Kondensatorer for AC elektriske installasjoner

I artikkelen "Kondensatorer: formål, enhet, handlingsprinsipp" Det ble fortalt om elektrolytiske kondensatorer. De brukes hovedsakelig i likestrømskretser, som filterkapasitet i likerettere. De kan heller ikke gjøre uten å koble fra strømforsyningskretser av transistorkaskader, stabilisatorer og transistorfiltre. Som det ble sagt i artikkelen, tillater de ikke likestrøm, men ønsker ikke å jobbe med vekselstrøm.

Ikke-polare kondensatorer finnes for vekselstrømskretser, og mange av deres typer indikerer at driftsforholdene er veldig forskjellige. I de tilfellene der det kreves høy stabilitet av parametere, og frekvensen er høy nok, brukes luft- og keramiske kondensatorer.

Parametrene til slike kondensatorer er underlagt økte krav. Først av alt er dette høy nøyaktighet (lav toleranse), samt en ubetydelig temperaturkoeffisient for TKE-kapasitans. Som regel er slike kondensatorer plassert i svingerkretsene til mottaks- og overføringsradioutstyr.

Hvis frekvensen er liten, for eksempel frekvensen på lysnettet eller frekvensen for lydområdet, er det fullt mulig å bruke papir og papirkondensatorer.

Dielektriske papirkondensatorer er belagt med en tynn metallfolie, ofte aluminium. Tykkelsen på platene varierer mellom 5 ... 10 μm, noe som avhenger av kondensatorens utforming. Et dielektrikum av kondensatorpapir impregnert med en isolerende sammensetning er innebygd mellom platene.

For å øke driftsspenningen til kondensatoren, kan papiret legges i flere lag. Hele pakken er vridd som et teppe og lagt i en rund eller rektangulær etui. I dette tilfellet trekkes selvfølgelig konklusjoner fra platene, og saken om en slik kondensator er ikke koblet til noe.

Papirkondensatorer brukes i lavfrekvente kretsløp ved høye driftsspenninger og betydelige strømmer. En av disse svært vanlige applikasjonene er inkluderingen av en trefaset motor i et enfase nettverk.

I metall-papir kondensatorer blir platenes rolle spilt av et tynt lag metall sprayet i vakuum på et kondensatorpapir, alt av samme aluminium. Utformingen av kondensatorene er den samme som papirformatene. Imidlertid er dimensjonene mye mindre. Omfanget av begge typene er omtrent det samme: likestrøm, pulserende og vekselstrømskretser.

Utformingen av papir og metallpapirkondensatorer gir, i tillegg til kapasitans, disse kondensatorene betydelig induktans. Dette fører til det faktum at ved noen frekvens blir papirkondensatoren til en resonant oscillerende krets. Derfor brukes slike kondensatorer bare på frekvenser på ikke mer enn 1 MHz. Figur 1 viser papir og papirkondensatorer produsert i USSR.

Figur 1 Papir og papirkondensatorer for vekselstrømskretser

Gamle metallpapirkondensatorer hadde egenskapen til selvheling etter sammenbrudd. Dette var kondensatorer av typen MBG og MBGCH, men nå ble de erstattet av kondensatorer med et keramisk eller organisk dielektrikum av K10- eller K73-typene.

I noen tilfeller, for eksempel i analoge lagringsenheter, eller på en annen måte, prøvetakingslagringsenheter (SEC), stilles det spesielle krav til kondensatorer, spesielt lav lekkasjestrøm. Så kommer kondensatorer til unnsetning, hvis dielektrikum er laget av materialer med høy motstand. Først av alt er dette fluoroplastiske, polystyren- og polypropylenkondensatorer.Litt lavere isolasjonsmotstand i glimmer, keramikk og polykarbonatkondensatorer.

De samme kondensatorene brukes i pulserende kretsløp når høy stabilitet er nødvendig. Først av alt, for dannelse av forskjellige tidsforsinkelser, pulser av en viss varighet, samt for å stille inn driftsfrekvensene til forskjellige generatorer.

For å gjøre tidsparametrene til kretsen enda mer stabile, anbefales det i noen tilfeller å bruke kondensatorer med økt driftsspenning: det er ingenting galt med å installere en kondensator med en driftsspenning på 400 eller til og med 630V i en 12V krets. En slik kondensator vil naturligvis ta flere plasser, men stabiliteten til hele kretsen som helhet vil også øke.

Den elektriske kapasitansen til kondensatorer måles i Farads F (F), men denne verdien er veldig stor. Det er nok å si at klodens kapasitet ikke overstiger 1F. Uansett er det akkurat dette som er skrevet i fysikkens lærebøker. 1 Farad er kapasiteten med en belastning på q per 1 anheng potensialforskjellen (spenningen) på kondensatorplatene er 1V.

Fra det som nettopp er sagt, er Farada en veldig stor verdi, derfor i praksis brukes ofte mindre enheter: mikrofarader (μF, μF), nanofarads (nF, nF) og picofarads (pF, pF). Disse verdiene oppnås ved å bruke fraksjonelle og flere prefikser, som er vist i tabellen i figur 2.

Figur 2

Moderne deler blir mindre, derfor er det ikke alltid mulig å sette komplette markeringer på dem, mer og mer bruker de forskjellige systemer av symboler. Alle disse systemene i form av tabeller og forklaringer for dem finnes på Internett. På kondensatorer designet for SMD-montering er det som oftest ingen tegn i det hele tatt. Deres parametere kan leses på emballasjen.

For å finne ut hvordan kondensatorene oppfører seg i vekselstrømskretser, foreslås det å gjøre noen enkle eksperimenter. Samtidig er det ingen spesielle krav til kondensatorer. De vanligste papir- eller papirkondensatorene er ganske passende.

Kondensatorer fører vekselstrøm

For å bekrefte dette fra første hånd, er det nok å sette sammen et enkelt diagram som er vist i figur 3.

Figur 3

Først må du slå på lampen gjennom kondensatorene C1 og C2 som er koblet parallelt. Lampen vil lyse, men ikke veldig lyst. Hvis vi nå legger til en ny kondensator C3, vil lampens luminescens øke merkbart, noe som indikerer at kondensatorene motstår passering av vekselstrøm. Dessuten er en parallell forbindelse, dvs. økning i kapasitet, reduserer denne motstanden.

Derav konklusjonen: jo større kapasitansen er, desto lavere blir kondensatorens motstand mot vekselstrømmen. Denne motstanden kalles kapasitiv og omtales i formlene Xc. Xc avhenger også av frekvensen til strømmen, jo høyere den er, jo mindre Xc. Dette vil bli diskutert senere.

En annen opplevelse kan gjøres ved bruk av en strømmåler, etter at alle forbrukere tidligere har koblet fra. For å gjøre dette, må du koble parallelt tre kondensatorer på 1 μF og bare koble dem til en stikkontakt. Selvfølgelig må man være ekstremt forsiktig, eller til og med lodde en standard plugg til kondensatorene. Driftsspenningen til kondensatorene må være minst 400V.

Etter denne tilkoblingen er det nok bare å se på måleren for å være sikker på at den står stille, selv om det anslås at en slik kondensator tilsvarer motstand mot en glødelampe med en effekt på omtrent 50W. Spørsmålet er, hvorfor spinner ikke disken? Dette vil også bli diskutert i neste artikkel.

Boris Aladyshkin