Hava Kondansatörü Nedir : Devre, Çalışma ve Uygulamaları

A değişken kondansatör değişken kapasitans değerine sahip bir kapasitör türüdür. Bu kapasitör Bu plakalar arasındaki alanın kapasitörün kapasitansını değiştirmek için basitçe ayarlandığı iki plaka içerir. Bu kapasitörler iki tip hava kondansatörü ve düzeltici kapasitörde mevcuttur. Genel olarak, bu kapasitörler özellikle LC devreleri radyolarda frekans ayarlama için. Bu makale, örneğin bir değişken kapasitör türlerinden birine genel bir bakışı tartışıyor. hava kondansatörü – çalışma ve uygulamaları.

Hava Kondansatörü Nedir?

Bir Hava kapasitör tanımı dielektrik ortam olarak hava kullanan bir kapasitördür. Bu kapasitör sabit veya değişken kapasitans şeklinde tasarlanabilir. Sabit kapasitans tipi farklı olduğundan sık kullanılmaz. kapasitör türleri üstün özelliklere sahip olup, basit yapıları nedeniyle değişken kapasitans tipi daha sık kullanılır.

Hava kapasitörleri genellikle bir hava ile ayrılmış iki takım yarım daire biçimli metal plaka ile yapılır. dielektrik malzeme . Bu metal plakalarda, bir set kalıcıdır ve diğer set, operatörün gerektiğinde kapasitansı değiştirmek için tertibatı döndürmesine izin veren bir şafta bağlıdır. İki metal plaka arasındaki örtüşme daha büyük olduğunda, kapasitans daha yüksektir. Böylece, iki metal plaka grubu arasındaki örtüşme maksimum olduğunda en yüksek kapasitans koşuluna ulaşılırken, örtüşme olmadığında en düşük kapasitans koşuluna ulaşılır. Daha iyi kapasitans kontrolü, daha ince ayar ve artan hassasiyet için redüksiyon dişlisi mekanizmaları kullanılır.

Hava kapasitörleri, 100 pF – 1 nF arasında değişen küçük bir kapasitans değerine sahipken, çalışma voltajı 10 ila 1000V arasındadır. Dielektrik arıza voltajı daha azdır, bu nedenle kondansatör içinde elektrik arızası değişecektir, bu da hava kondansatörünün hatalı çalışmasına neden olabilir.

Hava Kondansatör Yapısı ve Çalışması

Bir hava kondansatörü gibi ayarlanabilir bir kapasitör, eşit aralıklı bir dizi sabit alüminyum plaka arasına yerleştirilmiş merkezi bir şaftın üstünde bir dizi yarı dairesel, döner alüminyum plaka içerir. Bu kondansatörün merkezinde bir kontrol çubuğunu geçmek için delinmiş bir delik vardır. Bu çubuğu kontrol etmek için, alternatif diskler, diğerlerinin arasından serbestçe geçecek şekilde bağlanır; bu, disk setinin, kapasitörün iki plaka bölgesini ortaklaşa oluşturan iki gruba verimli bir şekilde ayrıldığı anlamına gelir.

Kondansatör diskleri yarım daire şekline geldikten sonra hareketli seti döndürmek, iki grubun üst üste geldiği miktarın tüm plaka alanına değişmesine neden olur. Bu kapasitörün kapasitansı tüm plaka alanına bağlı olduğunda, alan içindeki değişiklik bileşenin kapasitansında eşdeğer bir değişikliğe neden olabilir, bu nedenle bir operatörün bileşenin değerini istediği gibi değiştirmesine izin verilir.

Hareketli alüminyum plakalar döndürüldüğünde, statik ve hareketli plakalar arasındaki örtüşme miktarı değişecektir. Bu plaka setleri arasındaki hava, setleri birbirinden yalıtan etkili bir dielektrik gibi çalışır. Kondansatörün kapasitansı plakanın karşılıklı boyutuna bağlı olduğunda, bu ayar basitçe hava kondansatör değerinin ayarlanmasına izin verir.

