Hva er luftkondensator: krets, arbeid og dens applikasjoner

EN variabel kondensator er en type kondensator som har en variabel kapasitansverdi. Dette kondensator inkluderer to plater hvor området mellom disse platene ganske enkelt justeres for å endre kondensatorens kapasitans. Disse kondensatorene er tilgjengelige i to typer luftkondensator og trimmerkondensator. Generelt brukes disse kondensatorene spesielt i LC-kretser for frekvensinnstilling i radioer. Så denne artikkelen diskuterer en oversikt over en av typene variable kondensatorer som en luftkondensator – arbeid og dets applikasjoner.

Hva er luftkondensator?

An Definisjon av luftkondensator er en kondensator som bruker luft som dielektrisk medium. Denne kondensatoren kan utformes i en fast eller variabel kapasitansform. Fast kapasitans type brukes ikke ofte fordi det er forskjellige typer kondensatorer tilgjengelig med overlegne egenskaper, mens variabel kapasitans brukes oftere på grunn av deres enkle konstruksjon.

Luftkondensatorer er vanligvis laget med to sett med halvsirkelformede metallplater som er separert gjennom en luft dielektrisk materiale . I disse metallplatene er det ene settet permanent og det andre settet er koblet til en aksel som lar operatøren snu enheten for å endre kapasitansen når det er nødvendig. Når overlappingen mellom to metallplater er større, er kapasitansen høyere. Så den høyeste kapasitanstilstanden oppnås når overlappingen mellom de to settene med metallplater er maksimal, mens den laveste kapasitanstilstanden oppnås når det ikke er noen overlapping. For bedre kapasitanskontroll, finjustering og økt presisjon brukes reduksjonsgirmekanismer.

Luftkondensatorer har en liten kapasitansverdi som varierer fra 100 pF – 1 nF, mens driftsspenningen varierer fra 10 til 1000V. Nedbrytingsspenningen til dielektrikum er mindre, slik at elektrisk sammenbrudd vil endre seg i kondensatoren, slik at dette kan føre til at luftkondensatoren fungerer defekt.

Luftkondensatorkonstruksjon og hvordan den fungerer

En justerbar kondensator som en luftkondensator inkluderer en serie halvsirkulære, roterende aluminiumsplater på toppen av en sentral aksel anordnet mellom et sett med lik avstand med faste aluminiumsplater. Denne kondensatoren har et boret hull i midten for å passere en kontrollstang. For å kontrollere denne stangen er alternative skiver koblet til for å føre den fritt gjennom de andre, noe som betyr at skivesettet er effektivt delt inn i to grupper som sammen danner de to plateområdene til kondensatoren.

Når kondensatorskivene er i en halvsirkulær form, vil vending av det bevegelige settet føre til at mengden de to gruppene overlapper endres til hele plateområdet. Når kapasitansen til denne kondensatoren avhenger av hele platearealet, kan endringen i området forårsake en ekvivalent endring innenfor kapasitansen til komponenten, så en operatør har lov til å endre verdien av komponenten etter eget ønske.

Når de bevegelige aluminiumsplatene roteres, og mengden av overlapping mellom de statiske og bevegelige platene vil endres. Luften mellom disse platesettene fungerer som et effektivt dielektrikum som isolerer settene fra hverandre. Når kondensatorens kapasitans avhenger av platens gjensidige størrelse, lar denne justeringen ganske enkelt justere luftkondensatorverdien.

Luftkondensatorkrets

Den enkle luftkondensatorkretsen er vist nedenfor. Denne kondensatoren bruker luft som et dielektrikum, og den er designet ved å bruke to metalliserte folie eller metallplater som kobles parallelt med en viss avstand til hverandre. Kondensatorer lagrer energien i en elektrisk ladningsform på platene.

Når en spenning påføres en luftkondensator for å måle ladningen på de to platene, vil forholdet mellom 'Q'-ladningen og 'V'-spenningen gi verdien av kapasitansen for kondensatoren, og den er gitt som C = Q/V. Denne ligningen kan også skrives for å gi formelen for å måle ladningsmengden på de to platene som Q = C x V.

Når en elektrisk strøm er tilført kondensatoren, lades den opp, og dermed vil det elektrostatiske feltet bli veldig sterkere fordi det lagrer mer energi mellom de to platene.

På samme måte, når strømmen flyter ut av luftkondensatoren, vil potensialforskjellen mellom disse to platene reduseres og det elektrostatiske feltet reduseres når den elektriske energien går bort fra platene. Så kapasitans er en av egenskapene til en kondensator som brukes til å lagre elektrisk ladning på de to platene i en elektrostatisk feltform.

Permittivitet for luftkondensator

Permittivitet kan defineres som egenskapen til hvert materiale ellers mediet som brukes til å måle motstanden som tilbys mot en elektrisk feltdannelse. Det er merket med den greske bokstaven 'ϵ' (epsilon) og enheten er F/m eller farad per meter.

