Переменный конденсатор с воздушным диэлектриком: Конденсатор в Цепи Переменного Тока: Емкость, Сопротивление — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Содержание

Wikizero — Переменный конденсатор

Двухсекционный прямочастотный конденсатор с воздушным диэлектриком, широко применяющийся в радиоприёмниках. Одна из секций включается в контур входного фильтра, вторая — в контур гетеродина. Крайние пластины каждой секции имеют надрезы; отгибая края этих пластин, можно добиться точного согласования ёмкости обеих секций в любом положении

Переме́нный конденса́тор (конденсатор переменной ёмкости, КПЕ) — конденсатор, электрическая ёмкость которого может изменяться механическим способом, либо электрически, под действием изменения приложенного к обкладкам напряжения.

Переменные конденсаторы применяются в колебательных контурах и других частотозависимых цепях для изменения их резонансной частоты — например, во входных и цепях гетеродина радиоприёмников, в цепях коррекции амплитудно частотных характеристик усилителей, генераторах, антенных устройствах.

Ёмкость переменных конденсаторов с механическим изменением ёмкости обычно перестраивается в пределах от единиц до нескольких десятков или сотен пикофарад.

Исторические цилиндрические (подстроечные) Обозначение подстроечного переменного конденсатора на принципиальных электрических схемах Обозначение переменного конденсатора на принципиальных электрических схемах Подстроечные конденсаторы с керамическим диэлектриком Подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком и цилиндрическими пластинами: ротор движется по резьбе, «ввинчиваясь» в статор

Переменный конденсатор с воздушным диэлектриком изобрёл венгерский инженер Дежо Корда (Dezső Korda). В 1893 г. он получил немецкий патент на своё изобретение^[1].

По назначению переменные конденсаторы подразделяются на предназначенные для частой перестройки в процессе эксплуатации (например, для настройки приёмника или передатчика), и подстроечные (триммеры, в советской литературе до 1950-х гг. назывались также полупеременными), которые регулируются относительно редко, только при наладке аппаратуры. Подстроечные конденсаторы проще по устройству (в них нет необходимости применять качественные подшипники и т. п.) и обычно имеют более узкий диапазон изменения ёмкости. Иногда они снабжены устройством, позволяющим зафиксировать ротор после настройки (например, цанговым зажимом).

За счет выбора формы пластин КПЕ можно получить различные виды зависимости емкости от угла поворота ротора. Наиболее распространены прямочастотные (прямоволновые) и прямоемкостные КПЕ. У прямоемкостных частота настройки контура, в котором используется такой конденсатор, меняется пропорционально углу поворота ротора; у прямочастотных зависимость выбрана такой, что пропорционально углу поворота ротора изменяется резонансная частота колебательного контура, в который включен КПЕ.

Очень распространены блоки КПЕ, состоящие из двух, трёх и более секций с одинаковым или разным диапазоном ёмкостей, установленных на одном валу — секционные конденсаторы переменной ёмкости. Они применяются для согласованной перестройки нескольких колебательных контуров одним органом управления, например, контуров входного фильтра, фильтра усилителя высокой частоты и гетеродина в радиоприёмнике. Нередко в такой блок конструктивно встраиваются и несколько подстроечных конденсаторов для точной подгонки ёмкостей отдельных секций.

Вакуумный КПЕ для работы при напряжениях в десятки киловольт.

Конденсаторы с механическим изменением ёмкости:
- с воздушным диэлектриком;
- с твёрдым диэлектриком;
- вакуумные;
Конденсаторы с электрическим изменением ёмкости:

Переменный конденсатор — Википедия. Что такое Переменный конденсатор

Материал из Википедии — свободной энциклопедии Двухсекционный прямочастотный конденсатор с воздушным диэлектриком, широко применяющийся в радиоприёмниках. Одна из секций включается в контур входного фильтра, вторая — в контур гетеродина. Крайние пластины каждой секции имеют надрезы; отгибая края этих пластин, можно добиться точного согласования ёмкости обеих секций в любом положении. Подстроечные конденсаторы с керамическим диэлектриком Подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком и цилиндрическими пластинами: ротор движется по резьбе, «ввинчиваясь» в статор

Переменный конденсатор (конденсатор переменной ёмкости, КПЕ) — конденсатор, электрическая ёмкость которого может изменяться механическим способом, либо электрически, под действием изменения приложенного к обкладкам напряжения. Переменные конденсаторы применяются в колебательных контурах и других частотозависимых цепях для изменения их резонансной частоты — например, во входных и гетеродинных цепях радиоприёмников, в цепях коррекции АЧХ усилителей, генераторах, антенных устройствах. Ёмкость переменных конденсаторов обычно изменяется в пределах от единиц до нескольких десятков или сотен пикофарад.

За счет выбора формы пластин КПЕ можно получить различные виды зависимости емкости от угла поворота ротора. Наиболее распространены прямочастотные (прямоволновые) и прямоемкостные КПЕ. У прямоемкостных частота настройки контура, в котором стоит такой конденсатор, меняется пропорционально углу поворота ротора; у прямочастотных зависимость выбрана такой, что пропорционально углу поворота ротора изменяется резонансная частота колебательного контура, в который включен КПЕ.

Очень распространены блоки КПЕ, состоящие из двух, трёх и более секций с одинаковым или разным диапазоном ёмкостей, установленных на одном валу. Они применяются, когда нужно обеспечить согласованную перестройку нескольких контуров, например, входного фильтра, фильтра промежуточной частоты и гетеродина в радиоприёмнике. Нередко в такой блок встраиваются и несколько подстроечных конденсаторов для точной подгонки ёмкостей отдельных секций.

