Elektrik kondansatörü, bir elektrik alanından yük ve enerji depolayabilen bir cihazdır. Temel olarak, bir dielektrik katmanla ayrılmış bir çift iletkenden (plaka) oluşur. Dielektrik kalınlığı her zaman plakaların boyutundan çok daha küçüktür. Elektrik eşdeğer devrelerinde, kapasitör 2 dikey paralel segment (II) ile gösterilir.
Temel büyüklükler ve ölçü birimleri
Bir kondansatörü tanımlayan birkaç temel miktar vardır. Bunlardan biri kapasitesi (Latin C harfi), ikincisi ise çalışma voltajıdır (Latin U). SI sistemindeki elektrik kapasitesi (veya basitçe kapasitans) farad (F) cinsinden ölçülür. Ayrıca, kapasitans birimi olarak 1 farad - bu çok fazla - pratikte neredeyse hiç kullanılmaz. Örneğin, Dünya gezegeninin elektrik yükü sadece 710 mikrofaraddır. Bu nedenle, kapasitörlerin elektrik kapasitansı çoğu durumda faraddan türetilen miktarlarda ölçülür: çok küçük bir kapasitans değerine sahip pikofaradlarda (pF) (1 pF=1/106µF), mikrofarad cinsinden (µF) yeterince büyük değerinde (1 uF=1/106 F). Elektrik kapasitesini hesaplamak için, gereklidirplakalar arasında biriken yük miktarını, aralarındaki potansiyel farkın modülüne bölün (kapasitör üzerindeki voltaj). Bu durumda kapasitörün yükü, söz konusu cihazın plakalarından birinde biriken yüktür. Cihazın 2 iletkeninde modül olarak aynıdırlar, ancak işaret bakımından farklıdırlar, bu nedenle toplamları her zaman sıfıra eşittir. Bir kapasitörün yükü coulomb (C) cinsinden ölçülür ve Q harfi ile gösterilir.
Elektrikli cihazdaki voltaj
Düşündüğümüz cihazın en önemli parametrelerinden biri arıza voltajıdır - kapasitörün iki iletkeni arasındaki potansiyel fark, dielektrik katmanın elektriksel bozulmasına yol açar. Cihazın bozulmadığı maksimum voltaj, iletkenlerin şekli, dielektrik özellikleri ve kalınlığı ile belirlenir. Elektrikli cihazın plakalarındaki voltajın arıza voltajına yakın olduğu çalışma koşulları kabul edilemez. Kondansatördeki normal çalışma voltajı, arıza voltajından birkaç kat daha azdır (iki ila üç kat). Bu nedenle, seçim yaparken anma gerilimine ve kapasitansa dikkat edin. Çoğu durumda, bu miktarların değeri cihazın kendisinde veya pasaportta belirtilir. Nominal gerilimi aşan bir gerilim için şebekeye bir kondansatörün dahil edilmesi, arıza tehdidi oluşturur ve kapasitans değerinin nominal değerden sapması, şebekeye daha yüksek harmoniklerin salınmasına ve cihazın aşırı ısınmasına neden olabilir.
Kapasitörlerin görünümü
Kondansatörlerin tasarımı şunlar olabilir:en çeşitli. Cihazın elektrik kapasitesinin değerine ve amacına bağlıdır. Ele alınan cihazın parametreleri dış etkenlerden etkilenmemelidir, bu nedenle plakalar, elektrik yüklerinin oluşturduğu elektrik alanı kapasitörün iletkenleri arasındaki küçük bir boşlukta yoğunlaşacak şekilde şekillendirilir. Bu nedenle, iki eş merkezli küre, iki düz plaka veya iki eş eksenli silindirden oluşabilirler. Bu nedenle kondansatörler, iletkenlerin şekline bağlı olarak silindirik, küresel ve düz olabilir.
Kalıcı Kapasitörler
Elektrik kapasitansındaki değişimin doğasına göre, kapasitörler sabit, değişken kapasiteli veya düzelticili cihazlara ayrılır. Bu türlerin her birine daha yakından bakalım. Kapasitansı çalışma sırasında değişmeyen yani sabit olan (kapasitans değeri sıcaklığa bağlı olarak kabul edilebilir sınırlar içinde dalgalanabilmektedir) sabit kapasitörlerdir. Çalışma sırasında elektrik kapasitelerini değiştiren elektrikli aletler de vardır, bunlara değişken denir.
Bir kapasitördeki C neye bağlıdır
Elektrik kapasitesi, iletkenlerinin yüzey alanına ve aralarındaki mesafeye bağlıdır. Bu ayarları değiştirmenin birkaç yolu vardır. İki tip plakadan oluşan bir kondansatör düşünün: hareketli ve sabit. Hareketli plakalar, sabit olanlara göre hareket eder, bunun sonucunda kapasitörün kapasitansı değişir. Analogu ayarlamak için değişken analoglar kullanılırcihazlar. Ayrıca, kapasite çalışma sırasında değiştirilebilir. Düzeltici kapasitörler çoğu durumda fabrika ekipmanını ayarlamak için kullanılır, örneğin hesaplama imkansız olduğunda kapasitansı ampirik olarak seçmek için.
Devredeki kapasitör
DC devresinde söz konusu cihaz sadece ağa bağlı olduğu anda akım iletir (bu durumda cihaz kaynak gerilimine şarj olur veya yeniden şarj olur). Kondansatör tamamen şarj olduğunda üzerinden akım geçmez. Cihaz bir alternatif akım devresine bağlandığında, onu boş altma ve şarj etme süreçleri sırayla değişir. Değişimlerinin periyodu, uygulanan sinüzoidal voltajın salınım periyoduna eşittir.
