A condensador variable és un tipus de condensador que té un valor de capacitat variable. Això condensador inclou dues plaques on l'àrea entre aquestes plaques s'ajusta simplement per canviar la capacitat del condensador. Aquests condensadors estan disponibles en dos tipus de condensador d'aire i condensador de retallador. En general, aquests condensadors s'utilitzen especialment en Circuits LC per a la sintonització de freqüència a les ràdios. Així doncs, aquest article tracta una visió general d'un dels tipus de condensadors variables com un condensador d'aire - El treball i les seves aplicacions.
Què és el condensador d'aire?
An Definició del condensador d'aire és un condensador que utilitza aire com a mitjà dielèctric. Aquest condensador es pot dissenyar en forma de capacitat fixa o variable. El tipus de capacitat fixa no s'utilitza amb freqüència perquè n'hi ha diferents tipus de condensadors disponible amb característiques superiors, mentre que el tipus de capacitat variable s'utilitza amb més freqüència a causa de la seva construcció senzilla.
Els condensadors d'aire generalment es fabriquen amb dos jocs de plaques metàl·liques semicirculars que estan separades a través d'un aire material dielèctric . En aquestes plaques metàl·liques, un conjunt és permanent i l'altre conjunt està connectat a un eix que permet a l'operador girar el conjunt per canviar la capacitat quan sigui necessari. Quan la superposició entre dues plaques metàl·liques és més gran, la capacitat és més alta. Així, la condició de capacitat més alta s'aconsegueix una vegada que la superposició entre els dos conjunts de plaques metàl·liques és màxima, mentre que la condició de capacitat més baixa s'aconsegueix quan no hi ha solapament. Per a un millor control de la capacitat, una afinació més fina i una major precisió, s'utilitzen mecanismes d'engranatges reductors.
Els condensadors d'aire tenen un valor de capacitat petit que oscil·la entre 100 pF i 1 nF, mentre que la tensió de funcionament oscil·la entre 10 i 1000 V. La tensió de ruptura del dielèctric és menor, de manera que l'avaria elèctrica canviarà dins del condensador, de manera que això pot provocar un funcionament defectuós del condensador d'aire.
Construcció de condensadors d'aire i el seu funcionament
Un condensador ajustable com un condensador d'aire inclou una sèrie de plaques d'alumini giratòries semicirculars a la part superior d'un eix central disposat entre un conjunt de plaques fixes d'alumini igualment espaciades. Aquest condensador té un forat dins del seu centre per passar una barra de control. Per controlar aquesta vareta, es connecten discos alternatius per passar-la lliurement pels altres, cosa que significa que el conjunt de discos es separa de manera eficient en dos grups que formen conjuntament les dues regions de plaques del condensador.
Una vegada que els discs del condensador tenen una forma semicircular, girar el conjunt mòbil fa que la quantitat en què se superposen els dos grups canviï a tota l'àrea de la placa. Quan la capacitat d'aquest condensador depèn de tota la seva àrea de placa, el canvi dins de l'àrea pot provocar un canvi equivalent dins de la capacitat del component, de manera que un operador pot modificar el valor del component a voluntat.
Quan es giren les plaques d'alumini mòbils, es canviarà la quantitat de superposició entre les plaques estàtiques i mòbils. L'aire entre aquests conjunts de plaques funciona com un dielèctric efectiu que aïlla els conjunts els uns dels altres. Quan la capacitat del condensador depèn de la mida mútua de la placa, aquest ajust simplement permet ajustar el valor del condensador d'aire.
Circuit de condensadors d'aire
El circuit simple del condensador d'aire es mostra a continuació. Aquest condensador utilitza l'aire com a dielèctric i està dissenyat utilitzant dues làmines o plaques metàl·liques que es connecten paral·leles a certa distància entre si. Els condensadors emmagatzemen l'energia en forma de càrrega elèctrica a les plaques.
Una vegada que s'aplica una tensió a un condensador d'aire per mesurar la càrrega de les dues plaques, la relació entre la càrrega 'Q' i la tensió 'V' proporcionarà el valor de la capacitat del condensador, per tant, es dóna com C = Q/V. Aquesta equació també es pot escriure per proporcionar la fórmula per mesurar la quantitat de càrrega a les dues plaques com Q = C x V.
Una vegada que s'introdueix un corrent elèctric al condensador, es carrega, de manera que el camp electrostàtic es farà molt més fort perquè emmagatzema més energia entre les dues plaques.
De la mateixa manera, quan el corrent surt del condensador d'aire, la diferència de potencial entre aquestes dues plaques disminuirà i el camp electrostàtic es redueix quan l'energia elèctrica s'allunya de les plaques. Per tant, la capacitat és una de les propietats d'un condensador que s'utilitza per emmagatzemar càrrega elèctrica a les seves dues plaques en forma de camp electrostàtic.
Permitivitat del condensador d'aire
La permisivitat es pot definir com la propietat de cada material, en cas contrari el medi utilitzat per mesurar la resistència que ofereix davant la formació d'un camp elèctric. Es denota amb la lletra grega 'ϵ' (èpsilon) i la seva unitat és F/m o farad per metre.
