Електрическият кондензатор е устройство, което може да съхранява заряд и енергия от електрическо поле. По принцип той се състои от двойка проводници (плочи), разделени от диелектричен слой. Дебелината на диелектрика винаги е много по-малка от размера на плочите. В електрически еквивалентни схеми кондензаторът е обозначен с 2 вертикални паралелни сегмента (II).
Основни количества и мерни единици
Има няколко основни величини, които определят кондензатор. Единият от тях е неговият капацитет (латинска буква C), а вторият е работното напрежение (латиница U). Електрическият капацитет (или просто капацитетът) в системата SI се измерва във фаради (F). Освен това, като единица за капацитет, 1 фарад - това е много - почти никога не се използва на практика. Например, електрическият заряд на планетата Земя е само 710 микрофарада. Следователно, електрическият капацитет на кондензаторите в повечето случаи се измерва в количества, получени от фарад: в пикофаради (pF) с много малка стойност на капацитета (1 pF=1/106µF), в микрофаради (µF) при неговата достатъчно голяма стойност (1 uF=1/106 F). За да се изчисли електрическият капацитет, е необходиморазделете количеството заряд, натрупан между плочите, на модула на потенциалната разлика между тях (напрежение през кондензатора). Зарядът на кондензатора в този случай е зарядът, натрупан върху една от плочите на въпросното устройство. На 2 проводника на устройството те са идентични по модул, но се различават по знак, така че тяхната сума винаги е равна на нула. Зарядът на кондензатора се измерва в кулони (C) и се обозначава с буквата Q.
Напрежение на електрически уред
Един от най-важните параметри на устройството, което разглеждаме, е напрежението на пробив - потенциалната разлика между двата проводника на кондензатора, водеща до електрически пробив на диелектричния слой. Максималното напрежение, при което няма повреда на устройството, се определя от формата на проводниците, свойствата на диелектрика и неговата дебелина. Работните условия, при които напрежението върху плочите на електрическия уред е близко до напрежението на пробив, са неприемливи. Нормалното работно напрежение на кондензатора е няколко пъти по-малко от напрежението на пробив (два до три пъти). Ето защо, когато избирате, обърнете внимание на номиналното напрежение и капацитет. В повечето случаи стойността на тези количества е посочена на самото устройство или в паспорта. Включването на кондензатор в мрежата за напрежение, превишаващо номиналното напрежение, заплашва от повреда, а отклонението на стойността на капацитета от номиналната стойност може да доведе до освобождаване на по-високи хармоници в мрежата и прегряване на устройството.
Външен вид на кондензатори
Дизайнът на кондензаторите може да бъденай-разнообразните. Това зависи от стойността на електрическия капацитет на устройството и неговото предназначение. Параметрите на разглежданото устройство не трябва да се влияят от външни фактори, следователно плочите са оформени по такъв начин, че електрическото поле, създадено от електрически заряди, се концентрира в малка междина между проводниците на кондензатора. Следователно те могат да се състоят от две концентрични сфери, две плоски пластини или два коаксиални цилиндъра. Следователно, кондензаторите могат да бъдат цилиндрични, сферични и плоски в зависимост от формата на проводниците.
Постоянни кондензатори
Според естеството на промяната в електрическия капацитет, кондензаторите се разделят на устройства с постоянен, променлив капацитет или тримери. Нека разгледаме по-подробно всеки от тези видове. Устройствата, чийто капацитет не се променя по време на работа, тоест е постоянен (стойността на капацитета все още може да се колебае в приемливи граници в зависимост от температурата), са фиксирани кондензатори. Има и електрически уреди, които променят електрическия си капацитет по време на работа, те се наричат променливи.
От какво зависи C в кондензатор
Електрическият капацитет зависи от повърхността на проводниците и разстоянието между тях. Има няколко начина за промяна на тези настройки. Помислете за кондензатор, който се състои от два вида плочи: подвижни и фиксирани. Подвижните пластини се движат спрямо неподвижните, в резултат на което се променя капацитетът на кондензатора. За регулиране на аналога се използват променливи аналозиустройства. Освен това капацитетът може да се променя по време на работа. Тримерните кондензатори в повечето случаи се използват за настройка на фабричното оборудване, например за емпиричен избор на капацитет, когато изчислението е невъзможно.