Hava Kapasitör Devresi

Basit hava kondansatör devresi aşağıda gösterilmiştir. Bu kondansatör, dielektrik olarak havayı kullanır ve birbirine belirli bir mesafede paralel bağlanan iki metalize folyo veya metal plaka kullanılarak tasarlanmıştır. Kondansatörler, enerjiyi plakalar üzerinde elektrik yükü şeklinde depolar.

İki plaka üzerindeki yükü ölçmek için bir hava kondansatörüne bir voltaj uygulandığında, 'Q' yükünün 'V' voltajına oranı kapasitörün kapasitans değerini sağlayacaktır, bu nedenle C = gibi verilir. Q/V. Bu denklem, Q = C x V gibi iki plaka üzerindeki yük miktarını ölçmek için formül sağlamak için de yazılabilir.

Kondansatöre bir elektrik akımı sağlandığında, şarj olur, böylece iki plaka arasında daha fazla enerji depoladığı için elektrostatik alan çok daha güçlü hale gelir.

Benzer şekilde, hava kondansatöründen akım aktığında, bu iki plaka arasındaki potansiyel fark azalır ve elektrik enerjisi plakalardan uzaklaştığında elektrostatik alan azalır. Dolayısıyla kapasitans, elektrostatik alan biçiminde iki plakasında elektrik yükünü depolamak için kullanılan bir kapasitörün özelliklerinden biridir.

Hava Kapasitörünün Geçirgenliği

Geçirgenlik, her malzemenin özelliği olarak tanımlanabilir, aksi takdirde bir elektrik alanı oluşumuna karşı sunulan direnci ölçmek için kullanılan ortam. Yunanca 'ϵ' (epsilon) harfi ile gösterilir ve birimi F/m veya metre başına farad'dır.

'd' mesafesi ile ayrılmış iki plaka içeren bir kondansatör düşünürsek, bu iki plaka arasında dielektrik ortam benzeri hava kullanılır. Bir kapasitörün iki plakası arasında, elektrik dipol momentleri oluşturan moleküller bulunur. Elektrik dipol, bir çift zıt ve eşit yük anlamına gelir. Örneğin, tek bir molekül, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, bir ucunda pozitif bir yük ve diğer ucunda bir miktar mesafeyle ayrılmış bir negatif yük içerir.

Aşağıdaki şemada, moleküller genellikle kapasitör plakaları içinde rastgele sıralanmıştır. Bu plakalara dışarıdan bir elektrik alanı uyguladığımızda, kapasitör içindeki moleküller kendilerini polarize edilebilirlik olarak bilinen daha iyi bir şekilde hizaya getirir. Böylece dipol momentleri kendi elektrik alanını oluşturur. Bu elektrik alan, dışarıdan uygulanan elektrik alana karşı koyar ve böylece birbirine direnen iki mıknatısın benzer kutbu gibi olur.

Moleküller kendilerini hizaladıklarında veya daha fazla polarize olduklarında, geçirgenlik dediğimiz dış elektrik alanına karşı koyarlar. Burada geçirgenlik, malzeme veya ortamın bir dış elektrik alanına sunduğu direnci ölçer.

Ortamın geçirgenliği daha yüksekse, o ortamın molekülleri daha iyi polarize olur ve böylece dış elektrik alanına daha fazla direnç gösterirler. Benzer şekilde, ortamın geçirgenliği düşükse, moleküller zayıf bir şekilde polarize olur ve böylece dış elektrik alanına daha az direnç gösterirler.

Geçirgenlik sabit değildir, bu nedenle sıcaklık, nem, ortam türü, alan frekansı, elektrik alan gücü vb. gibi farklı faktörlere göre değişir.