Механические КПЕ:
- с воздушным диэлектриком;
- с твёрдым диэлектриком;
- вакуумные;
Электрические КПЕ:

См. также

Литература

конденсатор электрический — статья из Большой советской энциклопедии.
Справочник по электрическим конденсаторам / М. Н. Дьяконов, В. И. Карабанов, В. И. Присняков и др.; Под общ. ред. И. И. Четверткова и В. Ф. Смирнова. — М.: Радио и связь, 1983
В. А. Ломанович. Справочник по радиодеталям (сопротивления и конденсаторы) — М.:Издательство ДОСААФ, 1966

Моя Тесла-лаборатория. Конденсатор переменной емкости. / Мастерские / Отечественные мастер-классы (наша мастерская) / Коллективные блоги / Steampunker.ru

Это изделие не является полностью самостоятельным. Это только часть более сложного прибора, модель, которая предназначена для проверки технологии. Но недавняя публикация hamster76 — замечательный радиоприемник показал мне, что этой разработкой стоит поделится. Поэтому пишу в «Помощь стим-мастеру»

В свой публикации hamster76 рассказал о своих проблемах с поврежденным конденсатором, но ведь переменный конденсатор — сам по себе Тесла-прибор! Теслапанк конденсатор вполне может украсить какой-либо прибор.

В 20-х годах из двух способов настройки приемника — изменение индуктивности и изменение емкости в колебательном контуре предпочтение отдавалось изменению индуктивности. Первая причина этого — теоретическая: такая схема, потенциально, позволяет получить большую добротность контура и, как следствие, лучшие качества радиоприема. Вторая — технологическая. Конденсатор переменной емкости — сложный механический прибор, требующий высокой точности изготовления. Уже в 30-е годы ситуация изменилась — с одной стороны технические возможности радиопромышленности выросли, с другой стороны распространение супергетеродинной схемы приема требовало синхронной перестройки двух контуров одновременно, а сдвоенный конденсатор переменной емкости оказалось изготовить проще, чем сдвоенный вариатор. С тех пор вплоть до самого конца XX века переменный конденсатор стал практически обязательным элементом любого радиоустройства.

Главные требования к конденсатору это: 1) Непрерывность электрического контакта. В моменты когда конденсатор «отрывается» от схемы или, наоборот, «закорачивается», радиослушатель слышит очень неприятные щелчки. 2) Плавность хода. При плохой механике очень трудно настроится на станцию, и «удерживать волну» в дальнейшем. 3) Большой диапазон перестраиваемой емкости — позволяет захватить больше станций. 4) Малая минимальная емкость.

Для того, чтобы избежать проблемы плохого контакта ротора использована схема бесконтактного взаимодействия со статором. Пластины ротора никуда не подключены, они взаимодействуют со статором только через емкость дополнительных обкладок, это позволяет избежать проблемы плохого контакта. При повороте ротора емкости между пластинами перераспределяются, и общая емкость конденсатора меняется.

Такая конструкция имеет недостатки: больший, чем в других схемах, размер обкладок, нелинейность изменения емкости при повороте ротора, малый «рабочий диапазон» поворота ротора. Угол между положениями максимальной и минимальной емкости получается всего 90 градусов.

Зато конструкция получается очень простой, без подвижных электрических контактов. Кроме того, симметрия конструкции значительно облегчает устройство поворотной оси.

Конденсатор состоит из деревянных основания — статора и вращающейся на оси ручки — ротора. Они вырезаны из доски с помощью коронок и обточены на оси дрели. Диаметр статора (это, впрочем, совсем не важно.) 120 мм, диаметр ротора (а вот он влияет на максимальную емкость!) — 80 мм. Между статором и ротором вставлена изолирующая прокладка из тонкого картона. И на статоре и на роторе закреплены (маленькими гвоздиками) одинаковые полукруглые пластины из жести, пластины статора соединены проволокой с клеммами. Ось изготовлена из винта, на который надета скользкая пластмассовая трубка. Снизу оси, в выемке статора, установлена коническая пружина, взятая от контейнера для батареек. Пружина обеспечивает равномерность сжатия деталей и равномерность вращения. Сверху конструкцию фиксирует декоративная гайка.

Получившийся конденсатор имеет емкость 6-30 пФ. Это не очень много. Диапазон перестройки для длинных и средних волн должен быть около 40, для ультракоротких — 10. Самый простой способ улучшить характеристики — увеличить размер. Увеличение размера обкладок увеличит максимальную емкость. Кроме того, выяснилось, что большая часть минимальной емкости — это емкость массивных клемм, расположенных слишком близко друг к другу. Подключения к обкладкам стоило делать на максимальном расстоянии друг от друга.

Конденсатор используется для точной настройки детекторного радиоприемника и вполне удобен в обращении.

PS: Еще одно фото. «Старший брат» конденсатора с диаметром 120 мм и его катушка индуктивности.

Конденсатор переменной емкости

Роторный конденсатор переменной емкости

Переменный конденсатор (также известный как «конденсатор переменного воздуха») — это конденсатор, емкость которого может намеренно и многократно изменяться механически или электронно. Переменные конденсаторы часто используются в схемах L / C для установки резонансной частоты, например для настройки радио (поэтому их иногда называют настроечными конденсаторами ) или в качестве переменного реактивного сопротивления, например для согласования импеданса в антенных тюнерах.

С механическим управлением

В конденсаторах переменного тока с механическим управлением можно изменять расстояние между пластинами или площадь перекрывающейся поверхности пластин.

