Isang electric capacitor (mula sa Latin na condenser, - isa na nagpapalapot, nagpapalapot), isang aparato na idinisenyo upang makuha ang mga kinakailangang halaga ng kapasidad ng kuryente at may kakayahang mag-ipon (muling pamamahagi) ng mga singil sa kuryente.

Ang isang de-koryenteng kapasitor ay binubuo ng dalawa (minsan higit pa) na naililipat o nakapirming conductive electrodes (mga plato) na pinaghihiwalay ng isang dielectric. Ang mga plato ay dapat magkaroon ng gayong geometriko na hugis at matatagpuan nang may kaugnayan sa bawat isa na ang nilikha ng mga ito electric field ay puro sa pagitan nila. Bilang isang patakaran, ang distansya sa pagitan ng mga plato, katumbas ng kapal ng dielectric, ay maliit kumpara sa mga linear na sukat ng mga plato. Samakatuwid, ang electric field na nangyayari kapag ang mga plate ay konektado sa isang mapagkukunan na may boltahe U, ay halos ganap na puro sa pagitan ng mga plato. Sa kasong ito, ang bahagyang intrinsic capacitances ng mga de-koryenteng plato ay bale-wala.

Kaya, ang isang kapasitor ay tinatawag na isang sistema na binubuo, bilang panuntunan, ng dalawang magkasalungat na sisingilin na mga konduktor, habang ang singil na dapat ilipat mula sa isang konduktor patungo sa isa pa upang singilin ang isa sa mga ito nang negatibo at ang isa ay positibo ay tinatawag na singil ng kapasitor. Potensyal na pagkakaiba U sa pagitan ng mga plato ng kapasitor ay direktang proporsyonal sa magnitude ng singil Q matatagpuan sa bawat isa sa kanila:

MULA SA- ang coefficient na nagpapakilala sa capacitor ay tinatawag na electric capacitance ng capacitor o capacitance.

Sa bilang, ang kapasidad ng electric capacitor C ay katumbas ng singil Q ng isa sa mga plate sa boltahe na 1 volt:

C = Q/U.

Sa SI, ang yunit ng kapasidad ay farad - 1 F. Ang isang kapasidad na katumbas ng isang farad ay nagtataglay ng naturang kapasitor, sa pagitan ng mga plato kung saan mayroong potensyal na pagkakaiba na katumbas ng isang bolta, na may singil sa bawat isa sa mga plato na katumbas. sa isang palawit.

Ang mga parameter, disenyo at saklaw ng mga capacitor ay tinutukoy ng dielectric na naghihiwalay sa mga plato nito, samakatuwid ang pangunahing pag-uuri ng mga de-koryenteng capacitor ay isinasagawa ayon sa uri ng dielectric. Depende sa uri ng dielectric na ginamit, ang mga capacitor ay maaaring hangin, papel, mika, ceramic, electrolytic, atbp.

Ayon sa kapasidad, ang mga capacitor ng nakapirming kapasidad at mga capacitor ng variable na kapasidad ay nakikilala. Ang mga variable at semi-variable na capacitor ay ginawa gamit ang mechanically at electrically controlled capacitance. Ang isang pagbabago sa kapasidad sa isang mekanikal na kinokontrol na de-koryenteng kapasitor ay kadalasang nakakamit sa pamamagitan ng pagbabago ng lugar ng mga plato nito o (mas madalas) sa pamamagitan ng pagbabago ng puwang sa pagitan ng mga plato. Protozoa air condenser Ang variable na kapasidad ay binubuo ng dalawang nakahiwalay na sistema ng mga metal plate na pumapasok sa isa't isa kapag ang hawakan ay pinaikot: ang isang grupo (rotor) ay maaaring gumalaw upang ang mga plato nito ay mapunta sa mga puwang sa pagitan ng mga plato ng isa pang grupo (stator). Sa pamamagitan ng pagtulak at paghila ng isang sistema ng mga plato sa isa pa, maaari mong baguhin ang kapasidad ng kapasitor. Ang mga de-koryenteng capacitor ng variable capacitance na may solid dielectric (ceramic, mika, glass, film) ay pangunahing ginagamit bilang semi-variable (subscript) na may medyo maliit na pagbabago sa capacitance. Sa kasalukuyan, ang mga kinokontrol na variable capacitor ay malawakang ginagamit - varicaps at variconds.

Ang kapasidad ng isang electric capacitor ay nakasalalay sa dielectric na pare-pareho ng dielectric na pagpuno ng kapasitor, at sa hugis at sukat ng mga plato nito. Ayon sa hugis ng mga plato, ang flat, cylindrical, spherical capacitors ay nakikilala.

Ang isang flat capacitor ay may dalawa mga flat plate, ang distansya sa pagitan nito d maliit kumpara sa kanilang mga linear na sukat. Ginagawa nitong posible na pabayaan ang mga maliliit na rehiyon ng inhomogeneity electric field sa mga gilid ng mga plato at ipagpalagay na ang buong field ay pare-pareho at puro sa pagitan ng mga plato. Pagsingil ng kapasitor Q ay ang singil sa isang positibong sisingilin na plato.

Kapasidad patag na kapasitor MULA SA:

C= ee o S/d

Ang S ay ang lugar ng bawat lining o ang mas maliit sa kanila, d- ang distansya sa pagitan ng mga plato, e o- pare-pareho ang kuryente, e- kamag-anak ang dielectric na pare-pareho sangkap sa pagitan ng mga plato. Ang pagpuno ng espasyo sa pagitan ng mga plato na may dielectric ay nagpapataas ng kapasidad sa e minsan.

Ang enerhiya na nakaimbak ng isang sisingilin pare-pareho ang boltahe U ang flat electric capacitor ay katumbas ng:

W = CU 2/2.

Kasama ang isang flat capacitor, ang isang flat multiplate capacitor ay kadalasang ginagamit, na naglalaman n mga plate na konektado sa parallel.

Ang kapasidad ng isang cylindrical capacitor, ang mga plate na kung saan ay dalawang coaxial hollow cylinders na ipinasok sa bawat isa at pinaghihiwalay ng isang dielectric, ay katumbas ng:

C \u003d 2pee o h¤ln (r 2 / r 1),

kung saan ang r 2 at r 1 ay ang radii ng panlabas at panloob na mga silindro, ayon sa pagkakabanggit, at h ay ang haba ng silindro. Hindi nito isinasaalang-alang ang mga pagbaluktot sa homogeneity ng electric field sa mga gilid ng mga plato (edge ​​effect), at samakatuwid ang mga kalkulasyong ito ay nagbibigay ng medyo underestimated na mga halaga ng kapasidad C.

Ang kapasidad ng isang spherical capacitor, na isang sphere na ipinasok sa isa't isa, ay katumbas ng:

C \u003d 4pee o r 2 r 1 / (r 2 -r 1),

saan r2 at r1 ay ang radii ng panlabas at panloob na mga globo, ayon sa pagkakabanggit.

Bilang karagdagan sa kapasidad, ang isang electric capacitor ay may aktibong resistensya. R at inductance L. Karaniwan, mga de-koryenteng capacitor ginagamit sa mga frequency na mas mababa kaysa sa resonant, kung saan ang inductance nito ay kadalasang napapabayaan. Ang aktibong paglaban ng isang kapasitor ay nakasalalay sa resistivity ng dielectric, ang materyal ng mga plato at mga lead, ang hugis at sukat ng kapasitor, dalas at temperatura. Ang pag-asa ng reactance ng mga de-koryenteng capacitor sa dalas ay ginagamit sa mga de-koryenteng filter.

Kapag ang mga plato ay konektado sa isang palaging pinagmumulan ng boltahe, ang kapasitor ay sisingilin sa pinagmumulan ng boltahe. Ang kasalukuyang patuloy na dumadaloy sa kapasitor pagkatapos itong ma-charge ay tinatawag na leakage current.

Ang mga capacitor ay nailalarawan sa pamamagitan ng breakdown boltahe - ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga capacitor plate, kung saan nangyayari ang pagkasira - isang electric discharge ay nangyayari sa pamamagitan ng dielectric layer sa capacitor. Ang breakdown boltahe ay depende sa hugis ng mga plato, ang mga katangian ng dielectric at ang kapal nito.

Ang mga plato ng kapasitor ay naaakit sa bawat isa. Ang puwersa ng atraksyon sa pagitan ng mga plate ng isang kapasitor ay tinatawag na ponderomotive force at kinakalkula ng formula:

F \u003d -Q 2 / 2ee o S

Ang minus sign ay nagpapahiwatig na ang ponderomotive force ay isang kaakit-akit na puwersa.

Sa pamamagitan ng aplikasyon, ang mababang boltahe na mababang dalas ng mga de-koryenteng capacitor ay nakikilala (mataas na tiyak na kapasidad MULA SA), mababang boltahe mataas na dalas (mataas MULA SA), mataas na boltahe direktang kasalukuyang, mataas na boltahe mababa at mataas na dalas (mataas na tiyak na reaktibong kapangyarihan).

