Električni kondenzator je uređaj koji može pohraniti naboj i energiju iz električnog polja. U osnovi, sastoji se od para provodnika (ploča) odvojenih dielektričnim slojem. Debljina dielektrika je uvijek mnogo manja od veličine ploča. Na električnim ekvivalentnim kolima, kondenzator je označen sa 2 vertikalna paralelna segmenta (II).
Osnovne količine i mjerne jedinice
Postoji nekoliko osnovnih veličina koje definiraju kondenzator. Jedan od njih je njegov kapacitet (latinično slovo C), a drugi je radni napon (latinica U). Električni kapacitet (ili jednostavno kapacitivnost) u SI sistemu se mjeri u faradima (F). Štoviše, kao jedinica kapacitivnosti, 1 farad - ovo je puno - gotovo se nikada ne koristi u praksi. Na primjer, električni naboj planete Zemlje je samo 710 mikrofarada. Stoga se električni kapacitet kondenzatora u većini slučajeva mjeri u faradnim veličinama: u pikofaradima (pF) s vrlo malom vrijednošću kapacitivnosti (1 pF=1/106µF), u mikrofaradima (µF) na dovoljno velikoj vrijednosti (1 uF=1/106 F). Da bi se izračunao električni kapacitet, potrebno jepodijelite količinu naboja akumuliranog između ploča s modulom razlike potencijala između njih (napon na kondenzatoru). Naboj kondenzatora u ovom slučaju je naboj koji se nakuplja na jednoj od ploča dotičnog uređaja. Na 2 provodnika uređaja oni su identični po modulu, ali se razlikuju po predznaku, pa je njihov zbir uvijek jednak nuli. Naelektrisanje kondenzatora se meri u kulonima (C) i označava se slovom Q.
Napon na električnom uređaju
Jedan od najvažnijih parametara uređaja koji razmatramo je probojni napon - razlika potencijala između dva provodnika kondenzatora, što dovodi do električnog sloma dielektričnog sloja. Maksimalni napon pri kojem nema sloma uređaja određen je oblikom vodiča, svojstvima dielektrika i njegovom debljinom. Radni uvjeti pod kojima je napon na pločama električnog uređaja blizu napona proboja su neprihvatljivi. Normalni radni napon na kondenzatoru je nekoliko puta manji od probojnog napona (dva do tri puta). Stoga pri odabiru obratite pažnju na nazivni napon i kapacitet. U većini slučajeva vrijednost ovih količina je naznačena na samom uređaju ili u pasošu. Uključivanje kondenzatora u mrežu za napon veći od nominalnog prijeti kvarom, a odstupanje vrijednosti kapacitivnosti od nominalne vrijednosti može dovesti do oslobađanja viših harmonika u mrežu i pregrijavanja uređaja.
Izgled kondenzatora
Dizajn kondenzatora može bitinajraznovrsniji. Zavisi od vrijednosti električnog kapaciteta uređaja i njegove namjene. Na parametre uređaja koji se razmatra ne bi trebali utjecati vanjski faktori, stoga su ploče oblikovane na takav način da je električno polje stvoreno električnim nabojem koncentrirano u malom razmaku između vodiča kondenzatora. Stoga se mogu sastojati od dvije koncentrične sfere, dvije ravne ploče ili dva koaksijalna cilindra. Dakle, kondenzatori mogu biti cilindrični, sferni i ravni u zavisnosti od oblika provodnika.
Permanentni kondenzatori
Prema prirodi promjene električne kapacitivnosti, kondenzatori se dijele na uređaje sa konstantnim, promjenjivim kapacitetom ili trimere. Pogledajmo pobliže svaku od ovih vrsta. Uređaji čiji se kapacitet ne mijenja tokom rada, odnosno konstantan (vrijednost kapacitivnosti i dalje može fluktuirati u prihvatljivim granicama u zavisnosti od temperature) su fiksni kondenzatori. Postoje i električni aparati koji tokom rada menjaju svoj električni kapacitet, nazivaju se promenljivim.
Od čega zavisi C u kondenzatoru
Električni kapacitet zavisi od površine njegovih provodnika i udaljenosti između njih. Postoji nekoliko načina za promjenu ovih postavki. Razmotrimo kondenzator koji se sastoji od dvije vrste ploča: pokretnih i fiksnih. Pomične ploče se pomiču u odnosu na fiksne, zbog čega se mijenja kapacitet kondenzatora. Promjenjivi analozi se koriste za podešavanje analognoguređaja. Štaviše, kapacitet se može menjati tokom rada. Trimer kondenzatori se u većini slučajeva koriste za podešavanje tvorničke opreme, na primjer, za empirijski odabir kapaciteta kada je proračun nemoguć.
Kondenzator u kolu
Predmetni uređaj u DC kolu provodi struju samo u trenutku kada je priključen na mrežu (u ovom slučaju uređaj se puni ili dopunjava na izvorni napon). Kada je kondenzator potpuno napunjen, struja ne teče kroz njega. Kada je uređaj priključen na krug naizmjenične struje, procesi pražnjenja i punjenja se izmjenjuju. Period njihove izmjene jednak je periodu oscilovanja primijenjenog sinusoidnog napona.
