Hvad er luftkondensator: kredsløb, funktion og dens applikationer

EN variabel kondensator er en type kondensator, der har en variabel kapacitansværdi. Dette kondensator omfatter to plader, hvor området mellem disse plader simpelthen justeres for at ændre kondensatorens kapacitans. Disse kondensatorer fås i to typer luftkondensatorer og trimmerkondensatorer. Generelt bruges disse kondensatorer især i LC kredsløb til frekvensindstilling i radioer. Så denne artikel diskuterer en oversigt over en af ​​typerne af variable kondensatorer som en luftkondensator – arbejde og dets applikationer.

Hvad er luftkondensator?

An Luftkondensator definition er en kondensator, der bruger luft som det dielektriske medium. Denne kondensator kan designes i en fast eller variabel kapacitansform. Fast kapacitans type bruges ikke ofte, fordi der er forskellige typer af kondensatorer fås med overlegne egenskaber, hvorimod variabel kapacitanstype bruges hyppigere på grund af deres enkle konstruktion.

Luftkondensatorer er generelt lavet med to sæt halvcirkelformede metalplader, som er adskilt gennem en luft dielektrisk materiale . I disse metalplader er det ene sæt permanent, og det andet sæt er forbundet til en aksel, som gør det muligt for operatøren at dreje samlingen for at ændre kapacitansen, når det kræves. Når overlapningen mellem to metalplader er større, er kapacitansen højere. Så den højeste kapacitanstilstand opnås, når overlapningen mellem de to sæt metalplader er maksimal, mens den laveste kapacitanstilstand opnås, når der ikke er nogen overlapning. For bedre kapacitanskontrol, finere tuning og øget præcision anvendes reduktionsgearmekanismer.

Luftkondensatorer har en lille kapacitansværdi, der spænder fra 100 pF – 1 nF, mens driftsspændingen varierer fra 10 til 1000V. Nedbrydningsspændingen af ​​dielektrikum er mindre, så elektrisk nedbrud vil ændre sig i kondensatoren, så dette kan føre til, at luftkondensatoren fungerer defekt.

Luftkondensatorkonstruktion og dens funktion

En justerbar kondensator som en luftkondensator inkluderer en række halvcirkulære, roterende aluminiumsplader oven på en central aksel, der er anbragt mellem et sæt faste aluminiumsplader med lige stor afstand. Denne kondensator har et boret hul i midten for at passere en kontrolstang. For at styre denne stang, er alternative skiver forbundet til at føre den frit gennem de andre, hvilket betyder, at skivesættet er adskilt effektivt i to grupper, der tilsammen danner kondensatorens to pladeområder.

Når først kondensatorskiverne er i en halvcirkulær form, vil drejning af det bevægelige sæt få den mængde, hvori de to grupper overlapper hinanden, til at ændre sig til hele pladeområdet. Når kapacitansen af ​​denne kondensator afhænger af hele dens pladeareal, så kan ændringen inden for området forårsage en tilsvarende ændring inden for kapacitansen af ​​komponenten, så en operatør har lov til at ændre værdien af ​​komponenten efter ønske.

Når de bevægelige aluminiumsplader roteres, og mængden af ​​overlap mellem de statiske og bevægelige plader vil blive ændret. Luften mellem disse sæt plader fungerer som et effektivt dielektrikum, der isolerer sættene fra hinanden. Når kondensatorens kapacitans afhænger af pladens indbyrdes størrelse, så tillader denne justering blot, at luftkondensatorværdien kan justeres.

Luftkondensatorkredsløb

Det enkle luftkondensatorkredsløb er vist nedenfor. Denne kondensator bruger luft som et dielektrikum, og den er designet ved at bruge to metalliserede folie eller metalplader, der forbinder parallelt med en vis afstand til hinanden. Kondensatorer lagrer energien i en elektrisk ladningsform på pladerne.

Når en spænding påføres en luftkondensator for at måle ladningen på de to plader, så vil forholdet mellem 'Q'-ladningen og 'V'-spændingen give værdien af ​​kapacitansen for kondensatoren, så den er givet som C = Q/V. Denne ligning kan også skrives for at give formlen til måling af ladningsmængden på de to plader som Q = C x V.

Når en elektrisk strøm først er tilført kondensatoren, så oplades den, således vil det elektrostatiske felt blive meget stærkere, fordi det lagrer mere energi mellem de to plader.

På samme måde, når strømmen løber ud af luftkondensatoren, vil potentialforskellen mellem disse to plader falde, og det elektrostatiske felt reduceres, når den elektriske energi går væk fra pladerne. Så kapacitans er en af ​​egenskaberne ved en kondensator, som bruges til at lagre elektrisk ladning på sine to plader i en elektrostatisk feltform.

Permittivitet af luftkondensator

Permittivitet kan defineres som egenskaben af ​​hvert materiale ellers det medium, der bruges til at måle den modstand, der tilbydes mod en elektrisk feltdannelse. Det er angivet med det græske bogstav 'ϵ' (epsilon) og dets enhed er F/m eller farad per meter.

