Električni kondenzator je uređaj koji može pohraniti naboj i energiju iz električnog polja. U osnovi, sastoji se od para vodiča (ploča) odvojenih dielektričnim slojem. Debljina dielektrika je uvijek mnogo manja od veličine ploča. Na električnim ekvivalentnim krugovima, kondenzator je označen s 2 okomita paralelna segmenta (II).
Osnovne količine i mjerne jedinice
Postoji nekoliko osnovnih veličina koje definiraju kondenzator. Jedan od njih je njegov kapacitet (latinsko slovo C), a drugi je radni napon (latinica U). Električni kapacitet (ili jednostavno kapacitivnost) u SI sustavu se mjeri u faradima (F). Štoviše, kao jedinica kapaciteta, 1 farad - ovo je puno - gotovo se nikada ne koristi u praksi. Na primjer, električni naboj planeta Zemlje iznosi samo 710 mikrofarada. Stoga se električni kapacitet kondenzatora u većini slučajeva mjeri u veličinama izvedenim iz farada: u pikofaradima (pF) s vrlo malom vrijednošću kapacitivnosti (1 pF=1/106µF), u mikrofaradima (µF) na dovoljno velikoj vrijednosti (1 uF=1/106 F). Da bi se izračunao električni kapacitet, potrebno jepodijelite količinu naboja akumuliranog između ploča s modulom razlike potencijala između njih (napon na kondenzatoru). Naboj kondenzatora u ovom slučaju je naboj koji se nakuplja na jednoj od ploča dotičnog uređaja. Na 2 vodiča uređaja oni su identični po modulu, ali se razlikuju po predznaku, pa je njihov zbroj uvijek jednak nuli. Naboj kondenzatora mjeri se u kulonima (C), a označava se slovom Q.
Napon na električnom uređaju
Jedan od najvažnijih parametara uređaja koji razmatramo je probojni napon - razlika potencijala između dva vodiča kondenzatora, što dovodi do električnog sloma dielektričnog sloja. Maksimalni napon pri kojem nema sloma uređaja određen je oblikom vodiča, svojstvima dielektrika i njegovom debljinom. Radni uvjeti pod kojima je napon na pločama električnog uređaja blizu napona proboja su neprihvatljivi. Normalni radni napon na kondenzatoru je nekoliko puta manji od probojnog napona (dva do tri puta). Stoga pri odabiru obratite pozornost na nazivni napon i kapacitet. U većini slučajeva vrijednost ovih količina je naznačena na samom uređaju ili u putovnici. Uključivanje kondenzatora u mrežu za napon veći od nazivnog prijeti kvarom, a odstupanje vrijednosti kapacitivnosti od nominalne vrijednosti može dovesti do oslobađanja viših harmonika u mrežu i pregrijavanja uređaja.
Izgled kondenzatora
Dizajn kondenzatora može bitinajrazličitije. Ovisi o vrijednosti električnog kapaciteta uređaja i njegovoj namjeni. Na parametre uređaja koji se razmatra ne bi trebali utjecati vanjski čimbenici, stoga su ploče oblikovane na takav način da je električno polje stvoreno električnim nabojima koncentrirano u malom razmaku između vodiča kondenzatora. Stoga se mogu sastojati od dvije koncentrične kugle, dvije ravne ploče ili dva koaksijalna cilindra. Stoga kondenzatori mogu biti cilindrični, sferni i ravni ovisno o obliku vodiča.
Trajni kondenzatori
Prema prirodi promjene električnog kapaciteta, kondenzatori se dijele na uređaje s konstantnim, promjenjivim kapacitetom ili trimere. Pogledajmo pobliže svaku od ovih vrsta. Uređaji čiji se kapacitet tijekom rada ne mijenja, odnosno konstantan je (vrijednost kapacitivnosti i dalje može varirati u prihvatljivim granicama ovisno o temperaturi) su fiksni kondenzatori. Postoje i električni uređaji koji tijekom rada mijenjaju svoj električni kapacitet, nazivaju se varijabilnim.
O čemu ovisi C u kondenzatoru
Električni kapacitet ovisi o površini njegovih vodiča i udaljenosti između njih. Postoji nekoliko načina za promjenu ovih postavki. Razmislite o kondenzatoru koji se sastoji od dvije vrste ploča: pokretnih i fiksnih. Pomične ploče se pomiču u odnosu na nepokretne, zbog čega se mijenja kapacitet kondenzatora. Za podešavanje analognog koriste se promjenjivi analoziuređaja. Štoviše, kapacitet se može mijenjati tijekom rada. Trimer kondenzatori se u većini slučajeva koriste za podešavanje tvorničke opreme, na primjer, za empirijski odabir kapaciteta kada je izračun nemoguć.