Upang madagdagan ang kapasidad at pag-iba-ibahin ang mga posibleng halaga nito, ang mga capacitor ay konektado sa mga baterya, gamit ang kanilang serye, parallel o halo-halong (binubuo ng serye at parallel) na mga koneksyon.

Ang pagtaas sa kapasidad ay nakamit sa pamamagitan ng pagkonekta ng mga capacitor na kahanay sa baterya. Sa kasong ito, ang mga capacitor ay konektado sa pamamagitan ng magkatulad na sisingilin na mga plato. Sa gayong koneksyon, ang natipid na halaga sa lahat ng mga capacitor ay ang potensyal na pagkakaiba, at ang mga singil ay summed up. Ang kabuuang kapasidad ng baterya kapag ang mga capacitor ay konektado sa parallel ay katumbas ng kabuuan ng mga kapasidad ng mga indibidwal na capacitor:

C \u003d C 1 + C 2 + ... + C n

Kapag ang mga capacitor ay konektado sa serye, ang nagreresultang kapasidad ay palaging mas mababa kaysa sa pinakamaliit na kapasidad na ginagamit sa baterya, at ang bawat kapasitor ay nagsasaalang-alang lamang ng isang bahagi ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga terminal ng baterya, na lubos na binabawasan ang posibilidad ng pagkasira ng kapasitor. Sa mga serial na koneksyon Ang mga capacitor ay konektado sa pamamagitan ng kanilang kabaligtaran na mga plato. Sa kasong ito, ang mga kapalit ng mga kapasidad ay idinagdag at ang nagresultang kapasidad ay tinutukoy bilang mga sumusunod:

1/C = (1/C n).

Ang mga de-koryenteng capacitor ay ginagamit sa mga de-koryenteng circuit (concentrated capacitances), electric power industry (reactive power compensators), pulse voltage generators, para sa mga layunin ng pagsukat (measuring capacitors at capacitive sensors).

Ang prinsipyo ng aparato ng pinakasimpleng (flat) na kapasitor ipinapakita sa fig. isa.

kanin. 1. Ang prinsipyo ng aparato ng isang flat capacitor.

1 lining,
2 dielectric

Ang kapasidad ng kapasitor na ito ay tinutukoy ng kilalang formula

Tinukoy ng formula

Gamit ang mga foil plate at isang multilayer film dielectric, posibleng gumawa ng mga roll-type na capacitor na may partikular na kapasidad ng imbakan na humigit-kumulang mula 0.1 J/kg hanggang 1 J/kg o mula 0.03 mWh/kg hanggang 0.3 mWh/kg. Dahil sa mababang tiyak na kapasidad ng imbakan, ang mga capacitor ng ganitong uri ay hindi angkop para sa pangmatagalang imbakan ng isang malaking halaga ng enerhiya, ngunit malawak itong ginagamit bilang mga mapagkukunan ng reaktibong kapangyarihan sa mga circuit. alternating current at bilang capacitances.

Ang enerhiya ay maaaring maimbak nang mas mahusay sa mga electrolytic capacitor, ang prinsipyo nito ay ipinapakita sa Fig. 2.

kanin. 2. .

1 metal sheet o foil (aluminyo, tantalum, atbp.),
2 metal oxide dielectric (Al2O3, Ta2O5 o iba pa),
3 papel, atbp., pinapagbinhi ng electrolyte (H3BO3 , H2SO4 , MnO2 o iba pa) at gliserin

Dahil ang kapal ng dielectric layer sa kasong ito ay karaniwang nananatili sa loob ng 0.1 µm, ang mga capacitor na ito ay maaaring gawin na may napakalaking kapasidad (hanggang sa 1 F), ngunit para sa medyo maliit na boltahe (karaniwan ay ilang volts).

Maaaring mas maraming kapasidad ultracapacitors (supercapacitors, ionistors), ang mga plate na kung saan ay isang double electric layer ng ilang tenths ng isang nanometer makapal sa interface sa pagitan ng electrode na gawa sa microporous graphite at ang electrolyte (Fig. 3).

kanin. 3. .

1 microporous graphite electrodes,
2 electrolyte

Ang epektibong lugar ng mga plate ng naturang mga capacitor, dahil sa porosity, ay umabot ng hanggang 10,000 m2 para sa bawat gramo ng electrode mass, na ginagawang posible upang makamit ang napaka malaking kapasidad para sa napakaliit na mga capacitor. Sa kasalukuyan, ang mga ultracapacitor ay ginawa para sa mga boltahe hanggang sa 2.7 V at mga kapasidad hanggang sa 3 kF. Ang kanilang partikular na kapasidad ng imbakan ay karaniwang umaabot mula 0.5 Wh/kg hanggang 50 Wh/kg at may mga prototype na may partikular na kapasidad ng imbakan hanggang sa 300 Wh/kg.

Teknolohiya sa paggawa ultracapacitors ay napakakomplikado, at ang gastos sa bawat yunit ng enerhiya na nakaimbak sa kanila ay samakatuwid ay mas mataas kaysa sa iba pang mga capacitor, na umaabot hanggang 50,000 ?/kWh. Sa kabila nito, dahil sa pagiging simple ng disenyo, maliit na sukat, pagiging maaasahan, mataas na kahusayan (95% o higit pa) at tibay (ilang milyong mga siklo ng pag-charge-discharge), nagsimula silang magamit pareho sa mga sasakyan, at sa mga pang-industriyang power plant sa halip na mga electrochemical na baterya at iba pang paraan ng pag-iimbak ng enerhiya. Ang mga ito ay lalo na kapaki-pakinabang kapag ang enerhiya ay natupok sa anyo ng mga maikling pulso (halimbawa, upang paganahin ang starter ng mga panloob na combustion engine) o kapag ang isang mabilis (pangalawang) singilin ng storage device ay kinakailangan. Halimbawa, noong 2005, sinimulan ng Shanghai ang pagsubok na operasyon ng mga ultracapacitor bus, ang capacitor bank na sinisingil habang ang bus ay nakaparada sa bawat hintuan.

Ang pinakalumang kapasitor at kasabay nito ang pinakamatandang baterya enerhiyang elektrikal Ang mga bagay na amber ay maaaring isaalang-alang, ang pagpapakuryente kung saan, kapag kinuskos ng isang telang lana, ay natuklasan ng pilosopong Griyego na si Thales noong mga 590 BC. X. Tinawag din niyang electronic ang phenomenon na ito (mula sa salitang Greek na electron, ‘amber’). Ang mga unang electrostatic generator, na naimbento noong ika-17 siglo, ay mga spherical o cylindrical capacitor din, sa ibabaw kung saan ang isang electric charge na sapat upang maging sanhi ng discharge phenomena ay maaaring maipon. Ang unang tunay na kapasitor ay itinuturing pa ring isang amplifying flask, na naimbento noong Oktubre 11, 1745 sa kurso ng mga eksperimento sa electrization ng tubig ng isang amateur physicist, Dean Kamminsky (Cammin) katedral Ewald Jurgen von Kleist (1700-1748) (Larawan 4);

kanin. 4. Capacitor ng Ewald Jurgen von Kleist.

1 bote na puno ng tubig
2 pako, na kasama ng tubig ay bumubuo sa tuktok na lining,
3 wire sa electrostatic generator,
4 metal plate (ibaba lining).
U boltahe

Sa device na ito, ang dalawang plate at isang dielectric sa pagitan ng mga ito ay maaaring malinaw na makilala. Ang unang flat capacitor ay ginawa noong 1747 ng London doctor na si John Bevis (John Bevis, 1693–1771), at ang terminong capacitor (it. condensatore, 'condense') ay ipinakilala noong 1782 ng propesor ng experimental physics sa University of Pavia (Pavia, Italy) Alessandro Volta ( Alessandro Volta, 1745-1827). Ang unang electrolytic capacitors ay binuo noong 1853 ng pinuno ng Königsberg Physiological Institute (Konigsberg, Germany) Hermann von Helmholtz (1821–1894), at ang unang ultracapacitor na may porous graphite electrodes ay ipinakita para sa patenting noong 1954 ng isang researcher sa electrical. pag-aalala sa engineering General Electric ( General Electric, USA) Howard I. Becker. Praktikal na paggamit Ang mga ultracapacitor ay nagsimulang umunlad nang mabilis sa mga unang taon ng ika-21 siglo.

Sa lahat ng radio engineering at electronic device, maliban sa mga transistor at microcircuits, ginagamit ang mga capacitor. Sa ilang mga circuit mayroong higit pa sa kanila, sa iba ay mas kaunti, ngunit halos walang electronic circuit na walang mga capacitor.

