Un condensador elèctric és un dispositiu que pot emmagatzemar càrrega i energia d'un camp elèctric. Bàsicament, està format per un parell de conductors (plaques) separats per una capa dielèctrica. El gruix del dielèctric és sempre molt més petit que la mida de les plaques. En circuits elèctrics equivalents, el condensador s'indica amb 2 segments verticals paral·lels (II).
Quantitats bàsiques i unitats de mesura
Hi ha diverses magnituds bàsiques que defineixen un condensador. Un d'ells és la seva capacitat (lletra llatina C), i el segon és la tensió de funcionament (U llatina). La capacitat elèctrica (o simplement la capacitat) al sistema SI es mesura en farads (F). A més, com a unitat de capacitat, 1 farad, això és molt, gairebé mai no s'utilitza a la pràctica. Per exemple, la càrrega elèctrica del planeta Terra és de només 710 microfarads. Per tant, la capacitat elèctrica dels condensadors en la majoria dels casos es mesura en quantitats derivades del farad: en picofarads (pF) amb un valor de capacitat molt petit (1 pF=1/106µF), en microfarads (µF) al seu valor prou gran (1 uF=1/106 F). Per calcular la capacitat elèctrica és necessaridividiu la quantitat de càrrega acumulada entre les plaques pel mòdul de la diferència de potencial entre elles (tensió a través del condensador). La càrrega del condensador en aquest cas és la càrrega acumulada en una de les plaques del dispositiu en qüestió. En 2 conductors del dispositiu, són idèntics en mòdul, però difereixen en signe, de manera que la seva suma sempre és igual a zero. La càrrega d'un condensador es mesura en coulombs (C) i s'indica amb la lletra Q.
Tensió a l'aparell elèctric
Un dels paràmetres més importants del dispositiu que estem considerant és la tensió de ruptura: la diferència de potencial entre els dos conductors del condensador, que provoca una ruptura elèctrica de la capa dielèctrica. La tensió màxima a la qual no hi ha avaria del dispositiu ve determinada per la forma dels conductors, les propietats del dielèctric i el seu gruix. Les condicions de funcionament en què la tensió a les plaques de l'aparell elèctric és propera a la tensió de ruptura són inacceptables. La tensió de funcionament normal del condensador és diverses vegades menor que la tensió de ruptura (de dues a tres vegades). Per tant, a l'hora de triar, presteu atenció a la tensió nominal i la capacitat. En la majoria dels casos, el valor d'aquestes quantitats s'indica al propi dispositiu o al passaport. La inclusió d'un condensador a la xarxa per a una tensió superior a la tensió nominal amenaça de trencar-se, i una desviació del valor de la capacitat del valor nominal pot provocar l'alliberament d'harmònics més alts a la xarxa i el sobreescalfament del dispositiu.
Aspecte dels condensadors
El disseny dels condensadors pot serel més variat. Depèn del valor de la capacitat elèctrica del dispositiu i la seva finalitat. Els paràmetres del dispositiu considerat no s'han de veure afectats per factors externs, per tant, les plaques tenen una forma de tal manera que el camp elèctric creat per les càrregues elèctriques es concentra en un petit espai entre els conductors del condensador. Per tant, poden consistir en dues esferes concèntriques, dues plaques planes o dos cilindres coaxials. Per tant, els condensadors poden ser cilíndrics, esfèrics i plans segons la forma dels conductors.
Condensadors permanents
Segons la naturalesa del canvi en la capacitat elèctrica, els condensadors es divideixen en dispositius amb una capacitat constant i variable o trimmers. Fem una ullada més de prop a cadascun d'aquests tipus. Els dispositius la capacitat dels quals no canvia durant el funcionament, és a dir, és constant (el valor de la capacitat encara pot fluctuar dins dels límits acceptables en funció de la temperatura) són condensadors fixos. També hi ha aparells elèctrics que canvien la seva capacitat elèctrica durant el funcionament, s'anomenen variables.
De què depèn C en un condensador
La capacitat elèctrica depèn de la superfície dels seus conductors i de la distància entre ells. Hi ha diverses maneres de canviar aquests paràmetres. Considereu un condensador, que consta de dos tipus de plaques: mòbil i fixe. Les plaques mòbils es mouen respecte a les fixes, com a resultat de la qual cosa canvia la capacitat del condensador. Els anàlegs variables s'utilitzen per ajustar l'analògicdispositius. A més, la capacitat es pot canviar durant el funcionament. Els condensadors de tall s'utilitzen en la majoria dels casos per ajustar equips de fàbrica, per exemple, per seleccionar la capacitat empíricament quan el càlcul és impossible.
Condensador al circuit
El dispositiu en qüestió al circuit de corrent continu només condueix corrent en el moment que està connectat a la xarxa (en aquest cas, el dispositiu es carrega o es recarrega a la tensió de la font). Un cop el condensador està completament carregat, no hi passa corrent. Quan el dispositiu està connectat a un circuit de corrent altern, els processos de descàrrega i càrrega s' alternen entre si. El període de la seva alternança és igual al període d'oscil·lació de la tensió sinusoïdal aplicada.