Наиболее распространенная форма состоит из группы полукруглых металлических пластин на оси вращения («ротор»), которые помещаются в зазоры между набором неподвижных пластин («статор»), так что площадь перекрытия может быть изменена путем вращения ось. В качестве диэлектрического материала можно использовать воздух или полиэтиленовую пленку.Выбирая форму вращающихся пластин, можно создавать различные зависимости емкости от угла, например для получения линейной шкалы частот. Различные формы механизмов понижающей передачи часто используются для достижения более точного управления настройкой, то есть для распределения изменения мощности на больший угол, часто на несколько оборотов. В вакуумном переменном конденсаторе используется набор пластин, сделанных из концентрических цилиндров, которые можно вставлять или выдвигать из противоположного набора цилиндров

[1] (втулка и плунжер).

Эти пластины затем герметизируются внутри непроводящей оболочки, такой как стекло или керамика, и помещаются в высокий вакуум.Подвижная часть (плунжер) установлена на гибкой металлической мембране, которая герметизирует и поддерживает вакуум. К плунжеру прикреплен винтовой вал, при его вращении плунжер перемещается внутрь или наружу втулки, и величина конденсатора изменяется. Вакуум не только увеличивает рабочее напряжение и пропускную способность конденсатора по току, но и значительно снижает вероятность возникновения дуги на пластинах. Чаще всего вакуумные переменные используются в мощных передатчиках, таких как те, которые используются для радиовещания, военного и любительского радио, а также в мощных сетях настройки радиочастот.Вакуумные переменные также могут быть более удобными, поскольку элементы находятся под вакуумом, рабочее напряжение может быть выше, чем у воздушного переменного того же размера, что позволяет уменьшить размер вакуумного конденсатора.

Очень дешевые переменные конденсаторы изготовлены из многослойной алюминиевой и пластиковой фольги, которая прижимается друг к другу с помощью винта. Однако эти так называемые соковыжималки не могут обеспечить стабильную и воспроизводимую емкость. Также используется вариант этой конструкции, который позволяет линейное перемещение одного набора пластин для изменения площади перекрытия пластин, и его можно назвать ползунком .Это имеет практические преимущества для импровизированного или домашнего строительства и может быть обнаружено в резонансных рамочных антеннах или кристаллических радиоприемниках.

Небольшие переменные конденсаторы, приводимые в действие отверткой (например, чтобы точно установить резонансную частоту на заводе, а затем никогда больше не настраиваться), называются подстроечными конденсаторами. Помимо воздуха и пластика, триммеры можно сделать еще с использованием керамического диэлектрика.

С электронным управлением

Толщина обедненного слоя полупроводникового диода с обратным смещением зависит от напряжения постоянного тока, приложенного к диоду.Любой диод демонстрирует этот эффект (включая p / n-переходы в транзисторах), но устройства, специально продаваемые как диоды с переменной емкостью (также называемые варакторами или варикапами), имеют большую площадь перехода и профиль легирования, специально разработанный для максимального увеличения емкости.

Их использование ограничено низкими амплитудами сигналов, чтобы избежать очевидных искажений, поскольку на емкость может повлиять изменение напряжения сигнала, что исключает их использование во входных каскадах высококачественных приемников радиочастотной связи, где они могут добавить недопустимые уровни интермодуляции.На частотах VHF / UHF, например в FM-радио или ТВ-тюнерах динамический диапазон ограничен шумом, а не большими требованиями к обработке сигнала, и на пути прохождения сигнала обычно используются варикапы.

Варикапы

используются для частотной модуляции генераторов, а также для создания высокочастотных генераторов, управляемых напряжением (ГУН), основного компонента синтезаторов частоты с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ), которые широко используются в современном коммуникационном оборудовании.

Конденсатор с цифровой настройкой

Конденсатор с цифровой настройкой — это тип конденсатора переменного тока в форме микросхемы, запатентованный Peregrine Semiconductor в форме технологии DuNE с использованием процесса UltraCMOS и новаторского дизайна HaRP.^[1]. Микросхема конденсатора с цифровой перестройкой (DTC) DuNE содержит пять конденсаторов, переключаемых полевыми МОП-транзисторами, которые работают от шины последовательного ввода с 5-битным кодом, обеспечивающим 32 возможных значения конденсаторов.

Емкость конденсатора может составлять от 0,5 до 10 пФ с типичными отношениями настройки от 3: 1 до 6: 1 или 10: 1 в некоторых случаях. Типичная скорость переключения составляет менее 5 мкс. Возможны значения Q конденсатора больше 100. Диапазон частот до 3 ГГц, а допустимая мощность — до 40 дБмВт. Чип работает с напряжением питания 2.От 4 до 3,0 В с потреблением тока в диапазоне от 20 до 100 мкА, в отличие от других. Устройство поставляется в двойном плоском безвыводном корпусе (DFN) 8L размером 2 на 2 мм или в пластиковом корпусе.

Он предназначен для согласования импеданса антенн в многодиапазонных сотовых телефонах GSM / WCDMA и мобильных ТВ-приемниках, которые должны работать в широких частотных диапазонах, таких как европейские системы мобильного ТВ DVB-H и японские ISDB-T, из-за своего небольшого размера, высокая добротность, низкое напряжение и потребление тока. ^[2]

Преобразователи

Переменная емкость иногда используется для преобразования физических явлений в электрические сигналы.

