Kapasitor elektrik ialah peranti yang boleh menyimpan cas dan tenaga daripada medan elektrik. Pada asasnya, ia terdiri daripada sepasang konduktor (plat) yang dipisahkan oleh lapisan dielektrik. Ketebalan dielektrik sentiasa lebih kecil daripada saiz plat. Pada litar setara elektrik, kapasitor ditunjukkan oleh 2 segmen selari menegak (II).
Kuantiti asas dan unit ukuran
Terdapat beberapa kuantiti asas yang mentakrifkan kapasitor. Salah satunya ialah kapasitinya (huruf Latin C), dan yang kedua ialah voltan operasi (Latin U). Kapasiti elektrik (atau ringkasnya kapasiti) dalam sistem SI diukur dalam farad (F). Lebih-lebih lagi, sebagai unit kapasitansi, 1 farad - ini banyak - hampir tidak pernah digunakan dalam amalan. Sebagai contoh, cas elektrik planet Bumi hanyalah 710 mikrofarad. Oleh itu, kemuatan elektrik pemuat dalam kebanyakan kes diukur dalam kuantiti terbitan farad: dalam picofarads (pF) dengan nilai kemuatan yang sangat kecil (1 pF=1/106µF), dalam mikrofarad (µF) pada nilai yang cukup besar (1 uF=1/106 F). Untuk mengira kapasiti elektrik, adalah perlubahagikan jumlah cas terkumpul antara plat dengan modulus beza keupayaan di antara mereka (voltan merentasi kapasitor). Caj kapasitor dalam kes ini ialah cas yang terkumpul pada salah satu plat peranti berkenaan. Pada 2 konduktor peranti, ia adalah sama dalam modulus, tetapi berbeza dalam tanda, jadi jumlahnya sentiasa sama dengan sifar. Cas kapasitor diukur dalam coulomb (C), dan dilambangkan dengan huruf Q.
Voltan pada peralatan elektrik
Salah satu parameter terpenting peranti yang sedang kami pertimbangkan ialah voltan kerosakan - beza potensi antara dua konduktor kapasitor, yang membawa kepada kerosakan elektrik lapisan dielektrik. Voltan maksimum di mana tiada kerosakan peranti ditentukan oleh bentuk konduktor, sifat dielektrik dan ketebalannya. Keadaan operasi di mana voltan pada plat perkakas elektrik hampir dengan voltan kerosakan adalah tidak boleh diterima. Voltan operasi biasa pada kapasitor adalah beberapa kali kurang daripada voltan kerosakan (dua hingga tiga kali). Oleh itu, apabila memilih, perhatikan voltan dan kapasitans undian. Dalam kebanyakan kes, nilai kuantiti ini ditunjukkan pada peranti itu sendiri atau dalam pasport. Kemasukan kapasitor dalam rangkaian untuk voltan yang melebihi voltan nominal mengancam untuk rosak, dan sisihan nilai kapasitans daripada nilai nominal boleh membawa kepada pelepasan harmonik yang lebih tinggi ke dalam rangkaian dan peranti menjadi terlalu panas.
Rupa kapasitor
Reka bentuk kapasitor bolehyang paling pelbagai. Ia bergantung pada nilai kapasiti elektrik peranti dan tujuannya. Parameter peranti yang sedang dipertimbangkan tidak boleh dipengaruhi oleh faktor luaran, oleh itu, plat dibentuk sedemikian rupa sehingga medan elektrik yang dihasilkan oleh cas elektrik tertumpu dalam jurang kecil antara konduktor kapasitor. Oleh itu, ia mungkin terdiri daripada dua sfera sepusat, dua plat rata, atau dua silinder sepaksi. Oleh itu, kapasitor boleh berbentuk silinder, sfera dan rata bergantung pada bentuk konduktor.
Kapasitor Kekal
Mengikut sifat perubahan dalam kapasiti elektrik, kapasitor dibahagikan kepada peranti dengan kapasiti malar, berubah-ubah atau perapi. Mari kita lihat dengan lebih dekat setiap jenis ini. Peranti yang kapasitansinya tidak berubah semasa operasi, iaitu, ia adalah malar (nilai kemuatan masih boleh turun naik dalam had yang boleh diterima bergantung pada suhu) adalah kapasitor tetap. Terdapat juga peralatan elektrik yang menukar kapasiti elektrik semasa operasi, ia dipanggil pembolehubah.
Apakah C dalam kapasitor bergantung kepada
Kapasiti elektrik bergantung pada luas permukaan konduktornya dan jarak antaranya. Terdapat beberapa cara untuk menukar tetapan ini. Pertimbangkan kapasitor, yang terdiri daripada dua jenis plat: boleh alih dan tetap. Plat boleh alih bergerak relatif kepada yang tetap, akibatnya kapasitansi kapasitor berubah. Analog boleh ubah digunakan untuk melaraskan analogperanti. Selain itu, kapasiti boleh diubah semasa operasi. Kapasitor pemangkas dalam kebanyakan kes digunakan untuk menala peralatan kilang, contohnya, untuk memilih kemuatan secara empirik apabila pengiraan adalah mustahil.
Kapasitor dalam litar
Peranti yang dimaksudkan dalam litar DC mengalirkan arus hanya pada masa ia disambungkan ke rangkaian (dalam kes ini, peranti dicas atau dicas semula ke voltan sumber). Sebaik sahaja kapasitor dicas sepenuhnya, tiada arus mengalir melaluinya. Apabila peranti disambungkan kepada litar arus ulang alik, proses menyahcas dan mengecasnya silih berganti antara satu sama lain. Tempoh seli mereka adalah sama dengan tempoh ayunan voltan sinusoidal yang digunakan.
