Wat is luchtcondensator: circuit, werking en toepassingen

EEN variabele condensator: is een type condensator met een variabele capaciteitswaarde. Deze condensator bevat twee platen waarbij het gebied tussen deze platen eenvoudig wordt aangepast om de capaciteit van de condensator te wijzigen. Deze condensatoren zijn verkrijgbaar in twee soorten luchtcondensator & trimmercondensator. Over het algemeen worden deze condensatoren vooral gebruikt in LC-kringen voor frequentieafstemming binnen radio's. Dus dit artikel bespreekt een overzicht van een van de soorten variabele condensatoren zoals een lucht condensator – werken & zijn toepassingen.

Wat is luchtcondensator?

Een Definitie van luchtcondensator is een condensator die lucht als diëlektrisch medium gebruikt. Deze condensator kan worden ontworpen in een vaste of variabele capaciteitsvorm. Het vaste capaciteitstype wordt niet vaak gebruikt omdat er verschillende zijn: soorten condensatoren beschikbaar met superieure eigenschappen, terwijl het type variabele capaciteit vaker wordt gebruikt vanwege hun eenvoudige constructie.

Luchtcondensatoren zijn over het algemeen gemaakt met twee sets halfronde metalen platen die zijn gescheiden door een lucht diëlektrisch materiaal . In deze metalen platen is één set permanent en de andere set is verbonden met een as waarmee de operator het samenstel kan draaien om de capaciteit indien nodig te veranderen. Wanneer de overlap tussen twee metalen platen groter is, is de capaciteit hoger. Dus de hoogste capaciteitsconditie wordt bereikt zodra de overlap tussen de twee sets metalen platen maximaal is, terwijl de laagste capaciteitsconditie wordt bereikt zodra er geen overlap is. Voor een betere capaciteitsregeling, fijnere afstemming en verhoogde precisie worden reductietandwielmechanismen gebruikt.

Luchtcondensatoren hebben een kleine capaciteitswaarde die varieert van 100 pF - 1 nF, terwijl de bedrijfsspanning varieert van 10 tot 1000V. De doorslagspanning van het diëlektricum is minder, dus de elektrische doorslag zal binnen de condensator veranderen, dus dit kan leiden tot een defecte werking van de luchtcondensator.

Luchtcondensatorconstructie en zijn werking

Een instelbare condensator zoals een luchtcondensator omvat een reeks halfronde, draaiende aluminium platen bovenop een centrale as die is aangebracht tussen een op gelijke afstand van elkaar geplaatste set vaste aluminium platen. Deze condensator heeft een geboord gat in het midden om een ​​regelstaaf door te laten. Om deze staaf te besturen, zijn afwisselende schijven verbonden om deze vrij door de andere te laten gaan, wat betekent dat de schijvenset efficiënt wordt gescheiden in twee groepen die samen de twee plaatgebieden van de condensator vormen.

Zodra de condensatorschijven een halfronde vorm hebben, zorgt het draaien van de bewegende set ervoor dat de hoeveelheid waarin de twee groepen elkaar overlappen, verandert in het hele plaatgebied. Wanneer de capaciteit van deze condensator afhangt van het hele plaatoppervlak, kan de verandering binnen het gebied een equivalente verandering binnen de capaciteit van de component veroorzaken, dus een operator mag de waarde van de component naar believen wijzigen.

Wanneer de bewegende aluminium platen worden geroteerd, wordt de hoeveelheid overlap tussen de statische en bewegende platen gewijzigd. De lucht tussen deze sets platen werkt als een effectief diëlektricum dat de sets van elkaar isoleert. Wanneer de capaciteit van de condensator afhangt van de onderlinge grootte van de plaat, dan maakt deze aanpassing het eenvoudig om de waarde van de luchtcondensator aan te passen.

Luchtcondensatorcircuit

Het eenvoudige circuit van de luchtcondensator wordt hieronder getoond. Deze condensator gebruikt lucht als diëlektricum en is ontworpen door twee gemetalliseerde folie of metalen platen te gebruiken die parallel op enige afstand van elkaar zijn verbonden. Condensatoren slaan de energie op in de vorm van een elektrische lading op de platen.

Zodra een spanning op een luchtcondensator is aangelegd om de lading op de twee platen te meten, zal de verhouding van de 'Q'-lading tot de 'V'-spanning de waarde van de capaciteit voor de condensator opleveren, dus het wordt gegeven als C = Vraag/V. Deze vergelijking kan ook worden geschreven om de formule te verschaffen voor het meten van de hoeveelheid lading op de twee platen zoals Q = C x V.

Zodra een elektrische stroom in de condensator wordt geleverd, laadt deze op, waardoor het elektrostatische veld veel sterker wordt omdat het meer energie tussen de twee platen opslaat.

Evenzo, wanneer de stroom uit de luchtcondensator stroomt, neemt het potentiaalverschil tussen deze twee platen af ​​en neemt het elektrostatische veld af wanneer de elektrische energie van de platen weggaat. Dus capaciteit is een van de eigenschappen van een condensator die wordt gebruikt om elektrische lading op zijn twee platen op te slaan in een elektrostatische veldvorm.

Permittiviteit van luchtcondensator:

Permittiviteit kan worden gedefinieerd als de eigenschap van elk materiaal, anders het medium dat wordt gebruikt om de weerstand te meten die wordt geboden tegen de vorming van een elektrisch veld. Het wordt aangeduid met de Griekse letter 'ϵ' (epsilon) en de eenheid is F/m of farad per meter.