Hvis vi betragter en kondensator, der inkluderer to plader, der er adskilt af afstand 'd', bruges det dielektriske medium som luft blandt disse to plader. Mellem de to plader i en kondensator er der molekyler til stede, som danner elektriske dipolmomenter. Den elektriske dipol betyder, et par af modsatte og lige ladninger. For eksempel inkluderer et enkelt molekyle en positiv ladning i den ene ende og en negativ ladning i en anden ende, som er adskilt med en vis afstand som vist i den følgende figur.

I det følgende diagram er molekylerne generelt justeret tilfældigt inden for kondensatorpladerne. Når vi først anvender et elektrisk felt på disse plader eksternt, bringer molekylerne i kondensatoren sig selv på en bedre måde, som er kendt som polariserbarhed. Så deres dipolmoment genererer sit eget elektriske felt. Dette elektriske felt modsætter sig det eksternt påførte elektriske felt, så det bliver som den lignende pol af to magneter, der bliver ved med at modstå hinanden.

Når molekylerne selv står på linje, eller de polariserer mere, modarbejder de det eksterne elektriske felt, som vi kaldte permittivitet. Her måler permittivitet den modstand, som materiale eller medium tilbyder til et ydre elektrisk felt.

Hvis mediets permittivitet er højere, polariserer mediets molekyler bedre og dermed giver de mere modstand mod det eksterne elektriske felt. Ligeledes, hvis mediets permittivitet er lav, polariserer molekyler svagt, så de tilbyder mindre modstand mod det eksterne elektriske felt.

Permittiviteten er ikke konstant, så den varierer med forskellige faktorer som temperatur, fugtighed, medium type, feltfrekvens, elektrisk feltstyrke osv.

Permittivitet spiller en væsentlig rolle ved bestemmelse af kondensatorens kapacitans. Så en parallelpladekondensators kapacitans beregnes af

C = ϵ x A/d

Hvor,

'A' er arealet af en enkelt plade.

'd' er afstanden mellem to kondensatorplader.

'ϵ' er permittiviteten af ​​mediet mellem de to plader af kondensatorer.

Hvis du observerer følgende kondensatorer, kan permittiviteten tydeligt påvirke kondensatorens kapacitans.
I de følgende to kondensatorer er det dielektrikum, der bruges i kondensatoren på venstre side, luft. Så den relative permittivitet af denne luftkondensator er lille > 1, dvs. 1,0006.

Tilsvarende i den anden kondensator er det anvendte dielektrikum glas. Så permittiviteten af ​​denne kondensator er cirka 4,9 til 7,5. Så sammenlignet med en luftkondensator har en kondensator med glasdielektrisk høj permittivitet.

Så materialet med mindre permittivitet vil give mindre kapacitans og materiale med højere permittivitet vil give høj kapacitans. Permittivitet spiller således en stor rolle ved at bestemme kapacitansværdien.

Egenskaber

Karakteristikaene for en luftkondensator omfatter følgende.

• Luftkondensatorer er ikke-polære, hvilket betyder, at disse kondensatorer sikkert kan bruges i AC-applikationer, indtil den højeste spænding ikke overskrides.
• Disse kondensatorer har en lille kapacitans, der ligger mellem 100pF og 1nF.
• Den maksimale driftsspænding afhænger hovedsageligt af kondensatorens fysiske dimensioner.
• En høj arbejdsspænding kræver, at pladsen mellem to plader er tilstrækkelig til at undgå elektrisk nedbrydning af luft.
• Luftens dielektriske styrke er mindre end mange andre materialer, hvilket gør disse kondensatorer uegnede til højspænding.

Fordele

Det fordelene ved luftkondensatorer omfatte følgende.

• Den har mindre lækstrøm, hvilket betyder, at driftstabene i denne kondensator er minimale, især hvis luftfugtigheden ikke er høj.
• Isolationsmodstanden er høj.
• God stabilitet.
• De har mindre gennemslagsspænding.
• Dissipationsfaktoren er lav.

Det ulemper ved luftkondensatorer omfatte følgende.

• Luftkondensatorer fås i store størrelser.
• Disse kondensatorer har mindre kapacitans.
• Disse er dyre.
• Den optager mere plads sammenlignet med andre kondensatorer.

Ansøgninger

Det anvendelser af luftkondensatorer omfatte følgende.

• Denne kondensator bruges normalt i resonante LC-kredsløb, som har behov for ændringer inden for kapacitansen. Disse
• kredsløb omfatter radiotunere, frekvensmixere og impedanstilpasningskomponenter til antennetunere.
• Disse bruges normalt, hvor justerbar kapacitans er nødvendig som resonanskredsløb.
• Denne kondensator bruges til at tune radiokredsløb og også i kredsløb, hvor færre tab er nødvendige.

Dette er således en oversigt over en luft kondensator – arbejder med ansøgninger. Disse kondensatorer er lavet af aluminium og de fungerer godt i meget stærke magnetfelter. Her er et spørgsmål til dig, hvad er dielektrisk i en kondensator?