Një kondensator elektrik është një pajisje që mund të ruajë ngarkesën dhe energjinë nga një fushë elektrike. Në thelb, ai përbëhet nga një palë përçuesish (pllaka) të ndara nga një shtresë dielektrike. Trashësia e dielektrikut është gjithmonë shumë më e vogël se madhësia e pllakave. Në qarqet ekuivalente elektrike, kondensatori tregohet me 2 segmente paralele vertikale (II).
Sasi dhe njësi matëse bazë
Ka disa sasi themelore që përcaktojnë një kondensator. Njëri prej tyre është kapaciteti i tij (shkronja latine C), dhe e dyta është voltazhi i funksionimit (latinisht U). Kapaciteti elektrik (ose thjesht kapaciteti) në sistemin SI matet në farad (F). Për më tepër, si një njësi e kapacitetit, 1 farad - kjo është shumë - pothuajse kurrë nuk përdoret në praktikë. Për shembull, ngarkesa elektrike e planetit Tokë është vetëm 710 mikrofarad. Prandaj, kapaciteti elektrik i kondensatorëve në shumicën e rasteve matet në sasi që rrjedhin nga farad: në pikofarad (pF) me një vlerë shumë të vogël të kapacitetit (1 pF=1/106µF), në mikrofarad (µF) në vlerën e tij mjaft të madhe (1 uF=1/106 F). Për të llogaritur kapacitetin elektrik, është e nevojshmendani sasinë e ngarkesës së grumbulluar midis pllakave me modulin e diferencës së potencialit midis tyre (tensioni në kondensator). Ngarkesa e kondensatorit në këtë rast është ngarkesa e grumbulluar në njërën nga pllakat e pajisjes në fjalë. Në 2 përçues të pajisjes, ato janë identike në modul, por ndryshojnë në shenjë, kështu që shuma e tyre është gjithmonë e barabartë me zero. Ngarkesa e një kondensatori matet në kulonë (C) dhe shënohet me shkronjën Q.
Tension në pajisjen elektrike
Një nga parametrat më të rëndësishëm të pajisjes që po shqyrtojmë është voltazhi i prishjes - diferenca potenciale midis dy përçuesve të kondensatorit, duke çuar në prishje elektrike të shtresës dielektrike. Tensioni maksimal në të cilin nuk ka prishje të pajisjes përcaktohet nga forma e përcjellësve, vetitë e dielektrikut dhe trashësia e tij. Kushtet e funksionimit në të cilat voltazhi në pllakat e pajisjes elektrike është afër tensionit të prishjes janë të papranueshme. Tensioni normal i funksionimit në kondensator është disa herë më i vogël se voltazhi i prishjes (dy deri në tre herë). Prandaj, kur zgjidhni, kushtojini vëmendje tensionit të vlerësuar dhe kapacitetit. Në shumicën e rasteve, vlera e këtyre sasive tregohet në vetë pajisjen ose në pasaportë. Përfshirja e një kondensatori në rrjet për një tension që tejkalon tensionin nominal kërcënon të prishet dhe një devijim i vlerës së kapacitetit nga vlera nominale mund të çojë në lëshimin e harmonikëve më të lartë në rrjet dhe në mbinxehje të pajisjes.
Pamja e kondensatorëve
Dizajni i kondensatorëve mund të jetëmë të ndryshmet. Varet nga vlera e kapacitetit elektrik të pajisjes dhe qëllimi i saj. Parametrat e pajisjes në shqyrtim nuk duhet të ndikohen nga faktorë të jashtëm, prandaj, pllakat janë të formuara në atë mënyrë që fusha elektrike e krijuar nga ngarkesat elektrike të përqendrohet në një hendek të vogël midis përçuesve të kondensatorit. Prandaj, ato mund të përbëhen nga dy sfera koncentrike, dy pllaka të sheshta ose dy cilindra koaksialë. Prandaj, kondensatorët mund të jenë cilindrikë, sferikë dhe të sheshtë në varësi të formës së përcjellësve.