Kapasitörlerin özellikleri
Kondansatör, elektrolitin durumuna ve içerdiği malzemeye bağlı olarak kuru, sıvı, oksit-yarı iletken, oksit-metal olabilir. Sıvı kapasitörler iyi soğutulur, bu cihazlar önemli yükler altında çalışabilir ve arıza sırasında dielektrik kendi kendini iyileştirme gibi önemli bir özelliğe sahiptir. Düşünülen kuru tip elektrikli cihazlar oldukça basit bir tasarıma, biraz daha az voltaj kaybına ve kaçak akıma sahiptir. Şu anda en popüler olan kuru cihazlardır. Elektrolitik kapasitörlerin ana avantajı, düşük maliyetli olmaları, kompakt boyutları ve yüksek elektrik kapasiteleridir. Oksit analogları polardır (yanlış bağlantı arızaya neden olur).
Nasıl bağlanır
Bir kondansatörün bir DC devresine bağlanması şu şekildedir: akım kaynağının artı (anot), bir oksit film ile kaplanmış elektrota bağlanır. Bu gereksinime uyulmaması, dielektrik arızaya neden olabilir. Bu nedenle, sıvı kapasitörler, alternatif bir akım kaynağına sahip bir devreye, zıt serilerde iki özdeş bölümü bağlayarak bağlanmalıdır. Veya her iki elektrot üzerine bir oksit tabakası uygulayın. Böylece hem doğrudan hem de sinüzoidal akıma sahip ağlarda çalışan polar olmayan bir elektrikli cihaz elde edilir. Ancak her iki durumda da ortaya çıkan kapasitans yarısı kadar olur. Tek kutuplu elektrik kapasitörleri büyüktür, ancak AC devrelerine dahil edilebilir.
Kondansatörlerin ana uygulaması
"Kapasitör" sözcüğünü çeşitli sanayi kuruluşlarının ve tasarım enstitülerinin çalışanlarından duyabilirsiniz. Çalışma prensibi, özellikleri ve fiziksel süreçleri ele alarak, örneğin güç kaynağı sistemlerinde neden kapasitörlere ihtiyaç duyulduğunu öğreneceğiz? Bu sistemlerde, elektrik maliyetlerini az altan, kablo ürünlerinden tasarruf sağlayan ve tüketiciye daha kaliteli elektrik sağlayan RFC'nin reaktif gücünü (istenmeyen taşmalardan şebekeyi boş altmak) telafi etmek için endüstriyel işletmelerde inşaat ve yeniden yapılanmada piller yaygın olarak kullanılmaktadır.. Elektrik güç sistemleri (EPS) ağlarında reaktif güç kaynaklarının (Q) en uygun güç, yöntem ve bağlantı yeri seçimi sağlarEPS'nin ekonomik ve teknik performansı üzerinde önemli bir etki. İki tür KRM vardır: enine ve boyuna. Enine kompanzasyon ile kondansatör bankları yüke paralel olarak trafo merkezinin baralarına bağlanır ve şönt (SHBK) olarak adlandırılır. Boyuna kompanzasyon ile piller, güç hattının kesilmesine dahil edilir ve SPC (boyuna kompanzasyon cihazları) olarak adlandırılır. Piller, çeşitli şekillerde bağlanabilen ayrı cihazlardan oluşur: seri veya paralel bağlı kapasitörler. Seri bağlanan cihaz sayısı arttıkça gerilim de artar. APC ayrıca yükleri fazlara göre eşitlemek, ark ve cevher-termal fırınların üretkenliğini ve verimliliğini artırmak için kullanılır (APC özel transformatörler aracılığıyla açıldığında).
Gerilimleri 110kV'un üzerinde olan enerji nakil hatlarının eşdeğer devrelerinde, toprağa kapasitif iletim kapasitörler olarak ifade edilir. Hattın güç beslemesi, farklı fazların iletkenleri arasındaki kapasitanstan ve faz teli ile topraklamanın oluşturduğu kapasitanstan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, şebekenin çalışma modlarını, enerji nakil hatlarının parametrelerini hesaplamak ve elektrik şebekesine zarar veren yerleri belirlemek için kapasitörün özellikleri kullanılır.
Daha fazla uygulama
Ayrıca bu tabir demiryolu işçilerinden de duyulabilir. Neden kapasitörlere ihtiyaçları var? Elektrikli lokomotiflerde ve dizel lokomotiflerde, bu cihazlar, elektrikli cihazların kontaklarının kıvılcımını az altmak, doğrultucular tarafından üretilen darbeli akımı yumuşatmak ve darbeli lokomotifler için kullanılır.elektrik motorlarına güç sağlamak için kullanılan bir simetrik sinüzoidal voltaj nesli oluşturmanın yanı sıra.
Ancak, bu kelime en çok bir radyo amatörünün dudaklarından duyulur. Neden kapasitörlere ihtiyacı var? Radyo mühendisliğinde, yüksek frekanslı elektromanyetik salınımlar oluşturmak için kullanılırlar, yumuşatma filtrelerinin, güç kaynaklarının, amplifikatörlerin ve baskılı devre kartlarının bir parçasıdırlar.
Her sürücünün torpido gözünde bu elektrikli cihazlardan birkaç tane bulabilirsiniz. Bir arabada neden kapasitörlere ihtiyaç vardır? Orada yüksek kaliteli ses üretimi için akustik sistemlerin amplifikasyon ekipmanında kullanılırlar.
