מהו קבל ולמה הוא מיועד?

הגדרה

המילה condenser באה מהלטינית "condensatio", שמתורגמת כ"הצטברות ". בפיזיקה משמש מונח זה לתיאור נישה שלמה של מוצרי חשמל אשר מטרתם לעבוד כמכשיר לאחסון אנרגיה. כמות האנרגיה המאוחסנת תלויה בקיבולת ובכיכר המתח על צלחותיה, מחולקת ב 2. יתר על כן, הזרם זורם דרכה רק במהלך המטען. אבל קודם דברים ראשונים.

E = (CU²)/2

במילים פשוטות, קבל הוא מכשיר שיכול לאגור בו אנרגיה שדה חשמלי. בגרסה הפשוטה ביותר, זה מורכב משני מוליכים (צלחות), המופרדים באמצעות דיאלקטרי. באיור למטה אתה רואה תרשים מפושט של המכשיר החיצוני של קבל שטוח. הסמל בתרשים מייצג 2 תכונות בגובה 8 מ"מ, במרחק של 1.5 מ"מ זה מזה.

עקרון הפעולה

כעת, כאשר אנו יודעים כיצד מצוין אלמנט זה בתרשימים, עלינו לקחת בחשבון את עקרון פעולת הקבל. כאשר לוחות הקבלים מחוברים למקור חשמל, המטענים החשמליים מהקווים החיוביים והשליליים של ה- IP ממהרים לצלחות, ומצטברים עליהם.

הזרם החשמלי מופסק לאחר טעינת הקבל ליכולת הנומינלית, מכיוון שיש שכבה דיאלקטרית בין הלוחות, הוא אינו יכול לזרום ברציפות. כאשר מקור הכוח כבוי, המטענים יישארו על הקבל, מה שאומר שהמתח במסופיו יישאר.

המטענים שנצברו על כל אחת מהצלחות הם הפוכים. בהתאם לכך, הכיסוי שהיה מחובר למסוף החיובי של ספק הכוח נטען באופן חיובי, וזה שקשור למסוף השלילי הוא שלילי. עקרון הפעולה של מוצר זה מבוסס על משיכת מטענים הפוכים במעגל חשמלי.

במילים פשוטות, הקבל יחסוך את האנרגיה שהועברה ממקור הכוח - זו מטרתו. עם זאת, בפועל ישנם מגוון הפסדים והדלפות.

מעניין! בנק ליידן הוא אב-טיפוס של קבלים מודרניים שנולדו בשנת 1745. מכשיר זה הצליח לצבור אנרגיה ולחלץ ניצוצות כאשר צלחותיו נסגרו. מראה ועיצוב שתראו בהמשך.

ובתמונה למטה אתה רואה את הקבל של הקבל השטוח הפשוט ביותר - שתי צלחות המופרדות באמצעות דיאלקטרי:

מכיוון שהקיבול עומד ביחס ישר לשטח הלוחות ופרופורציה הפוכה למרחק ביניהם, על מנת להגדיל את הקיבולת, פיתחו המהנדסים מספר צורות קבלים אחרות.לדוגמא, צלחות עטופות בספירלה - כך שהאזור שלהן נעשה גדול פי כמה מאותן הממדים הכלליים, כמו גם פתרונות גליליים וכדוריים.

אחד מחוקי המיתוג קובע כי המתח על גבי לוחות הקבל אינו יכול להשתנות בפתאומיות, כפי שממחיש המיניאטורה הבאה.

צפיות

ניתן לסווג קבלים לפי קריטריונים שונים.

לפי קביעות יכולת:

• קבוע.
• משתנים ניתן לשנות את הקיבולת שלהם באופן ידני על ידי מפעיל (המשתמש) של המכשיר, או תחת השפעת מתח (כמו בגרסאות ודידות).

על ידי קוטביות של המתח המופעל:

• לא קוטבי - יכול לעבוד במעגלי זרם חילופיים.
• קוטב - כאשר מתח של קוטביות שגויה מחובר, הם נכשלים.

תלוי במקום בו משתמשים ברכיבים אלו, הבחנות בין אפשרויות שונות מחומר:

• נייר ונייר נפוצים לרבים המקובלים ב קבלים בימי הסובייטים בצורת לבנים מלבניות עם סימון כמו "MBGCH". המראה של קבלים מסוג זה אתה רואה למטה. הם לא קוטביים.
• קרמיקה - לעתים קרובות הם מסננים רעש בתדר גבוה, וההיתר היחסי מאפשר לך ליצור רכיבים רב שכביים עם קיבולת הדומה לאלקטרוליטים (יקרים), לא רגישים לקוטביות.
• סרטים - מופצים בצורה של רפידות חומות, לא יקרות, משמשים בכל מקום. מאופיין על ידי זרם דליפה נמוך, קיבולת קטנה, מתח פעולה גבוה וחוסר רגישות לקוטביות המתח המופעל.
• עם דיאלקטרי אוויר. הדוגמה הטובה ביותר לאלמנט כזה היא קבל הכוונון של מעגל התהודה ממקלט הרדיו, הקיבולת של אלמנטים כאלה היא קטנה, אך נוח לממש את שינויו.
• אלקטרוליטי - אלה אלמנטים בצורת חביות, הם מותקנים לרוב כמסנן של פעימות רשת באספקת החשמל. התכנון ועקרון הפעולה מאפשרים להשיג קיבולת גדולה בגודל קטן, אך עם הזמן הם יכולים להתייבש, לאבד את הקיבולת או להתנפח. כיצד נראים מוצרים אלה במצב טוב אתה רואה להלן. כדיאלקטרי משתמשים בשכבה דקה של תחמוצת מתכת. אם ספק הכוח משתמש בקבלים עם דיאלקטרי מ- AL₂O₃ - מה שנקרא "אלקטרוליטים מאלומיניום", ואז לעבודה במעגלים בתדרים גבוהים - השתמש בטנטלום (Ta₂0₅ - הם חלים גם על קבלים אלקטרוליטים, מכיוון שיש להם זרם דליפה פחות, עמידות רבה יותר להשפעות חיצוניות, בניגוד לאלומיניום הקודם.
• פולימר - מסוגל לעמוד בזרמים פועמיים גדולים, לעבוד בטמפרטורות נמוכות