Kasabay nito, ang mga capacitor ay maaaring magsagawa ng iba't ibang mga gawain sa mga device. Una sa lahat, ito ang mga capacitance sa mga filter ng mga rectifier at stabilizer. Sa tulong ng mga capacitor, ang isang signal ay ipinapadala sa pagitan ng mga yugto ng pagpapalakas, ang mga low- at high-pass na mga filter ay binuo, ang mga agwat ng oras ay nakatakda sa mga pagkaantala ng oras, at ang dalas ng oscillation sa iba't ibang mga generator ay pinili.

Sinusubaybayan ng mga capacitor ang kanilang pedigree mula sa banga ni Leiden, na noong kalagitnaan ng ika-18 siglo ay ginamit ng Dutch scientist na si Pieter van Mushenbroek sa kanyang mga eksperimento. Nakatira siya sa lungsod ng Leiden, kaya hindi mahirap hulaan kung bakit ganoon ang tawag sa bangkong ito.

Sa totoo lang, isa itong ordinaryong garapon na salamin, na may linya sa loob at labas ng tin foil - staniole. Ginamit ito para sa parehong mga layunin tulad ng modernong aluminyo, ngunit pagkatapos ay ang aluminyo ay hindi pa natuklasan.

Ang tanging pinagkukunan ng kuryente noong mga panahong iyon ay isang electrophore machine na may kakayahang bumuo ng mga boltahe hanggang sa ilang daang kilovolt. Ito ay mula sa kanya na ang Leyden jar ay sinisingil. Inilalarawan ng mga aklat-aralin sa pisika ang kaso nang ilabas ni Mushenbrook ang kanyang lata sa pamamagitan ng isang kadena ng sampung guwardiya na magkahawak-kamay.

Sa oras na iyon, walang nakakaalam na ang mga kahihinatnan ay maaaring maging trahedya. Ang suntok ay naging medyo sensitibo, ngunit hindi nakamamatay. Hindi ito dumating sa ito, dahil ang kapasidad ng garapon ng Leyden ay hindi gaanong mahalaga, ang salpok ay naging napakaikli, kaya ang kapangyarihan ng paglabas ay mababa.

Paano gumagana ang isang kapasitor

Ang aparato ng kapasitor ay halos hindi naiiba sa garapon ng Leyden: lahat ng parehong dalawang plato na pinaghihiwalay ng isang dielectric. Ito ay kung paano inilalarawan ang mga capacitor sa modernong mga de-koryenteng circuit. Ipinapakita ng Figure 1 ang isang schematic device ng isang flat capacitor at isang formula para sa pagkalkula nito.

Figure 1. Ang aparato ng isang flat capacitor

Narito ang S ay ang lugar ng mga plato sa metro kuwadrado, d ay ang distansya sa pagitan ng mga plate sa metro, C ay ang kapasidad sa farads, ε ay ang permittivity ng daluyan. Ang lahat ng dami na kasama sa formula ay ipinahiwatig sa SI system. Ang formula na ito ay wasto para sa pinakasimpleng flat capacitor: maaari mo lamang ilagay ang dalawang metal plate na magkatabi, kung saan ang mga konklusyon ay iginuhit. Ang hangin ay maaaring magsilbing dielectric.

Mula sa formula na ito, mauunawaan na ang kapasidad ng kapasitor ay mas malaki, mas malaki ang lugar ng mga plato at mas maliit ang distansya sa pagitan nila. Para sa mga capacitor na may iba pang geometry, ang formula ay maaaring iba, halimbawa, para sa kapasidad ng isang solong konduktor o isang electric cable. Ngunit ang pag-asa ng kapasidad sa lugar ng mga plato at ang distansya sa pagitan ng mga ito ay kapareho ng sa isang flat capacitor: mas malaki ang lugar at mas maliit ang distansya, mas malaki ang kapasidad.

Sa katunayan, ang mga plato ay hindi palaging ginagawang patag. Para sa maraming mga capacitor, tulad ng mga metal-paper, ang mga lining ay aluminum foil na pinagsama kasama ng isang dielectric na papel sa isang masikip na bola, sa anyo ng isang metal case.

Upang madagdagan ang lakas ng kuryente, ang manipis na papel ng kapasitor ay pinapagbinhi ng mga insulating compound, kadalasang langis ng transpormer. Ang disenyo na ito ay nagpapahintulot sa iyo na gumawa ng mga capacitor na may kapasidad na hanggang sa ilang daang microfarads. Ang mga capacitor na may iba pang mga dielectric ay nakaayos sa humigit-kumulang sa parehong paraan.

Ang formula ay hindi naglalaman ng anumang mga paghihigpit sa lugar ng mga plato S at ang distansya sa pagitan ng mga plato d. Kung ipagpalagay natin na ang mga plato ay maaaring paghiwalayin nang napakalayo, at sa parehong oras ang lugar ng mga plato ay maaaring gawing hindi gaanong mahalaga, kung gayon ang ilang kapasidad, kahit na maliit, ay mananatili pa rin. Ang ganitong pangangatwiran ay nagmumungkahi na kahit na dalawang konduktor lamang na matatagpuan sa tabi ng isa't isa ay may electrical capacitance.

Ang sitwasyong ito ay malawakang ginagamit sa high-frequency na teknolohiya: sa ilang mga kaso, ang mga capacitor ay ginawa lamang sa anyo ng mga naka-print na mga track ng mga kable, o kahit na dalawang wire lamang na pinagsama sa polyethylene insulation. Ang ordinaryong wire-noodles o cable ay mayroon ding kapasidad, at sa pagtaas ng haba, ito ay tumataas.

Bilang karagdagan sa capacitance C, ang anumang cable ay mayroon ding resistance R. Pareho sa mga ito pisikal na katangian ipinamamahagi sa kahabaan ng cable, at kapag nagpapadala ng mga pulsed signal, gumagana ang mga ito bilang isang integrating RC circuit, na ipinapakita sa Figure 2.

Larawan. 2

Sa figure, ang lahat ay simple: narito ang circuit, narito ang input signal, at narito ito sa output. Ang salpok ay nabaluktot na lampas sa pagkilala, ngunit ito ay ginawa sa layunin, kung saan ang circuit ay binuo. Samantala, pinag-uusapan natin ang epekto ng kapasidad ng cable sa signal ng pulso. Sa halip na isang pulso, ang gayong "kampanilya" ay lilitaw sa kabilang dulo ng cable, at kung ang pulso ay maikli, kung gayon maaaring hindi ito umabot sa kabilang dulo ng cable, maaari pa itong mawala.

makasaysayang katotohanan

Dito ay angkop na alalahanin ang kuwento kung paano inilatag ang transatlantic cable. Nabigo ang unang pagtatangka noong 1857: ang mga telegraph na tuldok - mga gitling (parihaba na pulso) ay nasira upang walang ma-disassemble sa kabilang dulo ng 4000 km ang haba na linya.

Ang pangalawang pagtatangka ay ginawa noong 1865. Sa panahong ito, ang Ingles na physicist na si W. Thompson ay nakabuo ng teorya ng paghahatid ng data sa mahabang linya. Sa liwanag ng teoryang ito, ang cable laying ay naging mas matagumpay, ang mga signal ay natanggap.

Para sa siyentipikong gawaing ito, pinagkalooban ni Queen Victoria ang scientist ng isang kabalyero at ang titulong Lord Kelvin. Iyon ang pangalan ng isang maliit na bayan sa baybayin ng Ireland, kung saan nagsimula ang paglalagay ng kable. Ngunit ito ay isang salita lamang, at ngayon ay bumalik tayo sa huling titik sa pormula, ibig sabihin, sa permittivity ng medium ε.

Medyo tungkol sa dielectrics

Ang ε na ito ay nasa denominator ng formula, samakatuwid, ang pagtaas nito ay mangangailangan ng pagtaas ng kapasidad. Para sa karamihan ng mga dielectric na ginagamit, tulad ng hangin, lavsan, polyethylene, fluoroplast, ang pare-parehong ito ay halos kapareho ng sa vacuum. Ngunit sa parehong oras, maraming mga sangkap na ang dielectric constant ay mas mataas. Kung ang isang air condenser ay puno ng acetone o alkohol, ang kapasidad nito ay tataas ng 15 ... 20 beses.

Ngunit ang mga naturang sangkap, bilang karagdagan sa mataas na ε, ay mayroon ding medyo mataas na kondaktibiti, kaya't magiging masama para sa naturang kapasitor na humawak ng singil, mabilis itong ilalabas sa sarili nito. Ang nakakapinsalang kababalaghan na ito ay tinatawag na leakage current. Samakatuwid, ang mga espesyal na materyales ay binuo para sa mga dielectric, na nagpapahintulot, na may mataas na tiyak na kapasidad ng mga capacitor, upang magbigay ng katanggap-tanggap na mga alon ng pagtagas. Ito ang nagpapaliwanag ng iba't ibang uri at uri ng mga capacitor, na ang bawat isa ay idinisenyo para sa mga partikular na kondisyon.

electrolytic kapasitor

Ang mga electrolytic capacitor ay may pinakamataas na tiyak na kapasidad (capacity / volume ratio). Ang kapasidad ng "electrolytes" ay umabot ng hanggang 100,000 microfarads, operating boltahe hanggang sa 600V. Ang ganitong mga capacitor ay gumagana lamang nang maayos mababang frequency, kadalasan sa mga filter ng power supply. Ang mga electrolytic capacitor ay konektado na may paggalang sa polarity.

