Kondenzátory pre elektrické inštalácie striedavého prúdu

V článku "Kondenzátory: účel, zariadenie, princíp činnosti" Bolo povedané o elektrolytických kondenzátoroch. Používajú sa hlavne v DC obvodoch, ako filtračné kapacity v usmerňovačoch. Tiež sa nemôžu obísť bez oddelenia napájacích obvodov tranzistorových kaskád, stabilizátorov a tranzistorových filtrov. Navyše, ako bolo uvedené v článku, neumožňujú jednosmerný prúd, ale nechcú pracovať na striedavom prúde.

Pre obvody striedavého prúdu existujú nepolárne kondenzátory a mnoho z ich typov naznačuje, že prevádzkové podmienky sú veľmi rozdielne. V prípadoch, keď sa vyžaduje vysoká stabilita parametrov a frekvencia je dostatočne vysoká, sa používajú vzduchové a keramické kondenzátory.

Parametre takýchto kondenzátorov podliehajú zvýšeným požiadavkám. V prvom rade je to vysoká presnosť (nízka tolerancia), ako aj nevýznamný teplotný koeficient kapacity TKE. Takéto kondenzátory sú spravidla umiestnené v oscilačných obvodoch prijímacieho a vysielacieho rádiového zariadenia.

Ak je napríklad nízka frekvencia, napríklad frekvencia svetelnej siete alebo frekvencia zvukového rozsahu, je celkom možné použiť papierové a papierové kondenzátory.

Papierové dielektrické kondenzátory sú potiahnuté tenkou kovovou fóliou, najčastejšie hliníkom. Hrúbka dosiek sa pohybuje medzi 5 ... 10 μm, čo závisí od konštrukcie kondenzátora. Medzi doskami je zabudovaný dielektrikum kondenzátorového papiera impregnovaného izolačnou kompozíciou.

Za účelom zvýšenia prevádzkového napätia kondenzátora môže byť papier položený vo viacerých vrstvách. Celé toto balenie je skrútené ako koberec a umiestnené do okrúhleho alebo obdĺžnikového obalu. V tomto prípade sú samozrejme vyvodené závery z dosiek a prípad takéhoto kondenzátora nie je ničím spojený.

Papierové kondenzátory sa používajú v nízkofrekvenčných obvodoch pri vysokých prevádzkových napätiach a významných prúdoch. Jednou z týchto veľmi bežných aplikácií je zahrnutie trojfázového motora do jednofázovej siete.

V kondenzátoroch z kovového papiera hrá úlohu doštičiek najtenšia kovová vrstva rozprašovaná vo vákuu na kondenzátorový papier, z toho istého hliníka. Konštrukcia kondenzátorov je rovnaká ako u papierových kondenzátorov, rozmery sú však oveľa menšie. Rozsah oboch typov je približne rovnaký: obvody jednosmerného prúdu, impulzného a striedavého prúdu.

Konštrukcia kondenzátorov z papiera a kovu, okrem kapacitancie, poskytuje týmto kondenzátorom významnú indukčnosť. To vedie k tomu, že sa papierový kondenzátor pri určitej frekvencii premení na rezonančný oscilačný obvod. Preto sa takéto kondenzátory používajú iba pri frekvenciách nepresahujúcich 1 MHz. Obrázok 1 zobrazuje papier a papierové kondenzátory vyrobené v ZSSR.

Obrázok 1 Papier a papierové kondenzátory pre striedavé obvody

Staroveké kondenzátory z kovového papiera mali po poruche vlastnosť samoliečenia. Boli to kondenzátory typu MBG a MBGCH, ale teraz boli nahradené kondenzátormi s keramickým alebo organickým dielektrikom typu K10 alebo K73.

V niektorých prípadoch, napríklad v analógových pamäťových zariadeniach alebo iným spôsobom vo vzorkovacích pamäťových zariadeniach (SEC), sa na kondenzátory kladú špeciálne požiadavky, najmä nízky zvodový prúd. K záchrane prídu kondenzátory, ktorých dielektrika je vyrobená z materiálov s vysokým odporom. V prvom rade ide o fluoroplastické, polystyrénové a polypropylénové kondenzátory.Mierne nižší izolačný odpor v kondenzátoroch sľudy, keramiky a polykarbonátu.