Si considerem un condensador que inclou dues plaques separades per la distància 'd', entre aquestes dues plaques s'utilitza el medi dielèctric com l'aire. Entre les dues plaques d'un condensador, hi ha molècules que formen moments dipolars elèctrics. El dipol elèctric significa un parell de càrregues oposades i iguals. Per exemple, una sola molècula inclou una càrrega positiva en un extrem i una càrrega negativa en un altre extrem, que està separada per una certa distància com es mostra a la figura següent.
Al diagrama següent, les molècules generalment s'alineen aleatòriament dins de les plaques del condensador. Una vegada que apliquem un camp elèctric a aquestes plaques externament, les molècules dins del condensador s'alineen d'una manera millor que es coneix com a polarització. Per tant, el seu moment dipolar genera el seu propi camp elèctric. Aquest camp elèctric s'oposa al camp elèctric aplicat externament, de manera que esdevé com el pol similar de dos imants que segueixen resistint-se.
Quan les molècules s'alineen o es polaritzan més, s'oposen al camp elèctric extern que és el que anomenem permitivitat. Aquí, la permitivitat mesura la resistència que ofereix el material o el medi a un camp elèctric exterior.
Si la permitivitat del medi és més alta, aleshores les molècules d'aquest medi es polaritzan millor i, per tant, ofereixen més resistència al camp elèctric extern. De la mateixa manera, si la permitivitat del medi és baixa, les molècules es polaritzan dèbilment, de manera que ofereixen menys resistència al camp elèctric extern.
La permisivitat no és constant, de manera que varia amb diferents factors com la temperatura, la humitat, el tipus de mitjà, la freqüència de camp, la intensitat del camp elèctric, etc.
La permisivitat té un paper important en la determinació de la capacitat del condensador. Per tant, la capacitat d'un condensador de placa paral·lela es calcula per
C = ϵ x A/d
On,
'A' és l'àrea d'una sola placa.
'd' és la distància entre dues plaques del condensador.
'ϵ' és la permitivitat del medi entre les dues plaques de condensadors.
Si observeu els condensadors següents, la permitivitat pot afectar clarament la capacitat del condensador.
En els dos condensadors següents, el dielèctric utilitzat en el condensador del costat esquerre és l'aire. Per tant, la permitivitat relativa d'aquest condensador d'aire és poc > 1, és a dir, 1,0006.
De la mateixa manera, en el segon condensador, el dielèctric utilitzat és el vidre. Així, la permitivitat d'aquest condensador és d'aproximadament 4,9 a 7,5. Per tant, en comparació amb un condensador d'aire, un condensador amb dielèctric de vidre té una alta permitivitat.
Per tant, el material amb menys permitivitat proporcionarà menys capacitat i el material amb una permisivitat més alta proporcionarà una gran capacitat. Per tant, la permitivitat té un paper important a l'hora de decidir el valor de la capacitat.
Característiques
Les característiques d'un condensador d'aire inclouen les següents.
- Els condensadors d'aire no són polars, la qual cosa significa que aquests condensadors es poden utilitzar de manera segura en aplicacions de corrent altern fins que no se superi la tensió nominal més alta.
- Aquests condensadors tenen una petita capacitat que oscil·la entre 100pF i 1nF.
- La tensió de funcionament màxima depèn principalment de les dimensions físiques del condensador.
- Una alta tensió de treball necessita que l'espai entre dues plaques sigui suficient per evitar l'avaria elèctrica de l'aire.
- La rigidesa dielèctrica de l'aire és menor que la de molts altres materials, la qual cosa fa que aquests condensadors no siguin adequats per a altes tensions.
Avantatges
El avantatges dels condensadors d'aire incloure el següent.
- Té menys corrent de fuga, cosa que significa que les pèrdues de funcionament dins d'aquest condensador són mínimes, sobretot si la humitat no és alta.
- La resistència d'aïllament és alta.
- Bona estabilitat.
- Tenen menys tensió de ruptura.
- El factor de dissipació és baix.
El desavantatges dels condensadors d'aire incloure el següent.
- Els condensadors d'aire estan disponibles en grans mides.
- Aquests condensadors tenen menys capacitat.
- Aquests són cars.
- Ocupa més espai en comparació amb altres condensadors.
Aplicacions
El aplicacions dels condensadors d'aire incloure el següent.
- Aquest condensador s'utilitza normalment en circuits LC ressonants, que necessiten canvis dins de la capacitat. Aquests
- Els circuits inclouen sintonitzadors de ràdio, mescladors de freqüència i components d'adaptació d'impedància per a sintonitzadors d'antena.
- S'utilitzen normalment quan la capacitat ajustable és necessària com els circuits ressonants.
- Aquest condensador s'utilitza per sintonitzar circuits de ràdio i també en circuits on es necessiten menys pèrdues.
Per tant, aquesta és una visió general d'un aire condensador - funcionant amb aplicacions. Aquests condensadors estan fets amb alumini i funcionen bé en camps magnètics molt forts. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és el dielèctric en un condensador?