В конденсаторном микрофоне (широко известном как конденсаторный микрофон) диафрагма действует как одна пластина конденсатора, а вибрации вызывают изменения расстояния между диафрагмой и неподвижной пластиной, изменяя напряжение, поддерживаемое на пластинах конденсатора.
В некоторых типах промышленных датчиков используется конденсаторный элемент для преобразования физических величин, таких как давление, смещение или относительная влажность, в электрический сигнал для целей измерения.
Емкостные датчики также могут использоваться вместо переключателей, например.г. в компьютерных клавиатурах или «сенсорных кнопках» для лифтов, у которых нет подвижных частей.

Конденсаторы механического действия особого вида

Различные формы переменных конденсаторов

Многосекционный

Очень часто несколько секций статора / ротора располагаются одна за другой на одной оси, что позволяет настраивать несколько настроенных цепей с использованием одного и того же элемента управления, например преселектор, входной фильтр и соответствующий генератор в цепи приемника.Секции могут иметь одинаковые или разные номинальные емкости, например 2 × 330 пФ для фильтра AM и генератора плюс 3 × 45 пФ для двух фильтров и генератора в секции FM того же приемника. Конденсаторы с несколькими секциями часто включают подстроечные конденсаторы, подключенные параллельно переменным секциям, которые используются для настройки всех настроенных цепей на одну и ту же частоту.

Бабочка

Конденсатор типа «бабочка» представляет собой разновидность вращающегося переменного конденсатора с двумя независимыми наборами пластин статора, противоположных друг другу, и ротор в форме бабочки, расположенный так, что вращение ротора будет изменять емкости между ротором и любым статором одинаково.

Конденсаторы типа «бабочка»

используются в симметричных настроенных схемах, например Каскады ВЧ-усилителя мощности в двухтактной конфигурации или симметричные антенные тюнеры, в которых ротор должен быть «холодным», то есть подключен к ВЧ-потенциалу земли (но не обязательно по постоянному току). Поскольку пиковый высокочастотный ток обычно протекает от одного статора к другому, не проходя через контакты стеклоочистителя, конденсаторы-бабочки могут выдерживать большие резонансные высокочастотные токи, например в магнитных рамочных антеннах.

В конденсаторе типа бабочка статоры и каждая половина ротора могут покрывать только максимальный угол 90 °, так как должно быть положение без перекрытия ротора / статора, соответствующее минимальной емкости, поэтому поворот только на 90 ° покрывает всю емкость спектр.

Раздельный статор

Тесно связанный конденсатор с разделенным статором не имеет ограничения по углу 90 °, так как он использует два отдельных пакета электродов ротора, расположенных в осевом направлении один за другим. В отличие от конденсатора с несколькими секциями, пластины ротора в разделенном конденсаторе статора установлены на противоположных сторонах оси ротора. Хотя у разделенного конденсатора статора преимущества электродов большего размера по сравнению с конденсатором типа бабочка, а также угла поворота до 180 °, разделение пластин ротора приводит к некоторым потерям, поскольку высокочастотный ток должен проходить через ось ротора, а не прямо через каждую лопасть ротора. Импровизированная версия этой конструкции с использованием двух жестяных банок с немного разным диаметром, изолированными картоном, использовалась для изготовления конденсаторов переменной емкости в аварийных ситуациях, например.г. заключенными концлагеря.

В то время как переменные конденсаторы использовались и все еще широко используются в электронике, их использование в радиоприемниках сокращается. В настоящее время в радиоприемниках для настройки часто используются цифровые синтезаторы частоты, а не аналоговые (танковые) генераторы.

Список литературы

Внешние ссылки

Распределение заряда между двумя конденсаторами и диэлектриком | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 11 класс> Физика> Конденсатор

Разделение заряда между двумя конденсаторами и диэлектриком

Распределение зарядов между двумя проводниками

Распределение зарядов между двумя конденсаторами

Рассмотрим два заряженных конденсатора емкостью C ₁ и C ₂, имеющих потенциалы V ₁ и V ₂ соответственно, как показано на рисунке.Тогда изначально заряд конденсатора C ₁ равен Q ₁ = C ₁ V ₁, а заряд конденсатора C ₂ равен Q ₂ = C ₂ V ₂.

Предположим, что два конденсатора соединены друг с другом проводом с одинаковым зарядом в одной и той же точке. Конденсаторы будут делиться друг с другом до тех пор, пока они не приобретут общий потенциал V. Пусть Q ₁ ‘и Q ₂‘ будут окончательными зарядами соответствующих конденсаторов. Затем последний заряд на C ₁,

$$ Q_1 = C_1V \ dots (i) $$

и последний заряд на C ₂,

$$ Q_2 = C_2V \ dots (ii) $$

Так как заряд сохраняется, начальный общий заряд двух конденсаторов равен их окончательному заряду.Итак,

$$ \ text {или,} Q_1 + Q_2 = Q_1 ‘+ Q_2’ $$

$$ \ text {или,} C_1V_1 + C_2V_2 = C_1V + C_2V $$

$$ \ text {или ,} V = \ frac {C_1V_1 + C_2V_2} {C_1 + C_2} \ dots (iii) $$

Это общий потенциал, полученный при объединении конденсаторов. Последний заряд, хранящийся в C ₁ и C ₂, равен

$$ \ text {или,} Q_1 ‘= C_1 \ left (\ frac {C_1V_1 + C_2V_2} {C_1 + C_2} \ right) \ dots ( iv) $$

$$ \ text {или,} Q_2 ‘= C_2 \ left (\ frac {C_1V_1 + C_2V_2} {C_1 + C_2} \ right) \ dots (v) $$