Als we een condensator beschouwen die twee platen bevat die gescheiden zijn door afstand 'd', wordt het diëlektrische medium zoals lucht tussen deze twee platen gebruikt. Tussen de twee platen van een condensator bevinden zich moleculen die elektrische dipoolmomenten vormen. De elektrische dipool betekent, een paar tegengestelde en gelijke ladingen. Een enkel molecuul heeft bijvoorbeeld een positieve lading aan het ene uiteinde en een negatieve lading aan het andere uiteinde, die op enige afstand van elkaar is verwijderd, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

In het volgende diagram zijn de moleculen over het algemeen willekeurig uitgelijnd binnen de condensatorplaten. Zodra we extern een elektrisch veld op deze platen aanbrengen, brengen de moleculen in de condensator zichzelf op een betere manier in lijn, die bekend staat als polariseerbaarheid. Dus hun dipoolmoment genereert zijn eigen elektrisch veld. Dit elektrische veld verzet zich tegen het extern aangelegde elektrische veld, dus het wordt als de vergelijkbare pool van twee magneten die elkaar blijven weerstaan.

Wanneer de moleculen zichzelf opstellen of meer polariseren, verzetten ze zich tegen het externe elektrische veld, wat we permittiviteit noemden. Hier meet de permittiviteit de weerstand die door materiaal of medium wordt geboden aan een extern elektrisch veld.

Als de permittiviteit van het medium hoger is, polariseren de moleculen van dat medium beter en bieden ze dus meer weerstand tegen het externe elektrische veld. Evenzo, als de permittiviteit van het medium laag is, polariseren moleculen zwak, zodat ze minder weerstand bieden tegen het externe elektrische veld.

Permittiviteit is niet constant, dus het varieert met verschillende factoren zoals temperatuur, vochtigheid, mediumtype, veldfrequentie, elektrische veldsterkte, enz.

Permittiviteit speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de capaciteit van de condensator. De capaciteit van een parallelle plaatcondensator wordt dus berekend door

C = ϵ x A/d

Waar,

'A' is het gebied van een enkele plaat.

'd' is de afstand tussen twee condensatorplaten.

'ϵ' is de permittiviteit van het medium tussen de twee platen van condensatoren.

Als u de volgende condensatoren observeert, kan de permittiviteit de capaciteit van de condensator duidelijk beïnvloeden.
In de volgende twee condensatoren is het diëlektricum dat in de condensator aan de linkerkant wordt gebruikt, lucht. Dus de relatieve permittiviteit van deze luchtcondensator is klein > 1 d.w.z. 1.0006.

Evenzo is in de tweede condensator het gebruikte diëlektricum glas. Dus de permittiviteit van deze condensator is ongeveer 4,9 tot 7,5. Dus, in vergelijking met een luchtcondensator, heeft een condensator met glasdiëlektricum een ​​hoge permittiviteit.

Dus het materiaal met minder permittiviteit zal minder capaciteit bieden en materiaal met een hogere permittiviteit zal een hoge capaciteit bieden. De permittiviteit speelt dus een belangrijke rol bij het bepalen van de capaciteitswaarde.

Kenmerken

De kenmerken van een luchtcondensator omvatten het volgende.

• Luchtcondensatoren zijn niet-polair, wat betekent dat deze condensatoren veilig kunnen worden gebruikt in AC-toepassingen totdat de hoogste spanningswaarde niet wordt overschreden.
• Deze condensatoren hebben een kleine capaciteit die varieert tussen 100pF & 1nF.
• De maximale bedrijfsspanning hangt voornamelijk af van de fysieke afmetingen van de condensator.
• Een hoge werkspanning vereist dat de ruimte tussen twee platen voldoende is om elektrische doorslag van lucht te voorkomen.
• De diëlektrische sterkte van lucht is minder dan die van veel andere materialen, waardoor deze condensatoren ongeschikt zijn voor hoge spanningen.

Voordelen:

De voordelen van luchtcondensatoren: omvatten het volgende.

• Het heeft minder lekstroom, wat betekent dat de bedrijfsverliezen binnen deze condensator minimaal zijn, vooral als de luchtvochtigheid niet hoog is.
• De isolatieweerstand is hoog.
• Goede stabiliteit.
• Ze hebben minder doorslagspanning.
• De dissipatiefactor is laag.

De nadelen van luchtcondensatoren omvatten het volgende.

• Luchtcondensatoren zijn verkrijgbaar in grote maten.
• Deze condensatoren hebben minder capaciteit.
• Deze zijn duur.
• Het neemt meer ruimte in in vergelijking met andere condensatoren.

Toepassingen

De toepassingen van luchtcondensatoren omvatten het volgende.

• Deze condensator wordt normaal gebruikt in resonante LC-circuits, die veranderingen binnen de capaciteit nodig hebben. Deze
• circuits omvatten radiotuners, frequentiemixers en impedantie-aanpassingscomponenten voor antennetuners.
• Deze worden normaal gebruikt waar instelbare capaciteit nodig is, zoals resonantiecircuits.
• Deze condensator wordt gebruikt om radiocircuits af te stemmen en ook in circuits waar minder verliezen nodig zijn.

Dit is dus een overzicht van een lucht condensator - werkend met toepassingen. Deze condensatoren zijn gemaakt van aluminium en werken goed in zeer sterke magnetische velden. Hier is een vraag voor u, wat is diëlektricum in een condensator?