Kondenzator u krugu
Dotični uređaj u istosmjernom krugu provodi struju samo u trenutku kada je spojen na mrežu (u ovom slučaju uređaj se puni ili puni na izvorni napon). Nakon što je kondenzator potpuno napunjen, struja ne teče kroz njega. Kada je uređaj spojen na strujni krug izmjenične struje, procesi njegovog pražnjenja i punjenja izmjenjuju se jedan s drugim. Period njihove izmjene jednak je periodu osciliranja primijenjenog sinusoidnog napona.
Karakteristike kondenzatora
Kondenzator, ovisno o stanju elektrolita i materijalu od kojeg se sastoji, može biti suh, tekući, oksid-poluvodič, oksid-metal. Tekući kondenzatori su dobro hlađeni, ovi uređaji mogu raditi pod značajnim opterećenjima i imaju tako važno svojstvo kao što je dielektrično samoizlječenje tijekom kvara. Razmatrani električni uređaji suhog tipa imaju prilično jednostavan dizajn, nešto manji gubitak napona i struju propuštanja. Trenutno su najpopularniji suhi aparati. Glavna prednost elektrolitskih kondenzatora je njihova niska cijena, kompaktna veličina i visok električni kapacitet. Oksidni analozi su polarni (neispravno povezivanje dovodi do kvara).
Kako se povezati
Spajanje kondenzatora na istosmjerni krug je kako slijedi: plus (anoda) izvora struje spojena je na elektrodu koja je prekrivena oksidnim filmom. Nepoštivanje ovog zahtjeva može dovesti do kvara dielektrika. Zbog toga se tekući kondenzatori moraju spojiti na krug s izvorom izmjenične struje, povezujući dva identična dijela u suprotnim serijama. Ili nanesite oksidni sloj na obje elektrode. Tako se dobiva nepolarni električni aparat koji radi u mrežama s istosmjernom i sinusoidnom strujom. Ali u oba slučaja, rezultirajući kapacitet postaje upola manji. Unipolarni električni kondenzatori su veliki, ali se mogu uključiti u AC krugove.
Glavna primjena kondenzatora
Riječ "kondenzator" može se čuti od radnika raznih industrijskih poduzeća i projektnih instituta. Nakon što smo se pozabavili principom rada, karakteristikama i fizičkim procesima, saznat ćemo zašto su kondenzatori potrebni, na primjer, u sustavima napajanja? U ovim sustavima baterije se široko koriste u građevinarstvu i rekonstrukciji u industrijskim poduzećima za kompenzaciju jalove snage RFC-a (rasterećenje mreže od neželjenih preljeva), što smanjuje troškove električne energije, štedi na kabelskim proizvodima i isporučuje kvalitetniju električnu energiju potrošaču.. Optimalan izbor snage, načina i mjesta priključenja izvora jalove snage (Q) u mreže elektroenergetskih sustava (EPS) osiguravaznačajan utjecaj na ekonomski i tehnički učinak EPS-a. Postoje dvije vrste KRM-a: poprečni i uzdužni. Uz poprečnu kompenzaciju, kondenzatorske baterije su spojene na sabirnice trafostanice paralelno s opterećenjem i nazivaju se shunt (SHBK). Uz uzdužnu kompenzaciju, baterije su uključene u presjek dalekovoda i nazivaju se SPC (uređaji za uzdužnu kompenzaciju). Baterije se sastoje od pojedinačnih uređaja koji se mogu spojiti na različite načine: kondenzatori spojeni serijski ili paralelno. Kako se broj serijski spojenih uređaja povećava, napon raste. APC se također koristi za izjednačavanje opterećenja po fazama, povećanje produktivnosti i učinkovitosti lučnih i rudno-termalnih peći (kada se APC uključuje preko posebnih transformatora).
Na ekvivalentnim strujnim krugovima dalekovoda napona preko 110kV kapacitivni vod prema zemlji označava se kao kondenzatori. Napajanje linije nastaje zbog kapaciteta između vodiča različitih faza i kapaciteta koji formiraju fazna žica i uzemljenje. Stoga se za izračunavanje načina rada mreže, parametara dalekovoda i određivanje mjesta oštećenja električne mreže koriste svojstva kondenzatora.
Više aplikacija
Također, ovaj izraz se može čuti od željezničkih radnika. Zašto su im potrebni kondenzatori? Na električnim lokomotivama i dizel lokomotivama, ovi se uređaji koriste za smanjenje iskrenja na kontaktima električnih uređaja, izglađivanje pulsirajuće struje koju stvaraju ispravljači i pulsirajućeprekidači, kao i za stvaranje generacije simetričnog sinusoidnog napona koji se koristi za napajanje električnih motora.
Međutim, ova se riječ najčešće čuje s usana radioamatera. Zašto mu trebaju kondenzatori? U radiotehnici se koriste za stvaranje visokofrekventnih elektromagnetskih oscilacija, dio su filtera za izravnavanje, napajanja, pojačala i tiskanih ploča.
U pretincu za rukavice svakog vozača možete pronaći par ovih električnih uređaja. Zašto su kondenzatori potrebni u automobilu? Tamo se koriste u opremi za pojačanje akustičkih sustava za kvalitetnu reprodukciju zvuka.