Перед подключением, если Q — общий заряд, тогда

$$ \ text {или} Q = C_1V_1 + C_2V_2 $$

Следовательно, уравнение (iv) и (v) принимает вид

$$ Q_1 ‘= \ frac {C_1} {C_1 + C_2} Q $$

$$ Q_2 ‘= \ frac {C_2} {C_1 + C_2} Q $$

Использование конденсаторов

Конденсаторы могут использоваться как устройство для накопления заряда.
Используются в научных исследованиях.
Они используются для повышения эффективности передачи электроэнергии переменного тока.
Они создают электрическое поле желаемой конфигурации.
В системе зажигания любого автомобильного двигателя есть конденсатор, чтобы исключить искрение точек при открытии или закрытии.
Они используются в генераторах, в цепях фильтров, устройствах задержки времени и многих других электронных устройствах.

Действие диэлектрика на конденсаторе

Когда конденсатор полностью заряжен, он не может выдерживать дополнительный заряд.Но когда между его пластинами вводится диэлектрическая среда, его молекулы поляризуются и, следовательно, позволяют конденсатору принимать больший заряд. Это приводит к увеличению емкости конденсатора. Если «C

». Рассмотрим конденсатор с параллельными пластинами, каждая пластина площадью A отделена расстоянием d друг от друга. Если «C _o» представляет емкость конденсатора без какой-либо среды, присутствующей между его пластинами, а «C _m» представляет емкость, когда вводится диэлектрический материал с диэлектрической постоянной «K», тогда

$$ C_o = \ frac {\ epsilon_o A} {d} \ dots (i) $$

$$ C_m = \ frac {\ epsilon A} {d} = \ frac {K \ epsilon _o A} {d} \ dots (ii ) $$

Деление уравнения (ii) на (i)

$$ \ frac {C_m} {C_o} = \ frac {K \ epsilon _o A} {d} \ times \ left (\ frac {d} { \ epsilon_o A} \ right) $$

$$ C_m = KC_o $$

Поскольку диэлектрическая проницаемость K для любой среды больше, чем у вакуума или воздуха, поэтому

$$ \ boxed {C_m> C_o} $ $

Следовательно, действие диэлектрика на конденсатор приводит к увеличению емкости.

Относительная диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая проницаемость)

Отношение емкости конденсатора с диэлектриком между пластинами к емкости того же конденсатора без какого-либо диэлектрика называется относительной диэлектрической проницаемостью или диэлектрической постоянной используемого материала. Относительная диэлектрическая проницаемость вещества обозначается ε _r.

$$ \ epsilon_r = \ frac {\ text {емкость данного конденсатора с зазором между пластинами, заполненным диэлектриком}} {\ text {емкость того же конденсатора с пластинами в вакууме}} $$

$$ \ text { или,} \ frac {C_m} {C_o} $$

Емкость конденсатора с параллельными пластинами составляет $$$$

$$ C_m = \ frac {\ epsilon A} {d} $$

Если среда между пластинами в вакууме или воздухе, тогда

$$ C_o = \ frac {\ epsilon_o A} {d} $$

Затем \ (\ epsilon _r = \ frac {C_m} {C_o} = \ frac {\ epsilon A / d} {\ epsilon_o A / d} = \ frac {\ epsilon} {\ epsilon _o} \)

$$ \ в штучной упаковке {\ поэтому \ epsilon = \ frac {\ epsilon} {\ epsilon _o}} $$

Относительная диэлектрическая проницаемость или диэлектрическая проницаемость — это отношение диэлектрической проницаемости вещества к диэлектрической проницаемости свободного пространства.У него нет измерения и единицы.

Переменные конденсаторы в ВЧ-цепях

Как и все конденсаторы, переменные конденсаторы изготавливаются путем размещения двух наборов металлические пластины, параллельные друг другу (фиг. 1A), разделенные диэлектриком воздуха, слюды, керамики или вакуума. Разница между переменным и фиксированным конденсаторов заключается в том, что в конденсаторах переменной емкости пластины выполнены из таким образом, чтобы можно было изменить емкость. Есть два основных способа для изменения емкости: либо меняется расстояние между пластинами, либо площадь поперечного сечения пластин, обращенных друг к другу, варьируется.ИНЖИР. 1B показана конструкция типичного переменного конденсатора, используемого для основного контроль настройки в радиоприемниках. Конденсатор состоит из двух наборов параллельных тарелки. Пластины статора фиксируются в своем положении и прикрепляются к каркас конденсатора. Пластины ротора прикреплены к валу, который используется только для обозначения емкости.

Другая форма переменного конденсатора, используемого в радиоприемниках, — это компрессионный конденсатор, показанный на фиг. 1С. Он состоит из металлических пластин, разделенных листами. из слюды диэлектрической.Для увеличения емкости производитель может увеличиваться площадь пластин и слюды или количество слоев (чередование слюда / металл) в сборке. Весь конденсатор будет установлен на керамической или другая форма держателя. Если имеются крепежные винты или отверстия, то они будет частью держателя в сборе.

Еще одной формой переменного конденсатора является поршневой конденсатор, показанный на ИНЖИР. 1D. Этот тип конденсатора состоит из внутреннего цилиндра из металла. коаксиально и сбоку от внешнего металлического цилиндра.Воздух, вакуум или (как показано) керамический диэлектрик разделяет два цилиндра. Емкость увеличивается за счет вставки внутреннего цилиндра дальше во внешний цилиндр.