Ang mga electrodes sa naturang mga capacitor ay isang manipis na pelikula ng metal oxide, kaya naman ang mga capacitor na ito ay madalas na tinatawag na oxide capacitors. Ang isang manipis na layer ng hangin sa pagitan ng mga electrodes ay hindi isang maaasahang insulator; samakatuwid, ang isang electrolyte layer ay ipinakilala sa pagitan ng mga oxide plate. Kadalasan ang mga ito ay puro solusyon ng mga acid o alkalis.

Ipinapakita ng Figure 3 ang isa sa mga capacitor na ito.

Larawan 3. Electrolytic Capacitor

Upang matantya ang laki ng kapasitor, isang simpleng kahon ng posporo ang nakuhanan ng larawan sa tabi nito. Bilang karagdagan sa isang sapat na malaking kapasidad sa figure, maaari mo ring makita ang tolerance ng porsyento: hindi hihigit o mas mababa sa 70% ng nominal.

Noong mga araw na ang mga computer ay malalaki at tinatawag na mga computer, ang mga naturang capacitor ay nasa mga disk drive (sa modernong HDD). Ang kapasidad ng impormasyon ng naturang mga drive ay maaari na ngayong magdulot ng isang ngiti: dalawang disk na may diameter na 350 mm na nakaimbak ng 5 megabytes ng impormasyon, at ang aparato mismo ay tumitimbang ng 54 kg.

Ang pangunahing layunin ng mga supercapacitor na ipinapakita sa figure ay upang alisin ang mga magnetic head mula sa nagtatrabaho na lugar ng disk sa kaso ng isang biglaang pagkawala ng kuryente. Ang ganitong mga capacitor ay maaaring mag-imbak ng isang singil sa loob ng maraming taon, na nasubok sa pagsasanay.

Sa ibaba gamit ang mga electrolytic capacitor, imumungkahi na gawin ang ilang simpleng mga eksperimento upang maunawaan kung ano ang magagawa ng isang kapasitor.

Para sa operasyon sa AC circuits, ang mga non-polar electrolytic capacitor ay ginawa, ngunit sa ilang kadahilanan ay napakahirap makuha ang mga ito. Upang kahit papaano ay malampasan ang problemang ito, ang karaniwang polar na "electrolytes" ay nakabukas sa counter-series: plus-minus-minus-plus.

Kung ang isang polar electrolytic capacitor ay konektado sa isang alternating current circuit, pagkatapos ay sa una ito ay magpapainit, at pagkatapos ay isang pagsabog ang maririnig. Ang mga lumang capacitor sa loob ng bansa ay nakakalat sa lahat ng direksyon, habang ang mga na-import ay may espesyal na aparato upang maiwasan ang malakas na pag-shot. Ito, bilang panuntunan, ay alinman sa isang cross notch sa ilalim ng kapasitor, o isang butas na may isang plug ng goma na matatagpuan doon.

Hindi talaga nila gusto ang mga electrolytic capacitor. sobrang boltahe kahit na ang polarity ay tama. Samakatuwid, ito ay hindi kailanman kinakailangan upang ilagay ang "electrolytes" sa isang circuit kung saan ang isang boltahe ay inaasahang malapit sa maximum para sa ang kapasitor na ito.

Minsan sa ilan, kahit na mga kagalang-galang na forum, ang mga nagsisimula ay nagtatanong: "Ang kapasitor ay 470μF * 16V, ngunit mayroon akong 470μF * 50V, maaari ko bang ilagay ito?". Oo, siyempre maaari mo, ngunit ang reverse substitution ay hindi katanggap-tanggap.

Ang kapasitor ay maaaring mag-imbak ng enerhiya

Makakatulong ito upang maunawaan ang pahayag na ito. simpleng circuit ipinapakita sa Figure 4.

Figure 4. Circuit na may kapasitor

Ang pangunahing katangian ng circuit na ito ay isang electrolytic capacitor C ng isang sapat na malaking kapasidad upang ang mga proseso ng pag-charge-discharge ay magpatuloy nang mabagal, at kahit na napakalinaw. Ginagawa nitong posible na obserbahan ang pagpapatakbo ng circuit nang biswal gamit ang isang maginoo na bombilya mula sa isang flashlight. Ang mga lantern na ito ay matagal nang nagbigay daan sa mga modernong LED, ngunit ang mga bombilya para sa kanila ay ibinebenta pa rin. Samakatuwid, kolektahin ang pamamaraan at pag-uugali mga simpleng eksperimento napakasimple.

Baka may magsabi: “Bakit? Pagkatapos ng lahat, ang lahat ay halata, at kung basahin mo rin ang paglalarawan ... ". Tila walang dapat ipaglaban dito, ngunit anuman, kahit na ang pinakasimpleng bagay, ay nananatili sa ulo sa mahabang panahon kung ang pag-unawa ay dumating sa pamamagitan ng mga kamay.

Kaya, ang scheme ay binuo. Paano ito gumagana?

Sa posisyon ng switch SA ipinapakita sa diagram, ang capacitor C ay sinisingil mula sa power supply GB sa pamamagitan ng risistor R sa circuit: + GB __ R __ SA __ C __ -GB. Ang kasalukuyang pagsingil sa diagram ay ipinapakita ng isang arrow na may index na iz. Ang proseso ng pag-charge ng capacitor ay ipinapakita sa Figure 5.

Figure 5. Proseso ng pag-charge ng kapasitor

Ipinapakita ng figure na ang boltahe sa kabuuan ng kapasitor ay tumataas kasama ang isang hubog na linya, sa matematika na tinatawag na exponential. Direktang sinasalamin ng kasalukuyang singil ang boltahe ng pagsingil. Habang tumataas ang boltahe sa kapasitor, lumiliit ang kasalukuyang singil. At sa paunang sandali lamang ay tumutugma sa formula na ipinapakita sa figure.

Pagkaraan ng ilang oras, ang kapasitor ay sisingilin mula sa 0V hanggang sa boltahe ng power supply, sa aming circuit hanggang sa 4.5V. Ang buong tanong ay kung paano matukoy ang oras na ito, gaano katagal maghintay, kailan sisingilin ang kapasitor?

Time constant "tau" τ = R*C

Ang formula na ito ay pinarami lamang ang paglaban at kapasidad ng isang serye na konektado sa risistor at kapasitor. Kung, nang hindi pinababayaan ang sistema ng SI, pinapalitan namin ang paglaban sa Ohms, ang kapasidad sa Farads, kung gayon ang resulta ay sa ilang segundo. Ito ang oras na kailangan para sa capacitor na mag-charge ng hanggang 36.8% ng power supply boltahe. Alinsunod dito, para sa isang singil sa halos 100%, aabutin ito ng oras 5 * τ.

Kadalasan, ang pagpapabaya sa sistema ng SI, pinapalitan nila ang paglaban sa ohms sa formula, at ang kapasidad sa microfarads, kung gayon ang oras ay nasa microseconds. Sa aming kaso, mas maginhawang makuha ang resulta sa loob ng ilang segundo, kung saan kailangan mo lang i-multiply ang microseconds sa isang milyon, o, mas simple, ilipat ang kuwit ng anim na digit sa kaliwa.

Para sa circuit na ipinapakita sa Figure 4, na may capacitor capacitance na 2000uF at isang risistor na 500Ω, ang time constant ay magiging τ = R*C = 500 * 2000 = 1,000,000 microseconds, o eksaktong isang segundo. Kaya, kailangan mong maghintay ng humigit-kumulang 5 segundo hanggang sa ganap na ma-charge ang kapasitor.

Kung pagkatapos ng tinukoy na oras ang switch SA ay inilipat sa tamang posisyon, ang capacitor C ay ilalabas sa pamamagitan ng light bulb EL. Sa puntong ito, magkakaroon ng isang maikling flash, ang kapasitor ay ilalabas at ang ilaw ay mawawala. Ang direksyon ng paglabas ng kapasitor ay ipinapakita ng isang arrow na may index ip. Ang oras ng paglabas ay tinutukoy din ng pare-parehong oras na τ. Ang discharge graph ay ipinapakita sa Figure 6.

Figure 6. Capacitor discharge graph

Ang kapasitor ay hindi pumasa sa direktang kasalukuyang

Ang isang mas simpleng pamamaraan, na ipinapakita sa Figure 7, ay makakatulong upang mapatunayan ang pahayag na ito.

