Enerji, onu yok edemeyiz ama enerjiyi bir formdan diğerine değiştirebiliriz. Bazı durumlarda, onu başka bir forma dönüştürmek için bir enerji biçiminden yardım almamız gerekir. Dolayısıyla, enerji dönüştürme işlemi ' Transdüserler ”. Basınç dönüştürücüler gibi çeşitli dönüştürücü türleri vardır, piezoelektrik transdüserler, ultrasonik transdüserler, sıcaklık transdüserleri, kapasitif transdüserler, vb. Bu makalede, kapasitif transdüserin ne olduğunu, çalışma prensibini, devre şemasını, türlerini ve uygulamalarını, avantajlarını ve dezavantajlarını öğreneceğiz.

Kapasitif Dönüştürücü nedir?

Transdüserler, aktif transdüserler ve pasif transdüserler gibi iki kategoriye ayrılır. Aktif dönüştürücüler, çalışmaları için herhangi bir güç gerektirmeyen bir tür dönüştürücüdür. Oysa pasif dönüştürücü, enerji dönüştürme işleminde çalışması için harici güce ihtiyaç duyar. Bu dönüştürücüler, pasif dönüştürücülerin altına girdi.

Kapasitif dönüştürücünün tanımı, yer değiştirmeyi (kapladığı mesafeyi), basıncı ve diğer birkaç fiziksel niceliği ölçmektir, bu dönüştürücüler tercih edilir. Bu dönüştürücülerde, plakalar arasındaki mesafe, plakaların üst üste binmesi, dielektrik ortam değişikliği vb. Nedeniyle plakalar arasındaki kapasite değişir.

Kapasitif Dönüştürücü Çalışma Prensibi

Yukarıdaki şema kapasitif dönüştürücüyü göstermektedir. kapasitif bir dönüştürücünün çalışma prensibi değişken kapasitandır. Yapısına göre bunlar, aralarındaki mesafeyi koruyan iki paralel metal pate sahiptir. Aralarında dielektrik ortam (hava gibi) doldurulabilir. Dolayısıyla bu iki metal plaka arasındaki mesafe ve plakaların konumları kapasitansı değiştirebilir. Dolayısıyla, değişken kapasitans bu dönüştürücülerin prensibidir. Normal kapasitörler ve kapasitif dönüştürücüler arasındaki temel fark, kapasitör plakalar normal olarak sabittir kapasitörler burada bu dönüştürücüler, kapasitör plakaları hareketli durumdur.

kapasitif dönüştürücü

Değişken kapasitörün kapasitansı bu formülle ölçülebilir.

Kapasitif dönüştürücü formülü

Bu formülde:

C, değişken kapasitansın kapasitansını gösterir
εo, boş alanın geçirgenliğini gösterir
εr bağıl geçirgenliği gösterir
A, plakaların alanını gösterir
D plakalar arasındaki mesafeyi gösterir

“bilgisayar mimarisinde boru hattı işleme ”

Dolayısıyla, formüle göre, değişken kapasitans değeri dört önemli parametreye bağlıdır. Değişken kapasitörün plakaları arasındaki mesafedir, plakaların alanını işgal eder, boş alanın geçirgenliği, bağıl geçirgenlik ve dielektrik malzeme. Bu parametreler değişken kapasitörün kapasitans değerini değiştirebilir.

Dielektrik sabitindeki değişiklik, bu dönüştürücünün kapasitansını değiştirebilir.
Bu dönüştürücülerin plakalarının alanı, kapasitans değerini değiştirebilir.
Plakalar arasındaki mesafe, dönüştürücülerin kapasitans değerini değiştirebilir. Bu yöntem çoğunlukla kullanılır. Bu yöntemde, dielektrik ortam ve plakaların alanı sabit tutulur. Plakalar hareket ettiğinde, mesafe değişir ve bu, kapasitif dönüştürücünün kapasitansının değişmesine neden olur.

Yukarıdaki üç yöntem, bu dönüştürücünün kapasitans değerini değiştirmek için kullanılır.

Kapasitif Devre Şeması

Yukarıdaki devre şeması, kapasitif bir dönüştürücünün eşdeğer devre şemasını gösterir. Değişken kapasitör ile normal kapasitör arasındaki fark, değişken kapasitörün kapasitansının değişmesi, normal bir kapasitörde kapasitans değerinin sabit olması ve değiştirilememesidir.

kapasitif dönüştürücü devre şeması

Kapasitif Dönüştürücü Türleri

Kapasitif dönüştürücünün yapısına göre, aşağıda tartışılan dört tiptir. Onlar

Dikdörtgen plakalı paralel plaka kapasitesi.
Silindirik kapasitör dönüştürücü.
Yarı dairesel paralel plakalar.
Paralel plakalar arasında dielektrikteki değişim.