מפרט מפתח

אם אתה מתקן או מפתח מכשיר אלקטרוני, תצטרך לבחור קבל מתאים להחלפת ההתקן שנכשל. ובשביל זה אתה צריך להכיר את המאפיינים הטכניים העיקריים של הקבל, שעליו תלוי פעולתו במעגל החשמלי.

קיבולת מדורגת. זה מאפיין את המטרה העיקרית של הרכיב - איזה סוג טעינה הוא יכול לאחסן. המאפיין העיקרי נמדד בפאראדים [f]. עם זאת, יחידת מידה כזו גדולה מדי, ולכן משתמשים במניות:

• Milifarads, mF - 0, 001 F (10^-3);
• Microfarads, Microfarads - 0, 000 001 F (10^-6);
• Nanofarads, nF - 0, 000 000 001 F (10^-9);
• Picofarads, pF - 0, 000, 000, 001 F (10^-12).

המתח המדורג הוא המתח אליו ניתן להבטיח קבלים לעבוד במצב רגיל. אם חורגים מערך זה, סביר מאוד כי פירוט של הדיאלקטרי הוא. זה יכול להיות מיחידות וולט (עבור אלקטרוליטים) ועד אלפי וולט (סרט וקרמיקה). בעת תיקון, ערך זה לא אמור להיות נמוך יותר מזה של ערך שנכשל, גבוה יותר - זה אפשרי!

סובלנות סטייה - עד כמה הקיבולת בפועל עשויה להיות שונה מהיכולת הנומינלית המוצהרת. זה יכול להגיע ל 20-30%, אך ישנם גם דגמים בעלי דיוק גבוה עם סובלנות של עד 1% - לשימוש במעגלים בהם נדרש דיוק מיוחד.

מקדם טמפרטורה של קיבול - פרמטר זה חשוב עבור אלקטרוליטים. בקבלים אלומיניום, כאשר הטמפרטורה יורדת, הקיבול יורד וההתנגדות החשמלית עולה (ב- ESR)

ESR - התנגדות לסדרה שווה ערך, חשובה גם עבור אלקטרוליטים. במילים פשוטות - ככל שהוא גדול יותר, זה גרוע יותר. בקונדורים נפוחים, ה- ESR עולה.

בטבלה שלהלן אתה רואה את ערכי ה- ESR המותרים לקיבולות ומתחים מדורגים שונים.

היכן ועל מה מיושמים

ובכל זאת, נענה על השאלה "לשם מיועד הקבל?" מבחינה מעשית. לשם כך יש לקחת בחשבון מספר תוכניות.

קבלים אלקטרוליטיים נמצאים בשימוש נרחב כמסנן שכבר הוזכר של אדוות רשת באספקת החשמל. התרשים שלהלן מראה היכן מותקן האלקטרוליט. ככל שהעומס גדול יותר, כך נדרשת קיבולת האלקטרוליט בכדי להחליק את האדווה.

המקום הבא בו משתמשים בקבלים הם מסנני מעבר גבוה ונמוך. התרשים שלהלן מראה תכלילים אופייניים. לפיכך, ברמקולים מגדלים תדרים בס, אמצע וגבוה לאורך הרמקולים ללא שימוש ברכיבים פעילים.

ספקי כוח נטל משמשים לרוב לטעינת סוללות קטנות ומכשירים בעלי הספק נמוך, כמו נורות לד זולות, מכשירי רדיו ואחרים. קבלים סרטים מותקנים בסדרה עם מכשיר האספקה, ומגביל את הזרם בגלל התגובה שלו - זהו עקרון הפעולה של מעגל פשוט כל כך.

צלפים הם מכשירים שנועדו להגן על מתגי מוליכים למחצה ומגעי ממסר מפני עומס מיתוג. ב PSUs מודרניים עם תדירות גבוהה מודרניים, משתמשים במצחץ מנגד וקבל, ובכך משפרים את הפרמטרים העיקריים במעגל ומפחיתים את העומס על המקשים, כמו גם את אובדן הכוח בחימום שלו. העיקרון של פעולת הסנובר הוא להאט את חזיתות הצמיחה והירידה של המתח על המפתח באמצעות זמן טעינה קבוע של הקיבול.

סיכום

בדקנו מהו קבל, איך הוא מתוכנן ואיזה פונקציה הוא מבצע. למחקר מעמיק יותר, עליכם להכיר מקרוב מהם סוגי הקבלים והתכונות המעשיות שלהם במעגלים ויישומים שונים. כך, למשל, במקרים בהם נדרש דיוק מיוחד בפעולה ובאמינות, משתמשים באלקטרוליטים דלי ESR או אלקטרוליטים טנטלום, בעוד שאין הבדל מיוחד במסנן במיישר מה לשים.

בסופו של דבר אנו ממליצים לצפות בסרטונים מועילים בנושא המאמר:

קרא גם:

• מהם מוליכים, מוליכים למחצה ודיאלקטריקה
• מהי קיבולת חשמלית
• שיטות לקביעת הקיבול של קבל