Переменные конденсаторы малой компрессии или поршневые конденсаторы иногда в сочетании с воздушными конденсаторами переменной емкости. Хотя не совсем правильное слово использование, меньший конденсатор используется в сочетании с большей воздушной переменной называется подстроечным конденсатором. Эти конденсаторы часто устанавливаются напрямую. на воздушной переменной кадре или очень близко в цепи.Во многих случаях, «подстроечный резистор» на самом деле является частью воздушного переменного конденсатора.

На самом деле есть два применения небольших переменных конденсаторов в сочетании с основным настроечным конденсатором в радиоприемниках. Во-первых, настоящий «триммер», т. Е. маломощный переменный конденсатор, подключенный параллельно основному конденсатору (фиг. 2A). Эти подстроечные конденсаторы (C2) используются для подстройки точного значения основной конденсатор (С1). Другая форма небольшого конденсатора — прокладка. конденсатор (РИС.2B), который включен последовательно с основным конденсатором. Эта терминологическая ошибка называет как последовательные, так и параллельные конденсаторы «подстроечниками», когда правильно так называемый только конденсатор, подключенный параллельно.

Емкость воздушного переменного конденсатора при любой заданной настройке является функцией какая часть набора пластин ротора затенена пластинами статора. На фиг. 3А, пластины ротора полностью находятся вне области пластины статора. Потому как штриховка нулевая, емкость минимальная.На фиг. 3B, однако набор пластин ротора слегка зацепился с пластиной статора, поэтому некоторые из его область заштрихована статором. Емкость в этом положении равна промежуточное значение. Наконец, на фиг. 3C, ротор полностью зацеплен со статором так, чтобы площадь поперечного сечения ротора была затенена статор максимальный. Следовательно, емкость тоже максимальная.

Запомните эти два правила:

1. Минимальная емкость определяется, когда пластины ротора полностью не зацеплены. с пластинами статора; и

2.Максимальная емкость достигается, когда пластины ротора полностью входят в зацепление. с пластинами статора.

РИС. 1 Воздушные диэлектрические переменные конденсаторы состоят из чередующегося статора и пластины ротора. (A) схематический вид; (B) конструкция; (C) сжатие слюды переменный конденсатор; (D) поршневой конденсатор переменной емкости.

РИС. 2 (A) Подстроечный конденсатор, подключенный параллельно основному настроечному конденсатору; (B) вспомогательный конденсатор подключен последовательно с основным настроечным конденсатором.

РИС. 3 Емкость воздушного переменного конденсатора определяется тем, насколько пластины ротора затенены пластинами статора. (А) Минимальная емкость; (B) промежуточная емкость; (C) максимальная емкость.

ИНЖИР. 4 показан типичный односекционный переменный конденсатор. Статора пластины прикреплены к каркасу конденсатора, который в большинстве радиосхем заземлен.

Передняя и задняя опоры имеют опорные поверхности для облегчения работы ротора.Объединенный переменный конденсатор (фиг. 5) был изобретен для обеспечения отслеживания между двумя связанными LC-настроенными цепями, как в радиоприемнике. Такие конденсаторы в основном состоят из двух (в случае фиг. 5) или более переменных конденсаторов механически на одном валу ротора.

РИС. 4 Малый воздушный конденсатор переменной емкости.

РИС. 5 Двухсекционный воздушный конденсатор переменной емкости.

На ФИГ. 5, обе секции переменного конденсатора имеют одинаковую емкость, поэтому они идентичны друг другу.Если этот конденсатор используется в супергетеродине радио, секция, используемая для настройки гетеродина (LO), должна быть дополнена с последовательной емкостью, чтобы уменьшить общую емкость. Этот уловка делается, чтобы позволить высокочастотному гетеродину отслеживать с усилителями RF на циферблате.

Во многих супергетеродинных радиоприемниках вы найдете конденсаторы переменной емкости. в котором одна секция (обычно передняя) имеет меньше пластин, чем другой раздел.

Одна секция настраивает РЧ усилитель радиоприемника, а другая настраивает гетеродин.Эти конденсаторы иногда называют конденсаторами с разрезной пластиной. потому что пластины секции LO обрезаны, чтобы обеспечить отслеживание LO с помощью РФ.

Прямолинейные конденсаторы и конденсаторы линейной частоты

Переменный конденсатор, показанный на фиг. 5 имеет вал ротора в геометрическом центр полукруга пластины ротора. Емкость этого типа переменной Конденсатор напрямую зависит от угла поворота вала ротора. В результате этот тип конденсатора называется линейной емкостной моделью.К сожалению, как вы увидите в следующем разделе, частота настроенной схемы на основе на индукторах и конденсаторах не является линейной (прямой) функцией емкости. Если для тюнера используется прямолинейная единица измерения емкости, то частота единицы на циферблате будут тесны на одном конце и разложены на другом (вы наверняка видели такие рации). Но у некоторых конденсаторов есть смещенный ротор. вал (фиг. 6A), который компенсирует нелинейность схемы настройки.Форма пластин и расположение вала ротора разработаны. для получения линейной зависимости между углом вала и резонансным частота настроенной цепи, в которой используется конденсатор. Сравнение между линейными емкостными и линейными частотными конденсаторами показан на фиг. 6Б.

РИС. 6 (А) Конденсатор прямой частоты; (B) сравнение прямолинейных емкость с конденсатором прямой частоты.

Конденсаторы переменной емкости специальные

В предыдущих разделах стандартные формы переменного конденсатора были покрыт. Эти конденсаторы в основном используются для настройки радиоприемников, генераторов, генераторы сигналов и другие LC-генераторы с переменной частотой. Эта секция охватывает некоторые специальные формы переменного конденсатора.

