratartalom, közeg típusa, térfrekvencia, elektromos térerősség stb.
A permittivitás jelentős szerepet játszik a kondenzátor kapacitásának meghatározásában. Tehát egy párhuzamos lemezes kondenzátor kapacitását a következőképpen számítjuk ki
C = ϵ x A/d
Ahol,
Az „A” egyetlen lemez területe.
„d” a két kondenzátorlemez közötti távolság.
A „ϵ” a közeg áteresztőképessége a két kondenzátorlemez között.
Ha megfigyeli a következő kondenzátorokat, a permittivitás egyértelműen befolyásolhatja a kondenzátor kapacitását.
A következő két kondenzátorban a bal oldali kondenzátorban használt dielektrikum levegő. Tehát ennek a légkondenzátornak a relatív permittivitása kicsi > 1, azaz 1,0006.
Hasonlóképpen, a második kondenzátorban a használt dielektrikum üveg. Tehát ennek a kondenzátornak a permittivitása körülbelül 4,9-7,5. Tehát a légkondenzátorhoz képest az üvegdielektrikummal ellátott kondenzátor nagy áteresztőképességű.
Tehát a kisebb permittivitású anyag kisebb kapacitást, a nagyobb áteresztőképességű anyag pedig nagy kapacitást biztosít. Így a permittivitás nagy szerepet játszik a kapacitásérték meghatározásában.
Jellemzők
A légkondenzátor jellemzői a következők.
- A légkondenzátorok nem polárisak, ami azt jelenti, hogy ezek a kondenzátorok biztonságosan használhatók váltakozó áramú alkalmazásokban mindaddig, amíg a legmagasabb névleges feszültséget nem lépik túl.
- Ezek a kondenzátorok kis kapacitással rendelkeznek, amely 100pF és 1nF között mozog.
- A maximális üzemi feszültség elsősorban a kondenzátor fizikai méreteitől függ.
- A nagy üzemi feszültséghez elegendő helynek kell lennie két lemez között, hogy elkerülje a levegő elektromos lebomlását.
- A levegő dielektromos szilárdsága kisebb, mint sok más anyagé, ezért ezek a kondenzátorok nem alkalmasak magas feszültségekhez.
Előnyök
Az A légkondenzátorok előnyei a következőket tartalmazzák.
- Kisebb szivárgási árammal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a kondenzátoron belüli üzemi veszteségek minimálisak, különösen, ha a páratartalom nem magas.
- A szigetelési ellenállás magas.
- Jó stabilitás.
- Kisebb áttörési feszültségük van.
- A disszipációs tényező alacsony.
Az A légkondenzátorok hátrányai a következőket tartalmazzák.
- A légkondenzátorok nagy méretben kaphatók.
- Ezeknek a kondenzátoroknak kisebb a kapacitása.
- Ezek drágák.
- Több helyet foglal el, mint a többi kondenzátor.
Alkalmazások
Az légkondenzátorok alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- Ezt a kondenzátort általában rezonáns LC áramkörökben használják, amelyek kapacitásán belüli változtatásokat igényelnek. Ezek
- Az áramkörök rádiótunereket, frekvenciakeverőket és impedanciaillesztő komponenseket tartalmaznak az antennahangolókhoz.
- Ezeket általában ott használják, ahol állítható kapacitásra van szükség, mint például a rezonáns áramkörök.
- Ezt a kondenzátort rádióáramkörök hangolására használják, és olyan áramkörökben is, ahol kevesebb veszteségre van szükség.
Így ez egy levegő áttekintése kondenzátor – működik alkalmazásokkal. Ezek a kondenzátorok alumíniumból készülnek, és nagyon erős mágneses térben is jól működnek. Itt egy kérdés, hogy mi a dielektrikum a kondenzátorban?