Karakteristike kondenzatora
Kondenzator, zavisno od stanja elektrolita i materijala od kojeg se sastoji, može biti suv, tečan, oksid-poluprovodnik, oksid-metal. Tekući kondenzatori su dobro hlađeni, ovi uređaji mogu raditi pod značajnim opterećenjima i imaju tako važno svojstvo kao što je dielektrično samoizlječenje tijekom kvara. Razmatrani električni uređaji suhog tipa imaju prilično jednostavan dizajn, nešto manji gubitak napona i struju curenja. Trenutno su najpopularniji suhi aparati. Glavna prednost elektrolitskih kondenzatora je njihova niska cijena, kompaktna veličina i visok električni kapacitet. Oksidni analozi su polarni (nepravilno povezivanje dovodi do kvara).
Kako se povezati
Spajanje kondenzatora na jednosmjerni krug je kako slijedi: plus (anoda) izvora struje spojena je na elektrodu koja je prekrivena oksidnim filmom. Nepoštivanje ovog zahtjeva može dovesti do kvara dielektrika. Zbog toga se tekući kondenzatori moraju spojiti na kolo s izvorom izmjenične struje, povezujući dva identična dijela u suprotnim serijama. Ili nanesite oksidni sloj na obje elektrode. Tako se dobija nepolarni električni aparat koji radi u mrežama sa istosmernom i sinusoidnom strujom. Ali u oba slučaja, rezultirajući kapacitet postaje upola manji. Unipolarni električni kondenzatori su veliki, ali se mogu uključiti u AC kola.
Glavna primjena kondenzatora
Riječ "kondenzator" može se čuti od radnika raznih industrijskih preduzeća i projektnih instituta. Nakon što smo se pozabavili principom rada, karakteristikama i fizičkim procesima, otkrit ćemo zašto su kondenzatori potrebni, na primjer, u sistemima napajanja? U ovim sistemima, baterije se široko koriste u građevinarstvu i rekonstrukciji u industrijskim preduzećima za kompenzaciju reaktivne snage RFC-a (rasterećenje mreže od neželjenih prelivanja), što smanjuje troškove električne energije, štedi na kablovskim proizvodima i isporučuje kvalitetniju električnu energiju potrošaču.. Optimalan izbor snage, načina i mjesta priključenja izvora reaktivne energije (Q) u mreže elektroenergetskih sistema (EPS) obezbjeđujeznačajan uticaj na ekonomske i tehničke performanse EPS-a. Postoje dvije vrste KRM-a: poprečni i uzdužni. Kod poprečne kompenzacije, kondenzatorske baterije su povezane na sabirnice trafostanice paralelno sa opterećenjem i nazivaju se shunt (SHBK). Uz uzdužnu kompenzaciju, baterije su uključene u presjek dalekovoda i nazivaju se SPC (uređaji za uzdužnu kompenzaciju). Baterije se sastoje od pojedinačnih uređaja koji se mogu povezati na različite načine: kondenzatori povezani serijski ili paralelno. Kako se broj uređaja povezanih u seriju povećava, napon raste. APC se takođe koristi za izjednačavanje opterećenja po fazama, povećanje produktivnosti i efikasnosti lučnih i rudno-termalnih peći (kada se APC uključuje preko posebnih transformatora).
Na ekvivalentnim strujnim krugovima dalekovoda sa naponima preko 110kV, kapacitivni provod prema zemlji se označava kao kondenzatori. Napajanje linije je zbog kapacitivnosti između vodiča različitih faza i kapacitivnosti koju formiraju fazna žica i uzemljenje. Stoga se za izračunavanje režima rada mreže, parametara dalekovoda i određivanje mjesta oštećenja električne mreže koriste svojstva kondenzatora.
Više aplikacija
Također, ovaj termin se može čuti od željezničara. Zašto su im potrebni kondenzatori? Na električnim lokomotivama i dizel lokomotivama, ovi uređaji se koriste za smanjenje iskrenja na kontaktima električnih uređaja, izglađivanje pulsirajuće struje koju stvaraju ispravljači i pulsirajućeprekidači, kao i za stvaranje generacije simetričnog sinusoidnog napona koji se koristi za napajanje električnih motora.
Međutim, ova se riječ najčešće čuje sa usana radio-amatera. Zašto su mu potrebni kondenzatori? U radiotehnici se koriste za stvaranje visokofrekventnih elektromagnetnih oscilacija, dio su filtera za uglađivanje, napajanja, pojačala i štampanih ploča.
U pretincu za rukavice svakog vozača možete pronaći par ovih električnih uređaja. Zašto su kondenzatori potrebni u automobilu? Tamo se koriste u opremi za pojačavanje akustičkih sistema za kvalitetnu reprodukciju zvuka.