Característiques dels condensadors
El condensador, depenent de l'estat de l'electròlit i del material que el compon, pot ser sec, líquid, òxid-semiconductor, òxid-metall. Els condensadors líquids estan ben refredats, aquests dispositius poden funcionar amb càrregues importants i tenen una propietat tan important com l'autocuració dielèctrica durant la ruptura. Els dispositius elèctrics considerats de tipus sec tenen un disseny bastant senzill, una lleugera menys pèrdua de tensió i corrent de fuga. De moment, els electrodomèstics secs són els més populars. El principal avantatge dels condensadors electrolítics és el seu baix cost, mida compacta i gran capacitat elèctrica. Els anàlegs d'òxid són polars (una connexió incorrecta provoca una avaria).
Com connectar-se
La connexió d'un condensador a un circuit de corrent continu és la següent: el més (ànode) de la font de corrent està connectat a l'elèctrode, que està cobert amb una pel·lícula d'òxid. L'incompliment d'aquest requisit pot provocar una ruptura dielèctrica. És per aquest motiu que els condensadors líquids s'han de connectar a un circuit amb una font de corrent altern, connectant dues seccions idèntiques en sèrie oposada. O apliqueu una capa d'òxid als dos elèctrodes. Així, s'obté un aparell elèctric no polar, que funciona en xarxes amb corrent tant continu com sinusoïdal. Però en ambdós casos, la capacitat resultant es converteix en la meitat. Els condensadors elèctrics unipolars són grans, però es poden incloure en circuits de CA.
Aplicació principal dels condensadors
La paraula "condensador" es pot escoltar dels treballadors de diverses empreses industrials i instituts de disseny. Després d'haver tractat el principi de funcionament, les característiques i els processos físics, descobrirem per què es necessiten condensadors, per exemple, en sistemes d'alimentació? En aquests sistemes, les bateries s'utilitzen àmpliament en la construcció i reconstrucció d'empreses industrials per compensar la potència reactiva de la RFC (descàrrega de la xarxa de desbordaments no desitjats), que redueix els costos d'electricitat, estalvia productes de cable i ofereix electricitat de millor qualitat al consumidor.. L'elecció òptima de potència, mètode i lloc de connexió de fonts d'energia reactiva (Q) en xarxes de sistemes d'energia elèctrica (EPS) proporcionaimpacte significatiu en el rendiment econòmic i tècnic de l'EPS. Hi ha dos tipus de KRM: transversal i longitudinal. Amb la compensació transversal, els bancs de condensadors es connecten a les barres de la subestació en paral·lel amb la càrrega i s'anomenen derivació (SHBK). Amb compensació longitudinal, les bateries s'inclouen en el tall de la línia elèctrica i s'anomenen SPC (dispositius de compensació longitudinal). Les bateries consisteixen en dispositius individuals que es poden connectar de diverses maneres: condensadors connectats en sèrie o en paral·lel. A mesura que augmenta el nombre de dispositius connectats en sèrie, augmenta la tensió. L'APC també s'utilitza per igualar les càrregues per fases, augmentar la productivitat i l'eficiència dels forns tèrmics d'arc i mineral (quan l'APC s'encén mitjançant transformadors especials).
Als circuits equivalents de línies de transmissió d'energia amb tensions superiors a 110 kV, la conducció capacitiva a terra es denota com a condensadors. L'alimentació de la línia es deu a la capacitat entre els conductors de diferents fases i a la capacitat formada pel cable de fase i la terra. Per tant, per calcular els modes de funcionament de la xarxa, els paràmetres de les línies de transmissió d'energia i determinar els llocs de danys a la xarxa elèctrica, s'utilitzen les propietats del condensador.
Més aplicacions
A més, aquest terme es pot escoltar dels treballadors del ferrocarril. Per què necessiten condensadors? A les locomotores elèctriques i les locomotores dièsel, aquests dispositius s'utilitzen per reduir l'espurna dels contactes dels aparells elèctrics, suavitzar el corrent pulsatori generat pels rectificadors i polsos.interruptors, així com per crear una generació d'una tensió sinusoïdal simètrica utilitzada per alimentar motors elèctrics.
No obstant això, aquesta paraula s'escolta més sovint dels llavis d'un radioaficionat. Per què necessita condensadors? En enginyeria de ràdio, s'utilitzen per crear oscil·lacions electromagnètiques d' alta freqüència, formen part de filtres suavitzants, fonts d'alimentació, amplificadors i plaques de circuits impresos.
A la guantera de cada motorista pots trobar un parell d'aquests electrodomèstics. Per què es necessiten condensadors en un cotxe? Allà s'utilitzen en equips d'amplificació de sistemes acústics per a una reproducció de so d' alta qualitat.