Këndensatorë të përhershëm
Sipas natyrës së ndryshimit të kapacitetit elektrik, kondensatorët ndahen në pajisje me një kapacitet konstant, të ndryshueshëm ose prerëse. Le të hedhim një vështrim më të afërt në secilën prej këtyre llojeve. Pajisjet, kapaciteti i të cilave nuk ndryshon gjatë funksionimit, domethënë është konstant (vlera e kapacitetit ende mund të luhatet brenda kufijve të pranueshëm në varësi të temperaturës) janë kondensatorë fiks. Ka edhe pajisje elektrike që ndryshojnë kapacitetin e tyre elektrik gjatë punës, ato quhen variabla.
Nga çfarë varet C në një kondensator
Kapaciteti elektrik varet nga sipërfaqja e përçuesve të tij dhe distanca ndërmjet tyre. Ka disa mënyra për të ndryshuar këto cilësime. Konsideroni një kondensator, i cili përbëhet nga dy lloje pllakash: të lëvizshme dhe fikse. Pllakat e lëvizshme lëvizin në lidhje me ato të fiksuara, si rezultat i të cilave ndryshon kapaciteti i kondensatorit. Analogët e ndryshueshëm përdoren për të rregulluar analogunpajisje. Për më tepër, kapaciteti mund të ndryshohet gjatë funksionimit. Kondensatorët prerës në shumicën e rasteve përdoren për të akorduar pajisjet e fabrikës, për shembull, për të zgjedhur kapacitetin në mënyrë empirike kur llogaritja është e pamundur.
Kondensator në qark
Pajisja në fjalë në qarkun DC përcjell rrymë vetëm në momentin që lidhet me rrjetin (në këtë rast pajisja ngarkohet ose rikarikohet në tensionin e burimit). Pasi kondensatori është plotësisht i ngarkuar, asnjë rrymë nuk kalon nëpër të. Kur pajisja është e lidhur me një qark të rrymës alternative, proceset e shkarkimit dhe karikimit të tij alternohen me njëra-tjetrën. Periudha e alternimit të tyre është e barabartë me periudhën e lëkundjes së tensionit sinusoidal të aplikuar.
Karakteristikat e kondensatorëve
Kondensatori, në varësi të gjendjes së elektrolitit dhe materialit nga i cili përbëhet, mund të jetë i thatë, i lëngshëm, oksid-gjysmëpërçues, oksid-metal. Kondensatorët e lëngshëm janë të ftohur mirë, këto pajisje mund të funksionojnë nën ngarkesa të konsiderueshme dhe kanë një veti kaq të rëndësishme si vetë-shërimi dielektrik gjatë prishjes. Pajisjet elektrike të konsideruara të tipit të thatë kanë një dizajn mjaft të thjeshtë, pak më pak humbje të tensionit dhe rrymë rrjedhjeje. Për momentin, janë pajisjet e thata ato që janë më të njohura. Avantazhi kryesor i kondensatorëve elektrolitikë është kostoja e tyre e ulët, madhësia kompakte dhe kapaciteti i lartë elektrik. Analogët e oksidit janë polare (lidhja e gabuar çon në prishje).
Si të lidheni
Lidhja e një kondensatori me një qark DC është si më poshtë: plusi (anoda) i burimit aktual është i lidhur me elektrodën, e cila është e mbuluar me një film oksid. Mosrespektimi i kësaj kërkese mund të rezultojë në prishje dielektrike. Është për këtë arsye që kondensatorët e lëngshëm duhet të lidhen me një qark me një burim rrymë alternative, duke lidhur dy seksione identike në seri të kundërta. Ose aplikoni një shtresë oksidi në të dy elektrodat. Kështu, fitohet një pajisje elektrike jopolare, e cila funksionon në rrjete me rrymë direkte dhe sinusoidale. Por në të dyja rastet, kapaciteti që rezulton bëhet gjysma e më shumë. Kondensatorët elektrikë unipolarë janë të mëdhenj, por mund të përfshihen në qarqet AC.
