'n Elektriese kapasitor is 'n toestel wat lading en energie van 'n elektriese veld kan stoor. Basies bestaan dit uit 'n paar geleiers (plate) geskei deur 'n diëlektriese laag. Die dikte van die diëlektrikum is altyd baie kleiner as die grootte van die plate. Op elektriese ekwivalente stroombane word die kapasitor deur 2 vertikale parallelle segmente (II) aangedui.
Basiese hoeveelhede en eenhede van meting
Daar is verskeie basiese hoeveelhede wat 'n kapasitor definieer. Een van hulle is sy kapasiteit (Latynse letter C), en die tweede is die bedryfspanning (Latynse U). Elektriese kapasiteit (of bloot kapasitansie) in die SI-stelsel word gemeet in farads (F). Verder, as 'n eenheid van kapasitansie, word 1 farad - dit is baie - byna nooit in die praktyk gebruik nie. Byvoorbeeld, die elektriese lading van die planeet Aarde is slegs 710 mikrofarads. Daarom word die elektriese kapasitansie van kapasitors in die meeste gevalle gemeet in farad-afgeleide hoeveelhede: in picofarads (pF) met 'n baie klein kapasitansiewaarde (1 pF=1/106µF), in mikrofarads (µF) teen sy voldoende groot waarde (1 uF=1/106 F). Om die elektriese kapasiteit te bereken, is dit nodigdeel die hoeveelheid lading wat tussen die plate opgehoop is deur die modulus van die potensiaalverskil tussen hulle (spanning oor die kapasitor). Die lading van die kapasitor is in hierdie geval die lading wat op een van die plate van die betrokke toestel ophoop. Op 2 geleiers van die toestel is hulle identies in modulus, maar verskil in teken, dus is hul som altyd gelyk aan nul. Die lading van 'n kapasitor word gemeet in coulombs (C), en word aangedui met die letter Q.
Voltage op elektriese toestel
Een van die belangrikste parameters van die toestel wat ons oorweeg, is die afbreekspanning - die potensiaalverskil tussen die twee geleiers van die kapasitor, wat lei tot elektriese afbreek van die diëlektriese laag. Die maksimum spanning waarteen daar geen afbreek van die toestel is nie, word bepaal deur die vorm van die geleiers, die eienskappe van die diëlektrikum en die dikte daarvan. Bedryfstoestande waaronder die spanning op die plate van die elektriese toestel naby die afbreekspanning is, is onaanvaarbaar. Die normale bedryfspanning op die kapasitor is 'n paar keer minder as die afbreekspanning (twee tot drie keer). Let dus by die keuse op die nominale spanning en kapasitansie. In die meeste gevalle word die waarde van hierdie hoeveelhede op die toestel self of in die paspoort aangedui. Die insluiting van 'n kapasitor in die netwerk vir 'n spanning wat die nominale spanning oorskry, dreig met afbreek, en 'n afwyking van die kapasitansiewaarde van die nominale waarde kan lei tot die vrystelling van hoër harmonieke in die netwerk en oorverhitting van die toestel.
Voorkoms van kapasitors
Die ontwerp van kapasitors kan weesdie mees uiteenlopende. Dit hang af van die waarde van die elektriese kapasiteit van die toestel en die doel daarvan. Die parameters van die toestel wat oorweeg word, moet nie deur eksterne faktore beïnvloed word nie, daarom is die plate so gevorm dat die elektriese veld wat deur elektriese ladings geskep word, in 'n klein gaping tussen die geleiers van die kapasitor gekonsentreer word. Daarom kan hulle uit twee konsentriese sfere, twee plat plate of twee koaksiale silinders bestaan. Daarom kan kapasitors silindries, sferies en plat wees, afhangende van die vorm van die geleiers.
Permanente Kapasitors
Volgens die aard van die verandering in elektriese kapasitansie, word kapasitors verdeel in toestelle met 'n konstante, veranderlike kapasiteit of trimmers. Kom ons kyk na elkeen van hierdie tipes van naderby. Toestelle waarvan die kapasitansie nie tydens werking verander nie, dit wil sê dit is konstant (die kapasitansiewaarde kan steeds binne aanvaarbare perke wissel na gelang van temperatuur) is vaste kapasitors. Daar is ook elektriese toestelle wat hul elektriese kapasiteit verander tydens werking, dit word veranderlikes genoem.
Waarvan hang C in 'n kapasitor af
Elektriese kapasiteit hang af van die oppervlakte van sy geleiers en die afstand tussen hulle. Daar is verskeie maniere om hierdie instellings te verander. Oorweeg 'n kapasitor, wat uit twee tipes plate bestaan: beweegbaar en vas. Die beweegbare plate beweeg relatief tot die vastes, waardeur die kapasitansie van die kapasitor verander. Veranderlike analoë word gebruik om die analoog aan te pastoestelle. Boonop kan die kapasiteit tydens werking verander word. Snykapasitors word in die meeste gevalle gebruik om fabriekstoerusting in te stel, byvoorbeeld om kapasitansie empiries te kies wanneer berekening onmoontlik is.