Figure 7. Diagram na may kapasitor sa isang DC circuit

Kung ang switch SA ay sarado, pagkatapos ay isang maikling flash ng bombilya ang susundan, na nagpapahiwatig na ang kapasitor C ay na-charge sa pamamagitan ng bombilya. Ang graph ng singil ay ipinapakita din dito: sa sandaling magsasara ang switch, ang kasalukuyang ay pinakamataas, habang nag-charge ang kapasitor, bumababa ito, at pagkaraan ng ilang sandali ay ganap itong huminto.

Kung ang kapasitor Magandang kalidad, ibig sabihin. na may mababang leakage current (self-discharge), ang muling pagsasara ng switch ay hindi magdudulot ng flash. Upang makakuha ng isa pang flash, ang kapasitor ay kailangang i-discharge.

Capacitor sa mga filter ng kapangyarihan

Ang kapasitor ay inilalagay, bilang panuntunan, pagkatapos ng rectifier. Kadalasan, ang mga rectifier ay ginagawang full-wave. Ang pinakakaraniwang rectifier circuit ay ipinapakita sa Figure 8.

Figure 8. Rectifier circuits

Ang mga half-wave rectifier ay ginagamit din nang madalas, bilang panuntunan, sa mga kaso kung saan ang kapangyarihan ng pag-load ay bale-wala. Ang pinakamahalagang kalidad ng naturang mga rectifier ay pagiging simple: isang diode at isang paikot-ikot na transpormer.

Para sa isang full-wave rectifier, ang capacitance ng filter capacitor ay maaaring kalkulahin ng formula

C = 1000000 * Po / 2*U*f*dU AC boltahe Hz, dU pulsation amplitude V.

Ang isang malaking numero sa numerator ng 1000000 ay nagko-convert ng kapasidad mula sa system farads sa microfarads. Ang dalawa sa denominator ay ang bilang ng mga kalahating siklo ng rectifier: para sa kalahating alon, lilitaw ang isa sa lugar nito

C \u003d 1000000 * Po / U * f * dU,

At para sa isang three-phase rectifier, ang formula ay kukuha ng form C \u003d 1000000 * Po / 3 * U * f * dU.

Supercapacitor - ionistor

Kamakailan lamang, lumitaw ang isang bagong klase ng mga electrolytic capacitor, ang tinatawag na ionistor. Sa mga katangian nito, ito ay katulad ng isang baterya, gayunpaman, na may ilang mga limitasyon.

Ang ionistor ay sinisingil sa na-rate na boltahe sa loob ng maikling panahon, literal sa loob ng ilang minuto, kaya ipinapayong gamitin ito bilang isang backup na mapagkukunan ng kuryente. Sa katunayan, ang ionistor ay isang non-polar device, ang tanging bagay na tumutukoy sa polarity nito ay ang pagsingil sa pabrika. Upang hindi malito ang polarity na ito sa hinaharap, ito ay ipinahiwatig ng + sign.

Ang isang mahalagang papel ay nilalaro ng mga kondisyon ng pagpapatakbo ng mga ionistor. Sa temperatura na 70˚C sa boltahe na 0.8 ng nominal, ang garantisadong tibay ay hindi hihigit sa 500 oras. Kung ang aparato ay nagpapatakbo sa isang boltahe ng 0.6 ng nominal na boltahe, at ang temperatura ay hindi lalampas sa 40 degrees, pagkatapos ay ang tamang operasyon ay posible para sa 40,000 na oras o higit pa.

Ang pinakakaraniwang aplikasyon ng isang ionistor ay mga mapagkukunan backup na kapangyarihan. Karaniwan, ang mga ito ay memory chips o electronic na orasan. Sa kasong ito, ang pangunahing parameter ng ionistor ay isang maliit na leakage current, ang self-discharge nito.

Medyo nangangako ang paggamit ng mga ionistor kasabay ng mga solar panel. Naaapektuhan din nito ang hindi kritikal sa kondisyon ng pagsingil at ang halos walang limitasyong bilang ng mga cycle ng paglabas ng charge. Ang isa pang mahalagang ari-arian ay ang ionistor ay hindi nangangailangan ng pagpapanatili.

Basahin din

• Mga uri ng mga lampara sa dingding at mga tampok ng kanilang paggamit
• Tungkol sa potensyal na pagkakaiba, electromotive force at boltahe
• Ano ang maaaring matukoy ng metro, maliban sa pagkonsumo ng kuryente
• Sa pamantayan para sa pagtatasa ng kalidad ng mga produktong elektrikal
• Ano ang mas mahusay para sa isang pribadong bahay - single-phase o three-phase input?
• Paano pumili ng isang stabilizer ng boltahe para sa isang bahay ng bansa
• Peltier effect: ang mahiwagang epekto ng electric current
• Ang pagsasanay ng mga kable at pagkonekta ng isang TV cable sa isang apartment - mga tampok ng proseso
• Mga problema sa mga kable: ano ang gagawin at kung paano ayusin ang mga ito?
• Fluorescent lamp T5: mga prospect at problema ng aplikasyon
• Maaaring iurong ang mga bloke ng socket: kasanayan sa paggamit at koneksyon
• Mga elektronikong amplifier. Bahagi 2. Mga amplifier ng dalas ng audio
• Wastong pagpapatakbo ng mga de-koryenteng kagamitan at mga kable sa isang bahay ng bansa
• Ang mga pangunahing punto ng paggamit ng ligtas na boltahe sa pang-araw-araw na buhay
• Mga kinakailangang tool at device para sa mga nagsisimula sa pag-aaral ng electronics
• Ano ang lumilipas na paglaban sa pakikipag-ugnay at kung paano haharapin ito
• Boltahe relay: ano ang naroroon, kung paano pumili at kumonekta?
• Ano ang mas mahusay para sa isang pribadong bahay - single-phase o three-phase input?
• Mga kapasitor sa mga electronic circuit. Bahagi 2. Interstage na komunikasyon, mga filter, mga generator
• Paano masisiguro ang kaginhawaan sa hindi sapat na supply ng kuryente
• Paano makasigurado kapag bumibili ng makina sa isang tindahan na ito ay gumagana?
• Paano pumili ng wire cross-section para sa 12 volt lighting network
• Paraan ng pagkonekta ng pampainit ng tubig at isang bomba na may hindi sapat na kapangyarihan ng network
• Inductors at magnetic field. Bahagi 2. Electromagnetic induction at inductance
• mga operational amplifier. Bahagi 2. Mainam na operational amplifier
• Ano ang mga microcontroller (layunin, device, software)
• Ang pagpapahaba ng buhay ng isang compact fluorescent lamp (kasambahay)
• Mga operational amplifier circuit na walang feedback
• Pagpapalit ng electrical switchboard ng apartment
• Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga circuit breaker sa isang de-koryenteng circuit
• Isang halimbawa ng paggamit ng boltahe stabilizer na may OEL-820 load optimizer
• Ang kapangyarihan ay lumubog sa loob ng limitasyon ng pananagutan ng may-ari ng bahay
• Paano ayusin ang pag-iilaw sa silid-tulugan?
• Bakit hindi maaaring pagsamahin ang tanso at aluminyo sa mga electrical wiring?
• Pag-modernize ng valve drive o tungkol sa pagbaliktad ng capacitor motor
• Paano i-extend at i-mount ang isang power input cable sa isang apartment
• Mga intermediate relay: layunin, kung saan ginagamit ang mga ito at kung paano ito pinili

Ang kapasitor ay isang elemento de-koryenteng circuit, na binubuo ng mga conductive electrode plate na pinaghihiwalay ng isang dielectric at idinisenyo upang gamitin ang kapasidad nito. Ang kapasidad ng isang kapasitor ay ang ratio ng singil ng kapasitor sa potensyal na pagkakaiba na ibinibigay ng singil sa kapasitor.

Ang mga organic at inorganic na materyales, kabilang ang mga oxide film ng ilang mga metal, ay ginagamit bilang dielectric sa mga capacitor. Kapag ang isang pare-pareho ang boltahe ay inilapat sa isang kapasitor, ito ay sisingilin; ang isang tiyak na halaga ng trabaho ay ginugol, na ipinahayag sa joules.

Ang mga capacitor ay ginagamit sa halos lahat ng mga lugar ng electrical engineering. Ang mga capacitor (kasama ang mga inductors at / o resistors) ay ginagamit upang bumuo ng iba't ibang mga circuit na may mga katangian na umaasa sa dalas, sa partikular, mga filter, feedback circuit, oscillatory circuit, atbp.

Sa pangalawang mga supply ng kuryente, ang mga capacitor ay ginagamit upang pakinisin ang naayos na mga ripple ng boltahe.