Hvis vi vurderer en kondensator som inkluderer to plater som er atskilt med avstand 'd', brukes det dielektriske mediet som luft blant disse to platene. Mellom de to platene i en kondensator er det molekyler som danner elektriske dipolmomenter. Den elektriske dipolen betyr, et par av motsatte og like ladninger. For eksempel inkluderer et enkelt molekyl en positiv ladning i den ene ende og en negativ ladning i en annen ende som er atskilt med en viss avstand som vist i følgende figur.

I det følgende diagrammet er molekylene generelt justert tilfeldig innenfor kondensatorplatene. Når vi først påfører et elektrisk felt på disse platene eksternt, bringer molekylene i kondensatoren seg i linje på en bedre måte som er kjent som polariserbarhet. Så dipolmomentet deres genererer sitt eget elektriske felt. Dette elektriske feltet motsetter seg det eksternt påførte elektriske feltet, og det blir som den lignende polen til to magneter som fortsetter å motstå hverandre.

Når molekylene stiller seg selv eller de polariserer mer, motsetter de seg det eksterne elektriske feltet som er det vi kalte permittivitet. Her måler permittivitet motstanden som tilbys av materiale eller medium til et utvendig elektrisk felt.

Hvis mediets permittivitet er høyere, polariserer mediets molekyler bedre og dermed gir de mer motstand mot det eksterne elektriske feltet. På samme måte, hvis mediets permittivitet er lav, polariserer molekylene svakt, slik at de gir mindre motstand mot det eksterne elektriske feltet.

Permittiviteten er ikke konstant, så den varierer med forskjellige faktorer som temperatur, fuktighet, medium type, feltfrekvens, elektrisk feltstyrke, etc.

Permittivitet spiller en betydelig rolle i å bestemme kondensatorens kapasitans. Så en parallellplate kondensatorens kapasitans beregnes av

C = ϵ x A/d

Hvor,

'A' er arealet til en enkelt plate.

'd' er avstanden mellom to kondensatorplater.

'ϵ' er permittiviteten til mediet mellom de to kondensatorplatene.

Hvis du observerer følgende kondensatorer, kan permittiviteten tydelig påvirke kondensatorens kapasitans.
I de følgende to kondensatorene er dielektrikumet som brukes i kondensatoren på venstre side luft. Så den relative permittiviteten til denne luftkondensatoren er liten > 1, dvs. 1,0006.

På samme måte, i den andre kondensatoren, er dielektrikumet som brukes glass. Så permittiviteten til denne kondensatoren er omtrent 4,9 til 7,5. Så sammenlignet med en luftkondensator, har en kondensator med glassdielektrisk høy permittivitet.

Så, materialet med mindre permittivitet vil gi mindre kapasitans og materiale med høyere permittivitet vil gi høy kapasitans. Dermed spiller permittivitet en viktig rolle i å bestemme kapasitansverdien.

Kjennetegn

Egenskapene til en luftkondensator inkluderer følgende.

• Luftkondensatorer er ikke-polare, noe som betyr at disse kondensatorene trygt kan brukes i AC-applikasjoner inntil den høyeste spenningen ikke overskrides.
• Disse kondensatorene har en liten kapasitans som varierer mellom 100pF og 1nF.
• Maksimal driftsspenning avhenger hovedsakelig av kondensatorens fysiske dimensjoner.
• En høy arbeidsspenning krever at plassen mellom to plater er nok til å unngå elektrisk sammenbrudd av luft.
• Den dielektriske styrken til luft er mindre enn mange andre materialer, noe som gjør disse kondensatorene uegnet for høye spenninger.

Fordeler

De fordelene med luftkondensatorer Inkluder følgende.

• Den har mindre lekkasjestrøm, noe som betyr at driftstapene i denne kondensatoren er minimale, spesielt hvis luftfuktigheten ikke er høy.
• Isolasjonsmotstanden er høy.
• God stabilitet.
• De har mindre sammenbruddsspenning.
• Dissipasjonsfaktoren er lav.

De ulemper med luftkondensatorer Inkluder følgende.

• Luftkondensatorer finnes i store størrelser.
• Disse kondensatorene har mindre kapasitans.
• Disse er dyre.
• Den tar mer plass sammenlignet med andre kondensatorer.

applikasjoner

De bruksområder for luftkondensatorer Inkluder følgende.

• Denne kondensatoren brukes normalt i resonante LC-kretser, som trenger endringer innenfor kapasitansen. Disse
• kretser omfatter radiotunere, frekvensmiksere og impedanstilpasningskomponenter for antennetunere.
• Disse brukes normalt der justerbar kapasitans er nødvendig som resonanskretser.
• Denne kondensatoren brukes til å stille inn radiokretser og også i kretser der færre tap er nødvendig.

Dermed er dette en oversikt over en luft kondensator – fungerer med søknader. Disse kondensatorene er laget av aluminium og de fungerer godt i veldig sterke magnetiske felt. Her er et spørsmål til deg, hva er dielektrisk i en kondensator?