Kapasitor in stroombaan
Die betrokke toestel in die GS-stroombaan gelei stroom slegs op die oomblik dat dit aan die netwerk gekoppel is (in hierdie geval word die toestel gelaai of herlaai na die bronspanning). Sodra die kapasitor ten volle gelaai is, vloei geen stroom daardeur nie. Wanneer die toestel aan 'n wisselstroomkring gekoppel is, wissel die prosesse van ontlading en laai dit met mekaar af. Die periode van hul afwisseling is gelyk aan die periode van ossillasie van die toegepaste sinusvormige spanning.
kenmerke van kapasitors
Die kapasitor, afhangende van die toestand van die elektroliet en die materiaal waaruit dit bestaan, kan droog, vloeibaar, oksied-halfgeleier, oksied-metaal wees. Vloeistofkapasitors is goed afgekoel, hierdie toestelle kan onder aansienlike vragte werk en het so 'n belangrike eienskap soos diëlektriese selfgenesing tydens onklaarraking. Die oorweegse droëtipe elektriese toestelle het 'n redelik eenvoudige ontwerp, effens minder spanningsverlies en lekstroom. Op die oomblik is dit droë toestelle wat die gewildste is. Die grootste voordeel van elektrolitiese kapasitors is hul lae koste, kompakte grootte en hoë elektriese kapasiteit. Oksied-analoë is polêr (verkeerde verbinding lei tot onklaarraking).
Hoe om aan te sluit
Die koppeling van 'n kapasitor aan 'n GS-stroombaan is soos volg: die plus (anode) van die stroombron is gekoppel aan die elektrode, wat met 'n oksiedfilm bedek is. Versuim om aan hierdie vereiste te voldoen, kan lei tot diëlektriese onklaarraking. Dit is om hierdie rede dat vloeistofkapasitors gekoppel moet word aan 'n stroombaan met 'n wisselstroombron, wat twee identiese seksies in teenoorgestelde reeks verbind. Of pas 'n oksiedlaag op beide elektrodes toe. So word 'n nie-polêre elektriese toestel verkry wat in netwerke werk met beide gelykstroom en sinusvormige stroom. Maar in beide gevalle word die gevolglike kapasitansie die helfte soveel. Eenpolige elektriese kapasitors is groot, maar kan ingesluit word by AC-stroombane.
Hooftoepassing van kapasitors
Die woord "kapasitor" kan by werkers van verskeie industriële ondernemings en ontwerpinstellings gehoor word. Nadat ons die beginsel van werking, eienskappe en fisiese prosesse behandel het, sal ons uitvind hoekom kapasitors nodig is, byvoorbeeld in kragtoevoerstelsels? In hierdie stelsels word batterye wyd gebruik in konstruksie en rekonstruksie by industriële ondernemings om te vergoed vir die reaktiewe krag van die RFC (wat die netwerk van ongewenste oorstromings aflaai), wat elektrisiteitskoste verminder, op kabelprodukte bespaar en elektrisiteit van beter geh alte aan die verbruiker lewer. Die optimale keuse van krag, metode en plek van aansluiting van reaktiewe kragbronne (Q) in netwerke van elektriese kragstelsels (EPS) biedbeduidende impak op die ekonomiese en tegniese prestasie van die VPA. Daar is twee tipes KRM: dwars en longitudinaal. Met transversale kompensasie word kapasitorbanke parallel met die las aan die stroomstawe van die substasie gekoppel en word shunt (SHBK) genoem. Met longitudinale kompensasie is die batterye ingesluit in die snit van die kraglyn en word SPC (longitudinale kompensasietoestelle) genoem. Batterye bestaan uit individuele toestelle wat op verskeie maniere gekoppel kan word: kapasitors wat in serie of parallel gekoppel is. Soos die aantal toestelle wat in serie gekoppel is toeneem, neem die spanning toe. APC word ook gebruik om ladings volgens fases gelyk te maak, die produktiwiteit en doeltreffendheid van boog- en erttermiese oonde te verhoog (wanneer die APC deur spesiale transformators aangeskakel word).
Op die ekwivalente stroombane van kragtransmissielyne met spannings oor 110kV, word kapasitiewe geleiding na aarde as kapasitors aangedui. Die kragtoevoer van die lyn is te danke aan die kapasitansie tussen die geleiers van verskillende fases en die kapasitansie wat deur die fasedraad en die grond gevorm word. Daarom, om die bedryfsmodusse van die netwerk, die parameters van kragtransmissielyne te bereken en die plekke van skade aan die elektriese netwerk te bepaal, word die eienskappe van die kapasitor gebruik.
Meer toepassings
Hierdie term kan ook van spoorwegwerkers gehoor word. Hoekom het hulle kapasitors nodig? Op elektriese lokomotiewe en diesellokomotiewe word hierdie toestelle gebruik om die vonk van die kontakte van elektriese toestelle te verminder, die pulserende stroom wat deur gelykrigters gegenereer en gepuls word glad te maakbrekers, asook om 'n generasie van 'n simmetriese sinusvormige spanning te skep wat gebruik word om elektriese motors aan te dryf.
Hierdie woord word egter die meeste van die lippe van 'n radioamateur gehoor. Hoekom het hy kapasitors nodig? In radio-ingenieurswese word hulle gebruik om hoëfrekwensie elektromagnetiese ossillasies te skep, hulle is deel van gladmaakfilters, kragbronne, versterkers en gedrukte stroombaanborde.
In die handskoenkas van elke motoris kan jy 'n paar van hierdie elektriese toestelle vind. Hoekom is kapasitors in 'n motor nodig? Daar word hulle gebruik in die versterkingstoerusting van akoestiese stelsels vir hoë kwaliteit klankweergawe.