Конденсаторы разделенного статора

Конденсатор разделенного статора — это конденсатор, в котором установлены два конденсатора переменной емкости. на одном валу.Конденсатор разделенного статора обычно использует пару идентичных конденсаторы одинаковой величины, вращаемые одним валом. Ротор обычный к обоим конденсаторам. Таким образом, конденсатор настроит либо две настроенные цепи. в одно и то же время или обе половины балансно-настроенной схемы (т.е. индуктор с центральным ответвлением и заземлением).

Конденсаторы дифференциальные

Хотя некоторые дифференциальные конденсаторы часто принимают за разделенный статор конденсаторы, на самом деле они совсем другие.Конденсатор разделенного статора настроен тандемно, т.е. обе конденсаторные секции имеют одинаковое значение при любое заданное положение вала. Дифференциальный конденсатор, с другой стороны, расположены так, что одна секция конденсатора увеличивает емкость, а другой раздел уменьшается точно в такой же пропорции.

Дифференциальные конденсаторы используются в мостах сопротивления, мостах сопротивления ВЧ, и другие подобные инструменты. Если вы покупаете или создаете высококачественный ВЧ-импеданс мост для антенных измерений, например, вполне вероятно, что он использовать дифференциальный конденсатор в качестве основного регулирующего элемента.Два конденсатора используются в двух плечах схемы моста Уитстона. Будьте осторожны при планировании однако построить такой мост. Купил недавно дифференциальный конденсатор за такой инструмент, а стоил он почти 60 долларов!

Конденсаторы переменной емкости «передающие»

Одно требование — передающие переменные конденсаторы (и определенная антенна настроечные конденсаторы) — это способность выдерживать высокие напряжения. Мощный Радиолюбительский или радиовещательный передатчик AM будет иметь потенциал постоянного тока от 1500 до 7500 В на аноде ВЧ усилителя, в зависимости от типа используемой лампы.Если амплитудно-модулированный, потенциал может удваиваться. Также, если определенные дефекты антенны возникают высокочастотные напряжения в цепи. В следствии, переменный конденсатор, используемый в анодной цепи оконечного усилителя, должен быть способен противостоять этим потенциалам.

В усилителях мощности ВЧ обычно используются две формы передающих переменных. и антенные тюнеры. ИНЖИР. 7 показывает передающий воздушный конденсатор переменной емкости. Вал этого конденсатора сделан из нейлона, поэтому его можно установить либо с заземленной рамой или с плавающей рамой под высоким напряжением.Другой Форма передающей переменной — вакуумная переменная. Этот тип конденсатора представляет собой разновидность поршневого конденсатора, но имеет вакуумный диэлектрик (K коэффициент _ 1.0000). Модель, показанная на фиг. 8 — модель от 18 до 1000 пФ, которая приводится в действие от электродвигателя 12 В постоянного тока. Другие переменные вакуума вручную ведомый.

РИС. 8 Вакуумный конденсатор переменной емкости.

РИС. 7 Конденсатор переменной емкости пропускающий воздух.

РИС.9 Диод переменной емкости (варактор) в типовой схеме.

Твердотельные конденсаторы

Одна из проблем переменных конденсаторов в том, что они большие, громоздкие. вещи (посмотрите все фото), которые должны управляться механически. Современный электронные схемы, в том числе большинство современных радиоприемников, электрически настроены использование диода варикапа для функции конденсатора. Эти «конденсаторы» работают потому что емкость перехода (Ct) диода PN перехода является функцией обратного напряжения смещения, приложенного к диоду.Варикап (он же «варактор») поэтому конденсатор переменной емкости, в котором конденсатор является функцией приложенное напряжение. Максимальная емкость составляет от 15 до 500 пФ в зависимости от по типу.

РИС. 9 показана обычная схема варикап-диода. D1 — варактор, а конденсатор C1 является конденсатором блокировки постоянного тока. Обычно значение C1 равно ставить во много раз больше, чем емкость диода. Общая емкость выглядит следующим образом:

C = C1 x Ct / [C1 + Ct] (уравнение.1)

Конденсатор C1 незначительно повлияет на общую емкость, если C1> Ct.

Цепь управления варактором — это токоограничивающий резистор. R1. Этот резистор обычно составляет от 10 до 470 кОм. Шунтирующий конденсатор (C2) используется для развязки RF от схемы от попадания в другие схемы и шумовые сигналы от других цепей от воздействия на конденсатор.

Варакторы поставляются в нескольких различных стандартных корпусах диодов, включая два терминала, «аналогично 182» корпусу, показанному на фиг.10. Некоторые В вариантах исполнения скошен край упаковки, чтобы обозначить, какой из них является катодом. В В других случаях корпус будет похож на другие формы диодов. Варакторы используются почти во всех формах диодных блоков, включая Пакет, используемый для выпрямительных диодов на 50–100 А.

РИС. 10 Типичные случаи варакторов.

РИС. 11 Работа варакторного диода. (A) Тонкая зона истощения означает максимальную емкость; (B) более широкая зона истощения означает меньшую емкость.

Как работают варакторы?

Варакторы — это специально изготовленные диоды с PN переходом, которые предназначены для усиления контроль емкости PN перехода с помощью напряжения обратного смещения. ИНЖИР. 11 показано, как формируется эта емкость. PN-переход состоит из P- и Полупроводниковый материал N-типа, помещенный рядом друг с другом, как показанный на фиг. 11.