Dikdörtgen Plakalarla Paralel Plaka Kapasitansı

Buna düz tip kapasitif dönüştürücü de denir. Bu tip dönüştürücüde bir plaka sabitlenir ve diğer plaka hareket ettirilebilir. Bu varyasyonla, mesafe d veya alan A değiştirilebilir. Bu, bu dönüştürücünün kapasitans değeri ile sonuçlanır.

düz tip kapasitif dönüştürücü

Alan A değişirse ve kapasitans değeri C, plakalar x mesafesine sahip olduğunda olur, o zaman

C = ε (A-wx) / d

Silindirik Kapasitif Dönüştürücü

silindirik kapasitif dönüştürücü

“yüksek geçiren filtre kazanç formülü ”

Silindirin uzunluğunun L olacağı düşünülürse, kapasitans

silindirik kapasitif denklem

Yarı Dairesel Kapasitif Dönüştürücü

Bu tip, iki kapasitif plaka üst üste geldiğinde en yüksek kapasitans değerini sağlayacaktır. Devre maksimum kapasitans gerektirdiğinde bunlar tercih edilir.

dairesel-paralel-plaka-diyagramı

Bu tip kapasitif dönüştürücü, alan Bir = πr ^ 2/2 ve kapasite C = ε πr ^ 2 / 2d

Paralel Plakalar Arasında Dielektrik Ortamdaki Değişim

Dielektrik ortam, bu dönüştürücünün iki paralel plakası arasında değiştiğinde, bu aynı zamanda dönüştürücünün kapasitansını da değiştirir.

Bu nedenle kapasitans C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d

Burada - L1 ve L2 1. ve 2. plakaların uzunluğunu gösterir.

W, plakanın genişliğini gösterir

“inverter akü şarj devre şeması ”

D plakalar arasındaki mesafeyi gösterir

Avantajları

kapasitif dönüştürücü avantajları aşağıda tartışılmaktadır. Onlar

Bu dönüştürücüler yüksek giriş empedansı sunar. Bu nedenle yükleme efektleri değeri çok düşük olacaktır.
Bu dönüştürücülerin frekans tepkisi son derece yüksektir.
Bu dönüştürücüler oldukça hassastır.
Bunlar çalışmak için düşük güç tüketiyor. Dolayısıyla, bu dönüştürücülere düşük güç tüketen cihazlar denir.
Bu dönüştürücüleri kullanarak yüksek çözünürlük mümkün olabilir.

Dezavantajları

Birkaç tane var kapasitif bir dönüştürücünün dezavantajları aşağıda listelenmiştir. Onlar

Yüksek çıkış empedansına sahiptir. Bu yüksek çıkış empedans değeri nedeniyle, çıkışı ölçmek için karmaşık bir devreye ihtiyaç vardır. Ve bu yüksek çıkış büyük değerini korumak için çıkış devresinin güçlü olması gerekir.
Bu dönüştürücüler, kenar etkilerinden dolayı doğrusal olmayan davranışlar sergiler.
Bunlar sıcaklığa bağlıdır. Harici sıcaklık değeri bu dönüştürücü kapasitans değerini etkileyebilir.

Uygulamalar

Kapasitif dönüştürücünün Uygulamaları

Bu dönüştürücü, sıcaklık, yer değiştirme ve basınç vb. Gibi miktarların belirlenmesinde geniş bir uygulama alanına sahiptir. Kapasitif dönüştürücü uygulamaları aşağıda listelenmiştir.
Bu dönüştürücüler, hassasiyet faktörü ile doğrusal ve açısal yer değiştirme alanında uygulamalara sahiptir.
Bu dönüştürücünün en iyi uygulamalarından biri nem seviyesini bulmaktır. Nem değeri değiştikçe, bu dönüştürücünün kapasitans değeri de değişir. Bu değer ile nemdeki değişimi ölçebiliriz.
Değişken kapasitans basınç dönüştürücü, değişken kapasitans kullanılarak basınç değişimlerini bulmak için uygulanabilir.

Böylece kapasitif dönüştürücüler Kapasitans değerindeki değişikliği alarak bir enerji biçimini başka bir enerji biçimine dönüştürmek için kullanışlıdır. Bunlar pasif dönüştürücülerdir çünkü bu, onları çalıştırmak için harici güç gerektirir. Ve bu dönüştürücülerin yardımıyla basıncı, sıcaklığı ve yer değiştirmeyi vb. Ölçebiliriz.