Sa industriyal na electrical engineering, ang mga capacitor ay ginagamit para sa reactive power compensation at sa mas mataas na harmonic filter.

Ang mga capacitor ay may kakayahang mag-ipon ng isang malaking singil at lumikha ng isang malaking boltahe sa mga plato, na ginagamit para sa iba't ibang layunin, halimbawa, upang mapabilis ang mga sisingilin na particle o upang lumikha ng panandaliang malakas na mga paglabas ng kuryente.

Pagsukat ng transducer (MT) ng mga maliliit na displacement: ang isang maliit na pagbabago sa distansya sa pagitan ng mga plato ay may kapansin-pansing epekto sa kapasidad ng kapasitor. IP ng air humidity, kahoy (pagbabago sa komposisyon ng dielectric ay humahantong sa isang pagbabago sa kapasidad).

Meter ng antas ng likido. Ang isang non-conductive na likido ay pumupuno sa espasyo sa pagitan ng mga capacitor plate, at ang capacitance ng capacitor ay nagbabago depende sa antas.

phase shifting capacitor. Ang ganitong kapasitor ay kinakailangan para sa pagsisimula, at sa ilang mga kaso, ang pagpapatakbo ng single-phase asynchronous motors. Maaari rin itong gamitin upang simulan at patakbuhin ang mga three-phase na asynchronous na motor kapag pinapagana ng isang single-phase na boltahe.

Accumulators ng electric energy. Sa kasong ito, ang mga capacitor plate ay dapat magkaroon ng isang medyo pare-pareho ang halaga ng boltahe at kasalukuyang naglalabas. Sa kasong ito, ang paglabas mismo ay dapat na makabuluhan sa oras.

Sa kasalukuyan, isinasagawa ang eksperimentong pagpapaunlad ng mga de-koryenteng sasakyan at hybrid na gumagamit ng mga capacitor. Mayroon ding ilang mga modelo ng mga tram kung saan ang mga capacitor ay ginagamit upang palakasin ang mga traksyon na motor kapag nagmamaneho sa mga de-energized na seksyon.

Pag-uuri ng mga capacitor.

Larawan 1.

Maginoo na pagtatalaga sa mga diagram.

Depende sa layunin, ang mga capacitor ay nahahati sa dalawang malalaking grupo: pangkalahatan at mga espesyal na layunin.

Kasama sa pangkat ng pangkalahatang layunin ang malawakang ginagamit na mga capacitor na ginagamit sa karamihan ng mga uri at klase ng kagamitan. Ayon sa kaugalian, kabilang dito ang pinakakaraniwang mga capacitor na may mababang boltahe, na walang mga espesyal na kinakailangan.

Ang lahat ng iba pang mga capacitor ay espesyal. Kabilang dito ang: mataas na boltahe, pulso, pagpigil sa ingay, dosimetric, pagsisimula, atbp.

Depende sa paraan ng pag-install, ang mga capacitor ay maaaring gawin para sa naka-print na circuit at surface mounting, pati na rin bilang bahagi ng micromodules at microcircuits o para sa interfacing sa kanila. Ang mga terminal ng kapasitor para sa pag-mount sa ibabaw ay maaaring matibay o malambot, axial o radial, na gawa sa round wire o tape, sa anyo ng mga petals, na may cable entry, sa anyo ng through-through studs, support screws, atbp.

Ayon sa likas na katangian ng proteksyon mula sa mga panlabas na impluwensya, ang mga capacitor ay ginawa: hindi protektado, protektado, hindi insulated, insulated, selyadong at selyadong.

Ang mga hindi protektadong capacitor ay nagpapahintulot sa operasyon sa mga kondisyon ng mataas na kahalumigmigan bilang bahagi lamang ng hermetically sealed na kagamitan. Ang mga protektadong capacitor ay nagpapahintulot sa operasyon sa kagamitan ng anumang disenyo. Ang mga hubad na capacitor (coated o uncoated) ay hindi pinapayagan ang kanilang katawan na hawakan ang chassis ng kagamitan. Ang mga insulated capacitor ay may medyo magandang insulating coating at pinapayagan ang pagpindot sa chassis ng kagamitan. Ang mga selyadong capacitor ay may istraktura ng katawan na selyadong may mga organikong materyales. Ang mga hermetically sealed capacitor ay may hermetic na disenyo ng pabahay na nag-aalis ng posibilidad ng komunikasyon kapaligiran kasama ang loob nito. Isinasagawa ang pagbubuklod gamit ang mga ceramic at metal na kaso o glass flasks. Ayon sa uri ng dielectric, ang lahat ng mga capacitor ay maaaring nahahati sa mga grupo: may organic, inorganic, gaseous at oxide dielectric.

Mga kapasitor(mula sa Latin condenso - I condense, thicken) - ito ay mga elemento ng radyo na may concentrated electric capacitance na nabuo ng dalawa o higit pang mga electrodes (plates) na pinaghihiwalay ng isang dielectric (espesyal na manipis na papel, mika, keramika, atbp.). Ang kapasidad ng kapasitor ay depende sa laki (lugar) ng mga plato, ang distansya sa pagitan ng mga ito at ang mga katangian ng dielectric.

Ang isang mahalagang pag-aari ng isang kapasitor ay na para sa alternating kasalukuyang ito ay isang pagtutol, ang halaga nito ay bumababa sa pagtaas ng dalas.

Tulad ng mga resistors, ang mga capacitor ay nahahati sa mga nakapirming capacitor, variable capacitors (KPI), tuning at self-regulating. Ang pinakakaraniwan ay mga nakapirming capacitor. Ginagamit ang mga ito sa mga oscillating circuit, iba't ibang mga filter, pati na rin para sa paghihiwalay ng mga circuit ng DC at AC at bilang mga elemento ng pagharang.

Mga Nakapirming Capacitor. Ang maginoo na graphic na pagtatalaga ng isang kapasitor ng pare-pareho ang kapasidad - dalawang parallel na linya - ay sumisimbolo sa mga pangunahing bahagi nito: dalawang plato at isang dielectric sa pagitan nila (Larawan 54). Malapit sa pagtatalaga ng kapasitor sa diagram, ang rate ng kapasidad nito ay karaniwang ipinahiwatig, at kung minsan ang rate ng boltahe. Ang pangunahing yunit ng kapasidad ay farad (F) - ang kapasidad ng naturang solitary conductor, ang potensyal nito ay tumataas ng isang bolta na may pagtaas ng singil ng isang palawit. Ito ay isang napakalaking halaga, na hindi ginagamit sa pagsasanay. Sa radio engineering, ang mga capacitor ay ginagamit na may kapasidad mula sa mga fraction ng isang picofarad (pF) hanggang sa libu-libong microfarads (μF). Alalahanin na ang 1 microfarad ay katumbas ng isang milyon ng isang farad, at ang 1 pF ay katumbas ng isang milyon ng isang microfarad o isang trilyon ng isang farad.

Ayon sa GOST 2.702-75, ang nominal na kapasidad mula 0 hanggang 9,999 pF ay ipinahiwatig sa mga diagram sa picofarads na walang pagtatalaga ng unit, mula 10,000 pF hanggang 9,999 microfarads - sa microfarads na may pagtatalaga ng yunit ng pagsukat ng mga titik mk (Fig . 55).

Ang na-rate na kapasidad at ang pinahihintulutang paglihis mula dito, at sa ilang mga kaso ang na-rate na boltahe, ay ipinahiwatig sa mga kaso ng kapasitor.

Depende sa kanilang mga sukat, ang nominal na kapasidad at ang pinahihintulutang paglihis ay ipinahiwatig sa buo o pinaikling (naka-code) na anyo. Ang buong pagtatalaga ng kapasidad ay binubuo ng kaukulang numero at yunit ng sukat, at, tulad ng sa mga diagram, ang kapasidad mula 0 hanggang 9,999 pF ay ipinahiwatig sa picofarads (22 pF, 3,300 pF, atbp.), at mula 0.01 hanggang 9,999 uF - sa microfarads (0.047 uF, 10 uF, atbp.). Sa pinaikling pag-label, ang mga yunit ng kapasidad ay tinutukoy ng mga titik P (picofarad), M (microfarad) at H (nanofarad; 1 nano-farad \u003d 1000 pF \u003d 0.001 microfarad). Sa kasong ito, ang kapasidad mula 0 hanggang 100 pF ay ipinahiwatig sa mga picofarad, na inilalagay ang titik P alinman pagkatapos ng numero (kung ito ay integer) o sa lugar ng kuwit (4.7 pF - 4P7; 8.2 pF -8P2; 22 pF - 22P; 91 pF - 91P, atbp.). Ang kapasidad mula 100 pF (0.1 nF) hanggang 0.1 μF (100 nF) ay ipinahiwatig sa nanofarads, at mula sa 0.1 μF at sa itaas - sa microfarads. Sa kasong ito, kung ang kapasidad ay ipinahayag sa mga fraction ng isang nanofarad o microfarad, ang kaukulang yunit ng pagsukat ay inilalagay sa lugar ng zero at isang decimal point (180 pF = 0.18 nF-H18; 470 pF = 0.47 nF -H47; 0.33 μF -MZZ; 0.5 μF - MbO, atbp.), at kung ang numero ay binubuo ng isang integer na bahagi at isang fraction - bilang kapalit ng decimal point (1500 pF = 1.5 nF - 1H5; 6.8 μF - 6M8, atbp.). Ang mga kapasidad ng mga capacitor, na ipinahayag bilang isang integer ng kaukulang mga yunit ng pagsukat, ay ipinahiwatig sa karaniwang paraan (0.01 μF - YuN, 20 μF - 20M, 100 μF - 100M, atbp.). Upang ipahiwatig ang pinahihintulutang paglihis ng kapasidad mula sa nominal na halaga, ang parehong mga naka-code na pagtatalaga ay ginagamit tulad ng para sa mga resistor.