Rovnaké kondenzátory sa používajú v impulzných obvodoch, keď sa vyžaduje vysoká stabilita. Najprv na vytvorenie rôznych časových oneskorení, impulzov určitej doby, ako aj na nastavenie pracovných frekvencií rôznych generátorov.

Aby boli parametre doby obvodu ešte stabilnejšie, v niektorých prípadoch sa odporúča používať kondenzátory so zvýšeným prevádzkovým napätím: pri inštalácii kondenzátora s prevádzkovým napätím 400 alebo 630 V v obvode 12 V sa nič nestane. Takýto kondenzátor bude samozrejme zaberať viac, ale zvýši sa aj stabilita celého obvodu ako celku.

Elektrická kapacita kondenzátorov sa meria v Faradovi F (F), ale táto hodnota je veľmi veľká. Stačí povedať, že kapacita zemegule nepresahuje 1F. V každom prípade je to presne to, čo je napísané v učebniciach fyziky. 1 Farad je kapacita, pri ktorej s nábojom q na 1 prívesok je rozdiel potenciálu (napätie) na doskách kondenzátora 1V.

Z toho, čo už bolo povedané, vyplýva, že Farada je veľmi veľká hodnota, a preto sa v praxi používajú častejšie menšie jednotky: mikrofarady (μF, μF), nanofarády (nF, nF) a pikofauny (pF, pF). Tieto hodnoty sa získajú použitím zlomkových a viacnásobných predpon, ktoré sú uvedené v tabuľke na obrázku 2.

Obrázok 2

Moderné časti sa zmenšujú, takže nie vždy je možné na ne umiestniť úplnú značku, stále viac používajú rôzne systémy symbolov. Všetky tieto systémy vo forme tabuliek a vysvetliviek k nim nájdete na internete. Na kondenzátoroch určených na montáž na SMD najčastejšie neexistujú žiadne náznaky. Ich parametre sa dajú prečítať na obale.

Aby sa zistilo, ako sa kondenzátory chovajú v striedavých obvodoch, navrhuje sa vykonať niekoľko jednoduchých experimentov. Zároveň neexistujú žiadne špeciálne požiadavky na kondenzátory. Najbežnejšie papierové alebo papierové kondenzátory sú celkom vhodné.

Kondenzátory vedú striedavý prúd

Na overenie tohto stavu stačí zostaviť jednoduchý diagram znázornený na obrázku 3.

Obrázok 3

Najprv musíte zapnúť lampu cez kondenzátory C1 a C2 zapojené paralelne. Lampa bude svietiť, ale nie príliš jasne. Ak teraz pridáme ďalší kondenzátor C3, luminiscencia lampy sa výrazne zvýši, čo naznačuje, že kondenzátory odolávajú priechodu striedavého prúdu. Okrem toho paralelné spojenie, t.j. zvýšenie kapacity, tento odpor sa znižuje.

Záver: čím väčšia kapacita, tým nižší je odpor kondenzátora voči priechodu striedavého prúdu. Tento odpor sa nazýva kapacitný a vo vzorcoch sa nazýva Xc. Xc tiež závisí od frekvencie prúdu, čím vyššia je, tým menej Xc. O tom sa bude diskutovať neskôr.

Ďalšou skúsenosťou je použitie elektromeru, ktorý predtým odpojil všetkých spotrebiteľov. K tomu je potrebné pripojiť paralelne tri kondenzátory 1 μF a jednoducho ich zapojiť do elektrickej zásuvky. Samozrejme, jeden musí byť veľmi opatrný alebo dokonca spájkovať štandardnú zástrčku s kondenzátormi. Prevádzkové napätie kondenzátorov musí byť najmenej 400 V.

Po tomto pripojení stačí merač jednoducho pozorovať, aby sa ubezpečil, že stojí, aj keď sa odhaduje, že taký kondenzátor je ekvivalentom odporu žiarovky s výkonom asi 50 W. Otázka znie, prečo neotáča počítadlo? O tom sa bude diskutovať aj v nasledujúcom článku.

Boris Aladyshkin