Ciri-ciri kapasitor
Kapasitor, bergantung kepada keadaan elektrolit dan bahan yang mengandunginya, boleh kering, cecair, semikonduktor oksida, logam oksida. Kapasitor cecair disejukkan dengan baik, peranti ini boleh beroperasi di bawah beban yang ketara dan mempunyai sifat penting seperti penyembuhan diri dielektrik semasa kerosakan. Peranti elektrik jenis kering yang dianggap mempunyai reka bentuk yang agak mudah, kehilangan voltan sedikit dan arus bocor. Pada masa ini, ia adalah peralatan kering yang paling popular. Kelebihan utama kapasitor elektrolitik ialah kos rendah, saiz padat dan kapasiti elektrik yang tinggi. Analog oksida adalah polar (sambungan yang salah membawa kepada kerosakan).
Cara menyambung
Menyambungkan kapasitor kepada litar DC adalah seperti berikut: tambah (anod) punca arus disambungkan kepada elektrod, yang ditutup dengan filem oksida. Kegagalan untuk mematuhi keperluan ini boleh mengakibatkan kerosakan dielektrik. Atas sebab inilah kapasitor cecair mesti disambungkan ke litar dengan sumber arus ulang-alik, menyambungkan dua bahagian yang sama dalam siri bertentangan. Atau sapukan lapisan oksida pada kedua-dua elektrod. Oleh itu, alat elektrik bukan kutub diperoleh, beroperasi dalam rangkaian dengan kedua-dua arus terus dan sinusoidal. Tetapi dalam kedua-dua kes, kapasitansi yang terhasil menjadi separuh lebih banyak. Kapasitor elektrik unipolar adalah besar, tetapi boleh disertakan dalam litar AC.
Aplikasi utama kapasitor
Perkataan "kapasitor" boleh didengari daripada pekerja pelbagai perusahaan industri dan institut reka bentuk. Setelah berurusan dengan prinsip operasi, ciri dan proses fizikal, kita akan mengetahui mengapa kapasitor diperlukan, sebagai contoh, dalam sistem bekalan kuasa? Dalam sistem ini, bateri digunakan secara meluas dalam pembinaan dan pembinaan semula di perusahaan perindustrian untuk mengimbangi kuasa reaktif RFC (memunggah rangkaian daripada limpahan yang tidak diingini), yang mengurangkan kos elektrik, menjimatkan produk kabel dan memberikan kualiti elektrik yang lebih baik kepada pengguna.. Pilihan optimum kuasa, kaedah dan tempat penyambungan sumber kuasa reaktif (Q) dalam rangkaian sistem kuasa elektrik (EPS) menyediakankesan ketara ke atas prestasi ekonomi dan teknikal EPS. Terdapat dua jenis KRM: melintang dan membujur. Dengan pampasan melintang, bank kapasitor disambungkan ke bar bas pencawang selari dengan beban dan dipanggil shunt (SHBK). Dengan pampasan membujur, bateri dimasukkan ke dalam pemotongan talian kuasa dan dipanggil SPC (peranti pampasan membujur). Bateri terdiri daripada peranti individu yang boleh disambungkan dalam pelbagai cara: kapasitor disambung secara bersiri atau selari. Apabila bilangan peranti yang disambungkan secara bersiri meningkat, voltan meningkat. APC juga digunakan untuk menyamakan beban mengikut fasa, meningkatkan produktiviti dan kecekapan relau arka dan terma bijih (apabila APC dihidupkan melalui pengubah khas).
Pada litar setara bagi talian penghantaran kuasa dengan voltan melebihi 110kV, pengaliran kapasitif ke bumi ditandakan sebagai kapasitor. Bekalan kuasa talian adalah disebabkan oleh kapasitansi antara konduktor fasa yang berbeza dan kapasitansi yang dibentuk oleh wayar fasa dan tanah. Oleh itu, untuk mengira mod pengendalian rangkaian, parameter talian penghantaran kuasa, dan menentukan tempat kerosakan pada rangkaian elektrik, sifat kapasitor digunakan.
Lagi aplikasi
Selain itu, istilah ini boleh didengari daripada pekerja kereta api. Mengapa mereka memerlukan kapasitor? Pada lokomotif elektrik dan lokomotif diesel, peranti ini digunakan untuk mengurangkan percikan sesentuh peranti elektrik, melancarkan arus berdenyut yang dihasilkan oleh penerus dan berdenyut.pemutus, serta mencipta penjanaan voltan sinusoidal simetri yang digunakan untuk menggerakkan motor elektrik.
Namun, perkataan ini paling kerap didengari dari bibir seorang amatur radio. Mengapa dia memerlukan kapasitor? Dalam kejuruteraan radio, ia digunakan untuk mencipta ayunan elektromagnet frekuensi tinggi, ia adalah sebahagian daripada penapis melicinkan, bekalan kuasa, penguat dan papan litar bercetak.
Dalam kotak sarung tangan setiap pemandu anda boleh menemui beberapa peralatan elektrik ini. Mengapa kapasitor diperlukan dalam kereta? Di sana ia digunakan dalam peralatan penguat sistem akustik untuk pembiakan bunyi berkualiti tinggi.