Depende sa circuit kung saan ginagamit ang mga capacitor, ipinakita din ang mga ito iba't ibang mga kinakailangan. Kaya, ang isang kapasitor na tumatakbo sa isang oscillating circuit ay dapat na may mababang pagkalugi sa dalas ng pagpapatakbo, mataas na katatagan ng kapasidad sa paglipas ng panahon at may mga pagbabago sa temperatura, halumigmig, presyon, atbp.

Ang mga pagkalugi sa mga capacitor, na pangunahing tinutukoy ng mga pagkalugi sa dielectric, ay tumataas sa pagtaas ng temperatura, halumigmig at dalas. Ang mga capacitor na may dielectric na gawa sa high-frequency ceramics, na may mica at film dielectrics ang may pinakamaliit na pagkalugi, at ang mga capacitor na may papel na dielectric at ferroelectric na ceramics ay may pinakamalaking pagkalugi. Ang sitwasyong ito ay dapat isaalang-alang kapag pinapalitan ang mga capacitor sa mga kagamitan sa radyo. Ang isang pagbabago sa kapasidad ng isang kapasitor sa ilalim ng impluwensya ng kapaligiran (pangunahin ang temperatura nito) ay nangyayari dahil sa isang pagbabago sa laki ng mga plato, ang mga puwang sa pagitan ng mga ito at ang mga katangian ng dielectric. Depende sa disenyo at dielectric na ginamit, ang mga capacitor ay nailalarawan sa pamamagitan ng ibang temperatura koepisyent ng kapasidad (TKE), na nagpapakita ng kamag-anak na pagbabago sa kapasidad na may pagbabago sa temperatura ng isang degree; Maaaring positibo o negatibo ang TKE. Ayon sa halaga at tanda ng parameter na ito, ang mga capacitor ay nahahati sa mga grupo, na itinalaga ang kaukulang mga pagtatalaga ng liham at kulay ng katawan.

Upang mapanatili ang pag-tune ng mga oscillatory circuit kapag nagtatrabaho sa isang malawak na hanay ng temperatura, serial at parallel na koneksyon mga capacitor, kung saan mayroon ang TKE iba't ibang palatandaan. Dahil dito, kapag nagbabago ang temperatura, ang dalas ng pag-tune ng naturang circuit na nabayaran sa temperatura ay nananatiling halos hindi nagbabago.

Tulad ng anumang mga konduktor, ang mga capacitor ay may ilang inductance. Ito ay mas malaki, mas mahaba at mas payat ang mga konklusyon ng kapasitor, mas malaki ang mga sukat ng mga plato nito at panloob na mga konduktor sa pagkonekta. Nai

Ang mga capacitor ng papel ay may higit na inductance, kung saan ang mga lining ay ginawa sa anyo ng mahabang foil strips na pinagsama kasama ng isang dielectric sa isang bilog o iba pang roll. Maliban kung ang espesyal na pangangalaga ay kinuha, ang mga naturang capacitor ay gumaganap nang hindi maganda sa mga frequency sa itaas ng ilang megahertz. Samakatuwid, sa pagsasagawa, upang matiyak ang pagpapatakbo ng blocking capacitor sa isang malawak na hanay ng dalas, ang isang maliit na ceramic o mica capacitor ay konektado kahanay sa papel na kapasitor.

Gayunpaman, may mga papel na capacitor na may mababang intrinsic inductance. Sa kanila, ang mga piraso ng foil ay konektado sa mga lead hindi sa isa, ngunit sa maraming lugar. Ito ay nakakamit alinman sa pamamagitan ng mga piraso ng foil na ipinasok sa roll sa panahon ng paikot-ikot, o sa pamamagitan ng paglilipat ng mga piraso (mga plato) sa magkabilang dulo ng roll at paghihinang ang mga ito (Larawan 54).

Upang maprotektahan laban sa pagkagambala na maaaring makapasok sa aparato sa pamamagitan ng mga circuit ng kuryente at kabaligtaran, pati na rin para sa iba't ibang pagharang, ginagamit ang tinatawag na mga feed-through capacitor. Ang nasabing kapasitor ay may tatlong mga terminal, dalawa sa mga ito ay isang tuluy-tuloy na kasalukuyang nagdadala ng baras na dumadaan sa pabahay ng kapasitor. Ang isa sa mga capacitor plate ay nakakabit sa baras na ito. Ang ikatlong terminal ay isang metal na kaso kung saan ang pangalawang plato ay konektado. Ang katawan ng feedthrough capacitor ay direktang naayos sa chassis o screen, at ang kasalukuyang nagdadala ng wire (power circuit) ay ibinebenta sa gitnang terminal nito. Dahil sa disenyong ito, ang mga high frequency current ay sarado sa chassis o shield ng device, habang direktang agos pumasa nang walang hadlang. Sa; mataas na frequency ceramic feedthrough capacitors ay ginagamit, kung saan ang papel ng isa sa mga plates ay nilalaro ng gitnang konduktor mismo, at ang isa ay isang metallization layer na idineposito sa ceramic tube. Ang mga tampok na disenyo na ito ay makikita rin sa maginoo na graphic na pagtatalaga ng feedthrough capacitor (Larawan 56). Ang panlabas na lining ay ipinahiwatig alinman sa anyo ng isang maikling arko (a), o sa anyo ng isa (b) o dalawang (c) na mga segment ng mga tuwid na linya na may mga lead mula sa gitna. Ang huling pagtatalaga ay ginagamit kapag naglalarawan ng isang pass-through capacitor sa screen wall.

Para sa parehong layunin tulad ng mga feedthrough capacitor, ginagamit ang mga reference capacitor, na isang uri ng mga mounting rack na naka-mount sa isang metal chassis. Ang lining na konektado dito ay nakikilala sa pagtatalaga ng naturang kapasitor sa pamamagitan ng tatlong hilig na linya, na sumisimbolo sa "grounding" (Larawan 56, d).

Upang gumana sa hanay ng dalas ng audio, pati na rin upang i-filter ang mga naayos na boltahe ng supply, kailangan ang mga capacitor, ang kapasidad nito ay sinusukat sa sampu, daan-daan at kahit libu-libong microfarad. Ang mga oxide capacitor (ang lumang pangalan ay electrolytic) ay may ganoong kapasidad sa sapat na maliliit na sukat. Sa kanila, ang papel ng isang lining (anode) ay nilalaro ng isang aluminyo o tantalum electrode, ang papel ng dielectric ay nilalaro ng isang manipis na layer ng oksido na idineposito dito, at ang papel ng iba pang lining (cathode) ay isang espesyal na electrolyte , ang output na kung saan ay madalas na ang kaso ng metal ng kapasitor. Hindi tulad ng iba, karamihan sa mga uri ng oxide capacitors ay polar, iyon ay, kailangan nila normal na operasyon polarizing boltahe. Nangangahulugan ito na maaari lamang silang i-on sa isang pare-pareho o pulsating boltahe circuit at lamang sa polarity na iyon (cathode - sa minus, anode - sa plus), na kung saan ay ipinahiwatig sa kaso. Ang pagkabigong sumunod sa kundisyong ito ay humahantong sa pagkabigo ng kapasitor, na kung minsan ay sinasamahan ng pagsabog.

Ang polarity ng pagsasama ng isang oxide capacitor ay ipinapakita sa mga diagram na may "+" sign na inilalarawan sa plate na sumasagisag sa anode (Larawan 57, a). Ito ang pangkalahatang termino para sa isang polarized capacitor. Kasama nito, partikular para sa mga oxide capacitor, ang GOST 2.728-74 ay nagtatag ng isang simbolo kung saan ang Positive lining ay inilalarawan bilang isang makitid na parihaba (Larawan 57.6), at ang tanda? + "sa kasong ito ay maaaring alisin.