Zbatimi kryesor i kondensatorëve
Fjala "kondensator" mund të dëgjohet nga punëtorët e ndërmarrjeve të ndryshme industriale dhe instituteve të projektimit. Pasi të kemi trajtuar parimin e funksionimit, karakteristikat dhe proceset fizike, do të zbulojmë pse nevojiten kondensatorët, për shembull, në sistemet e furnizimit me energji elektrike? Në këto sisteme, bateritë përdoren gjerësisht në ndërtim dhe rindërtim në ndërmarrjet industriale për të kompensuar fuqinë reaktive të RFC (shkarkimi i rrjetit nga tejmbushjet e padëshiruara), gjë që redukton kostot e energjisë elektrike, kursen produktet kabllore dhe i jep konsumatorit energji elektrike me cilësi më të mirë.. Zgjedhja optimale e fuqisë, metodës dhe vendit të lidhjes së burimeve të energjisë reaktive (Q) në rrjetet e sistemeve të energjisë elektrike (EPS) siguronndikim të rëndësishëm në performancën ekonomike dhe teknike të EPS. Ekzistojnë dy lloje të KRM: tërthore dhe gjatësore. Me kompensim tërthor, brigjet e kondensatorëve lidhen me zbarat e nënstacionit paralelisht me ngarkesën dhe quhen shunt (SHBK). Me kompensim gjatësor, bateritë përfshihen në prerjen e linjës së energjisë dhe quhen SPC (pajisje kompensuese gjatësore). Bateritë përbëhen nga pajisje individuale që mund të lidhen në mënyra të ndryshme: kondensatorë të lidhur në seri ose paralel. Ndërsa numri i pajisjeve të lidhura në seri rritet, voltazhi rritet. APC përdoret gjithashtu për të barazuar ngarkesat sipas fazave, për të rritur produktivitetin dhe efikasitetin e furrave me hark dhe mineral-termikë (kur APC ndizet përmes transformatorëve specialë).
Në qarqet ekuivalente të linjave të transmetimit të energjisë me tension mbi 110 kV, përçimi kapacitiv në tokë shënohet si kondensator. Furnizimi me energji i linjës është për shkak të kapacitetit midis përçuesve të fazave të ndryshme dhe kapacitetit të formuar nga teli fazor dhe toka. Prandaj, për të llogaritur mënyrat e funksionimit të rrjetit, parametrat e linjave të transmetimit të energjisë dhe për të përcaktuar vendet e dëmtimit të rrjetit elektrik, përdoren vetitë e kondensatorit.
Më shumë aplikacione
Gjithashtu, ky term mund të dëgjohet nga punonjësit e hekurudhave. Pse u duhen kondensatorë? Në lokomotivat elektrike dhe lokomotivat me naftë, këto pajisje përdoren për të zvogëluar ndezjen e kontakteve të pajisjeve elektrike, për të zbutur rrymën pulsuese të krijuar nga ndreqësit dhe pulsimet.ndërprerësit, si dhe për të krijuar një gjenerim të një tensioni sinusoidal simetrik që përdoret për të fuqizuar motorët elektrikë.
Megjithatë, kjo fjalë dëgjohet më shpesh nga buzët e një radio amatori. Pse ai ka nevojë për kondensatorë? Në inxhinierinë radio, ato përdoren për të krijuar lëkundje elektromagnetike me frekuencë të lartë, janë pjesë e filtrave zbutës, furnizimeve me energji elektrike, amplifikatorëve dhe pllakave të qarkut të printuar.
Në kutinë e dorezave të çdo automobilisti mund të gjeni disa nga këto pajisje elektrike. Pse nevojiten kondensatorët në një makinë? Atje ato përdoren në pajisjet amplifikuese të sistemeve akustike për riprodhimin e zërit me cilësi të lartë.