Кондензатор във веригата
Въпросното устройство в DC веригата провежда ток само в момента, в който е свързан към мрежата (в този случай устройството се зарежда или презарежда до напрежението на източника). След като кондензаторът е напълно зареден, през него не протича ток. Когато устройството е свързано към верига с променлив ток, процесите на разреждане и зареждане се редуват един с друг. Периодът на тяхното редуване е равен на периода на трептене на приложеното синусоидално напрежение.
Характеристики на кондензаторите
Кондензаторът, в зависимост от състоянието на електролита и материала, от който се състои, може да бъде сух, течен, оксидно-полупроводников, оксидно-метален. Течните кондензатори са добре охладени, тези устройства могат да работят при значителни натоварвания и имат такова важно свойство като диелектрично самовъзстановяване по време на повреда. Разглежданите електрически устройства от сух тип имат доста прост дизайн, малко по-малка загуба на напрежение и ток на утечка. В момента най-популярни са сухите уреди. Основното предимство на електролитните кондензатори е тяхната ниска цена, компактен размер и висок електрически капацитет. Оксидните аналози са полярни (неправилното свързване води до повреда).
Как да се свържете
Свързването на кондензатор към DC верига е както следва: плюсът (анод) на източника на ток е свързан към електрода, който е покрит с оксиден филм. Неспазването на това изискване може да доведе до пробив на диелектрика. Поради тази причина течните кондензатори трябва да бъдат свързани към верига с източник на променлив ток, свързвайки две еднакви секции в противоположна серия. Или нанесете оксиден слой върху двата електрода. Така се получава неполярен електрически уред, работещ в мрежи както с постоянен, така и с синусоидален ток. Но и в двата случая полученият капацитет става наполовина по-малък. Еднополярните електрически кондензатори са големи, но могат да бъдат включени в AC вериги.
Основно приложение на кондензатори
Думата "кондензатор" може да се чуе от работници на различни промишлени предприятия и проектантски институти. След като се занимаваме с принципа на работа, характеристиките и физическите процеси, ще разберем защо са необходими кондензатори, например в системите за захранване? В тези системи батериите се използват широко в строителството и реконструкцията в промишлени предприятия за компенсиране на реактивната мощност на RFC (разтоварване на мрежата от нежелани преливания), което намалява разходите за електроенергия, спестява кабелни продукти и доставя по-качествена електроенергия на потребителя. Оптималният избор на мощност, метод и място на свързване на източниците на реактивна мощност (Q) в мрежите на електроенергийните системи (ЕЕС) осигурявазначително влияние върху икономическото и техническото представяне на EPS. Има два вида KRM: напречен и надлъжен. При напречна компенсация кондензаторните банки са свързани към шините на подстанцията успоредно на товара и се наричат шунт (SHBK). При надлъжна компенсация батериите се включват в среза на електропровода и се наричат SPC (устройства за надлъжна компенсация). Батериите се състоят от отделни устройства, които могат да бъдат свързани по различни начини: кондензатори, свързани последователно или паралелно. С увеличаване на броя на устройствата, свързани последователно, напрежението се увеличава. APC се използва също за изравняване на натоварването по фази, повишаване на производителността и ефективността на дъговите и рудно-термичните пещи (когато APC се включва чрез специални трансформатори).
В еквивалентните вериги на електропреносните линии с напрежение над 110kV, капацитивната проводимост към земята се обозначава като кондензатори. Захранването на линията се дължи на капацитета между проводниците на различни фази и капацитета, образуван от фазовия проводник и земята. Следователно, за изчисляване на режимите на работа на мрежата, параметрите на електропреносните линии и определяне на местата на повреда на електрическата мрежа, се използват свойствата на кондензатора.
Още приложения
Също така този термин може да се чуе от железопътни работници. Защо им трябват кондензатори? При електрически локомотиви и дизелови локомотиви тези устройства се използват за намаляване на искри на контактите на електрическите устройства, изглаждане на пулсиращия ток, генериран от токоизправители и импулснипрекъсвачи, както и за създаване на генериране на симетрично синусоидално напрежение, използвано за захранване на електрически двигатели.
Тази дума обаче най-често се чува от устните на радиолюбител. Защо му трябват кондензатори? В радиотехниката те се използват за създаване на високочестотни електромагнитни трептения, те са част от изглаждащи филтри, захранвания, усилватели и печатни платки.
В жабката на всеки шофьор можете да намерите няколко от тези електрически уреди. Защо са необходими кондензатори в колата? Там те се използват в усилвателното оборудване на акустични системи за висококачествено възпроизвеждане на звук.