Sa mga circuit ng mga elektronikong aparato, kung minsan ay mahahanap ng isa ang pagtatalaga ng isang oxide capacitor sa anyo ng dalawang makitid na parihaba (Larawan 57, c). Ito ang simbolo para sa isang non-polar oxide capacitor na maaaring gumana sa mga AC circuit (i.e. nang walang polarizing boltahe).

Ang mga oxide capacitor ay napaka-sensitibo sa mga surges, kaya ang mga diagram ay madalas na nagpapahiwatig hindi lamang ang kanilang na-rate na kapasidad, kundi pati na rin ang na-rate na boltahe.

Upang mabawasan ang laki, ang dalawang capacitor kung minsan ay nakapaloob sa isang kaso, ngunit tatlong konklusyon lamang ang ginawa (ang isa ay karaniwan). Ang simbolo para sa isang dual capacitor ay malinaw na nagbibigay ng ideyang ito (Larawan 57, d).

Variable Capacitors(KPE). Ang variable na kapasitor ay binubuo ng dalawang grupo ng mga metal plate, ang isa ay maaaring gumalaw nang maayos na may kaugnayan sa isa pa. Sa panahon ng paggalaw na ito, ang mga plato ng gumagalaw na bahagi (rotor) ay karaniwang ipinapasok sa mga puwang sa pagitan ng mga plato ng nakapirming bahagi (stator), bilang isang resulta kung saan ang lugar ng overlapping ng ilang mga plato ng iba, at, dahil dito , ang pagbabago ng kapasidad. Ang dielectric sa KPI ay kadalasang hangin. Sa maliliit na kagamitan, tulad ng mga transistor pocket receiver, malawak na aplikasyon natagpuan ang KPI na may solidong dielectric, na ginagamit bilang isang pelikula ng wear-resistant high-frequency dielectrics (PTFE, polyethylene, atbp.). Ang mga parameter ng KPI na may solidong dielectric ay medyo mas masahol pa, ngunit sila ay makabuluhang

mas mura sa paggawa at mas maliit ang sukat kaysa sa mga air-dielectric na PBC.

Nakilala na namin ang simbolo ng KPI (tingnan ang Fig. 2 at 29) - ito ang simbolo ng isang kapasitor ng pare-pareho ang kapasidad, na na-cross out na may isang tanda ng regulasyon. Gayunpaman, mula sa pagtatalaga na ito ay hindi malinaw kung alin sa mga plato ang sumasagisag sa rotor, at kung alin - ang stator. Upang ipakita ito sa diagram, ang rotor ay inilalarawan bilang isang arko (Larawan 58).

Ang pangunahing mga parameter ng KPI, na ginagawang posible upang suriin ang mga kakayahan nito kapag nagtatrabaho sa isang oscillatory circuit, ay ang minimum at maximum na kapasidad, na, bilang panuntunan, ay nagpapahiwatig sa diagram sa tabi ng simbolo ng KPI.

Sa karamihan ng mga radio receiver at radio transmitters, ang mga KPI block na binubuo ng dalawa, tatlo o higit pang mga seksyon ay ginagamit upang sabay na ibagay ang ilang oscillatory circuit. Ang mga rotor sa naturang mga bloke ay naayos sa isang karaniwang baras, sa pamamagitan ng pag-ikot na maaari mong sabay na baguhin ang kapasidad ng lahat ng mga seksyon. Ang matinding mga plato ng mga rotor ay kadalasang ginagawang hiwa (kasama ang radius). Ito ay nagpapahintulot sa unit na maisaayos sa pabrika upang ang mga kapasidad ng lahat ng mga seksyon ay pareho sa anumang posisyon ng rotor.

Ang mga capacitor na kasama sa block ng KPI ay ipinapakita nang paisa-isa sa mga diagram. Upang ipakita na sila ay nagkakaisa sa isang bloke, iyon ay, sila ay kinokontrol ng isang karaniwang knob, ang mga arrow na nagpapahiwatig ng regulasyon ay konektado sa pamamagitan ng isang putol-putol na linya ng mekanikal na koneksyon, tulad ng ipinapakita sa fig. 59. Kapag inilalarawan ang KPI ng isang bloke sa iba't ibang bahagi ng diagram na malayo sa isa't isa, ang mekanikal na koneksyon ay hindi ipinapakita, limitado lamang sa kaukulang pagnunumero ng mga seksyon sa reference na pagtatalaga (Larawan 59, mga seksyon C 1.1, C 1.2 at C 1.3).

Sa pagsukat ng mga kagamitan, halimbawa, sa mga bisig ng capacitive bridges, ang tinatawag na differential (mula sa Latin differentia - difference) na mga capacitor ay ginagamit. Mayroon silang dalawang grupo ng stator at isang - rotor plate, na nakaayos upang kapag ang mga rotor plate ay lumabas sa mga puwang sa pagitan ng mga plate ng isang stator group, sila ay sabay na pumapasok sa pagitan ng mga plate ng isa pa. Sa kasong ito, bumababa ang kapasidad sa pagitan ng mga plate ng unang stator at ng mga rotor plate, at sa pagitan ng mga plate ng rotor at ng pangalawang stator ay tumataas. Ang kabuuang kapasidad sa pagitan ng rotor at parehong stator ay nananatiling hindi nagbabago. Ang ganitong mga "capacitor" ay inilalarawan sa mga diagram, tulad ng ipinapakita sa Figure 60.

Trimmer capacitors. Upang itakda ang paunang kapasidad ng oscillatory circuit, na tumutukoy sa maximum na dalas ng pag-tune nito, ginagamit ang mga tuning capacitor, ang kapasidad nito ay maaaring mabago mula sa mga yunit ng picofarad hanggang sa ilang sampu-sampung picofarads (minsan higit pa). Ang pangunahing kinakailangan para sa kanila ay ang kinis ng pagbabago sa kapasidad at ang pagiging maaasahan ng pag-aayos ng rotor sa posisyon na itinakda sa panahon ng pagsasaayos. Ang mga axes ng trimmer capacitors (karaniwan ay maikli) ay naka-slot, kaya ang kanilang kapasidad ay maaari lamang iakma gamit ang isang tool (screwdriver). Ang mga capacitor na may solidong dielectric ay pinakamalawak na ginagamit sa mga kagamitan sa pagsasahimpapawid.

Ang disenyo ng isang ceramic trimmer capacitor (CPC) ng isa sa mga pinakakaraniwang uri ay ipinapakita sa fig. 61, a. Binubuo ito ng isang ceramic base (stator) at isang ceramic disk (rotor) na gumagalaw na naayos dito. Ang mga capacitor plate - manipis na mga layer ng pilak - ay inilalapat sa pamamagitan ng pagsunog sa stator at sa panlabas na bahagi ng rotor. Ang kapasidad ay binago sa pamamagitan ng pag-ikot ng rotor. Sa pinakasimpleng kagamitan, minsan ginagamit ang mga wire-wound trimmer capacitor. Ang nasabing elemento ay binubuo ng isang piraso ng tansong wire na may diameter na 1 ... 2 at isang haba ng 15 ... 20 mm, kung saan ito ay mahigpit, likid sa likid, sugat insulated wire na may diameter na 0.2 ... 0.3 mm (Larawan 61.6). Ang kapasidad ay binago sa pamamagitan ng pag-unwinding ng wire, at upang ang winding ay hindi madulas, ito ay pinapagbinhi ng ilang uri ng insulating compound (lacquer, glue, atbp.).

Trimmer capacitors tinutukoy sa mga diagram ng pangunahing simbolo, na tinawid ng tanda ng regulasyon ng pag-tune (Larawan 61, c).

Mga self-regulating capacitor. Gamit ang mga espesyal na keramika bilang isang dielectric, ang permittivity na kung saan ay lubos na nakasalalay sa lakas ng electric field, posible na makakuha ng isang kapasitor na ang kapasidad ay nakasalalay sa boltahe sa mga plato nito. Ang ganitong mga capacitor ay tinatawag na varicond (mula sa Ingles na mga salita vari (magagawa) - variable at cond (enser) - kapasitor). Kapag ang boltahe ay nagbabago mula sa ilang volts sa na-rate na kapasidad nagbabago ang variconda ng 3-6 beses.

Varicondas ay maaaring magamit sa iba't ibang mga aparato ng automation, sa mga oscillating frequency generator, modulator, para sa electrical tuning ng mga oscillatory circuit, atbp.

Simbolo ng variconda- isang simbolo ng isang kapasitor na may non-linear self-regulation sign at ang Latin na titik U (Larawan 62, o).

Ang pagtatalaga ng mga thermal capacitor na ginagamit sa electronic wrist watch. Ang kadahilanan na nagbabago sa kapasidad ng naturang kapasitor - ang temperatura ng kapaligiran - ay tinutukoy ng simbolo t ° (Larawan 62, b).

Panitikan:
V.V. Frolov, Wika ng Radio Circuits, Moscow, 1998