Geçirgenlik, kapasitörün kapasitansının belirlenmesinde önemli bir rol oynar. Böylece, bir paralel plakalı kondansatörün kapasitansı şu şekilde hesaplanır:

C = ϵ x A/d

Neresi,

'A' tek bir plakanın alanıdır.

'd' iki kapasitör plakası arasındaki mesafedir.

'ϵ', iki kapasitör plakası arasındaki ortamın geçirgenliğidir.

Aşağıdaki kapasitörleri gözlemlerseniz, geçirgenlik kapasitörün kapasitansını açıkça etkileyebilir.
Aşağıdaki iki kapasitörde, sol taraftaki kapasitörde kullanılan dielektrik havadır. Dolayısıyla bu hava kondansatörünün bağıl geçirgenliği küçük > 1, yani 1.0006'dır.

Benzer şekilde, ikinci kapasitörde kullanılan dielektrik camdır. Dolayısıyla bu kapasitörün geçirgenliği yaklaşık 4,9 ila 7,5'tir. Bu nedenle, bir hava kondansatörü ile karşılaştırıldığında, cam dielektrikli bir kapasitör yüksek geçirgenliğe sahiptir.

Böylece, daha az geçirgenliğe sahip malzeme daha az kapasitans sağlayacak ve daha yüksek geçirgenliğe sahip malzeme yüksek kapasitans sağlayacaktır. Bu nedenle, geçirgenlik, kapasitans değerine karar vermede önemli bir rol oynar.

özellikleri

Bir hava kondansatörünün özellikleri aşağıdakileri içerir.

• Hava kapasitörleri polar değildir, yani bu kapasitörler en yüksek voltaj değeri aşılıncaya kadar AC uygulamalarında güvenle kullanılabilir.
• Bu kapasitörler, 100pF ve 1nF arasında değişen küçük bir kapasitansa sahiptir.
• Maksimum çalışma voltajı esas olarak kapasitörün fiziksel boyutlarına bağlıdır.
• Yüksek bir çalışma voltajı, havanın elektriksel bozulmasını önlemek için iki plaka arasındaki boşluğun yeterli olmasını gerektirir.
• Havanın dielektrik kuvveti, diğer birçok malzemeden daha azdır, bu da bu kapasitörleri yüksek voltajlar için uygunsuz hale getirir.

Avantajlar

bu hava kapasitörlerinin avantajları aşağıdakileri içerir.

• Daha az kaçak akıma sahiptir, bu da özellikle nem yüksek değilse, bu kapasitör içindeki çalışma kayıplarının minimum olduğu anlamına gelir.
• Yalıtım direnci yüksektir.
• İyi stabilite.
• Daha az arıza gerilimine sahiptirler.
• Dağılma faktörü düşüktür.

bu hava kapasitörlerinin dezavantajları aşağıdakileri içerir.

• Hava kapasitörleri büyük boyutlarda mevcuttur.
• Bu kapasitörler daha az kapasitansa sahiptir.
• Bunlar pahalı.
• Diğer kapasitörlere göre daha fazla yer kaplar.

Uygulamalar

bu hava kapasitörlerinin uygulamaları aşağıdakileri içerir.

• Bu kapasitör normalde kapasitans içinde değişiklik gerektiren rezonans, LC devrelerinde kullanılır. Bunlar
• devreler, radyo tunerleri, frekans karıştırıcıları ve anten tunerleri için empedans eşleştirme bileşenlerini içerir.
• Bunlar normal olarak rezonans devreleri gibi ayarlanabilir kapasitansın gerekli olduğu yerlerde kullanılır.
• Bu kapasitör, radyo devrelerini ayarlamak için ve ayrıca daha az kaybın gerekli olduğu devrelerde kullanılır.

Bu nedenle, bu bir havaya genel bakış kondansatör – çalışıyor uygulamalar ile. Bu kapasitörler alüminyumdan yapılmıştır ve çok güçlü manyetik alanlarda iyi çalışırlar. İşte size bir soru, kondansatörde dielektrik nedir?