Когда диод смещен в прямом направлении, носители заряда (электроны и дырки) вынуждены к переходу, где положительно заряженные дырки и отрицательно заряженные электроны аннигилируют друг друга (в результате чего ток течь).Но в ситуациях обратного смещения (например, показанных на фиг. 11), заряды отводятся от стыка.

РИС. 11A показывает ситуацию, когда обратное смещение невелико. Заряд носители отводятся на небольшом расстоянии от места соединения, создавая тонкий изолирующий зона истощения. Эта зона представляет собой изолятор между двумя несущими заряд P- и N-области, и эта ситуация удовлетворяет критерию для конденсатора: два проводника, разделенных изолятором.ИНЖИР. 11B показывает ситуацию где обратное смещение увеличено. Зона истощения увеличена, что аналогично увеличению расстояния между пластинами.

Варактор — не идеальный конденсатор (но, опять же, и «настоящие» конденсаторы). ИНЖИР. 12 показана эквивалентная схема для варактора. ИНЖИР. 12A показывает схема реальной модели, а фиг. 12B показывает упрощенный вариант, но тем не менее, полезен для понимания работы варактора. Эквивалент схема фиг.12B предполагает, что определенный параметр, показанный на фиг. 12А незначительны.

РИС. 12 (А) Эквивалентная схема варакторного диода; (B) упрощенная схема.

РИС. 13 Схема управления варакторным диодом.

РИС. 13 показывает типичную испытательную схему для варактора. Переменный постоянный ток Напряжение подается как обратное смещение на диод. Последовательный резистор служит для ограничения тока, если напряжение превышает лавинное или стабилитроны (которые могут вывести из строя диод), а также изолировать диод от остальной схемотехники.Без дорогостоящего резистора (10 до 470 кОм — нормальный диапазон; 100 кОм обычно) последовательно с источник постоянного тока, паразитные емкости цепи и выход источника питания Емкость могла бы затмить обычно низкое значение емкости варактора. Конденсатор на выходе (C1) используется для блокировки постоянного тока от воздействия других цепей или постоянного тока в других цепях от воздействия на диод. Значение этого конденсатора должен быть очень большим, чтобы он не влиял на емкость диода (Кд).

Источники напряжения варакторно-подстройки

Емкость варактора является функцией приложенного обратного смещения. потенциал. Поэтому очень важно, чтобы стабильный, бесшумный источник предвзятости. Если диод используется для настройки генератора, например, дрейф частоты произойдет, если постоянный потенциал нестабилен. Помимо обычных дрейф постоянного тока, шум влияет на работу варакторов. Все, что меняется постоянное напряжение, приложенное к варактору, вызовет сдвиг емкости.

Специалистам по обслуживанию электроники следует особенно опасаться схем, настроенных на варактор. в котором напряжение настройки выводится из основного регулируемого источника питания без промежуточного регулятора, который обслуживает только вход настроечного напряжения осциллятора.

Динамические изменения нагрузки регулятора, колебания напряжения регулятора, и другие проблемы могут создать проблемы смещения гетеродина, которые на самом деле проблемы с питанием и никак не связаны с тюнером (несмотря на очевидные симптомы).

Спецификации для любого данного варактора даются двумя способами. Во-первых номинальная емкость, взятая при стандартном напряжении (обычно 4 В постоянного тока, но 1 и 2 В постоянного тока). Другой — это отношение емкостей, ожидаемое при напряжение обратного смещения постоянного тока изменяется от 2 до 30 В постоянного тока (независимо от максимального допустимый приложенный потенциал указан для этого диода). Типичной является замена NTE тип линии 614. Согласно Руководству по замене сервисов NTE и перекрестной ссылке, 614 имеет номинальную емкость 33 пФ при потенциале обратного смещения 4 В пост. и отношение емкостей «C2 / C30» 3: 1.

РИС. 14 Варакторная диодно-настраиваемая схема.

Применение варакторов

Варакторы — это конденсаторы с электронной переменной производительностью. Другими словами, они выставляют переменная емкость, которая является функцией потенциала обратного смещения. Этот явление приводит к нескольким распространенным приложениям, в которых емкость является рассмотрение. ИНЖИР. 14 показана типичная схема резервуара LC с настройкой варактора. Связанная индуктивность (L2) используется для ввода RF в резервуар, когда цепь используется для усилителей RF (и т. д.). Основной контур резервуара LC состоит главной катушки индуктивности (L1) и емкости, составленной из последовательного эквивалента C1 и варактора CR1. Кроме того, необходимо также учитывать паразитная емкость (Cs), которая присутствует во всех электронных схемах. Блокировка Функции конденсатора и последовательного резистора были рассмотрены в предыдущих параграфах. Конденсатор C2 используется для фильтрации напряжения настройки Vin.

Поскольку резонансная частота контура резервуара с LC-настройкой является функцией корня квадратного из произведения индуктивности и емкости, находим, что максимальная / минимальная частота контура резервуара, настроенного на варактор, изменяется в зависимости от корень квадратный из отношения емкостей варакторного диода.Это значение отношение емкости при минимальном обратном смещении к емкости при максимальное обратное смещение. Следствием этого является то, что характеристика настройки кривая (напряжение от частоты) в основном является параболической функцией.

Примечание и предупреждение!

Очистка конденсаторов переменной емкости

Основные настроечные конденсаторы в старых радиоприемниках часто полны грязи, жира, и пыль.

Точно так же радиолюбители, работающие по самой сети, ищущие линейные детали усилителя и антенного тюнера часто находят именно то, что им нужно, но вещь все навороченная.С этим можно сделать несколько вещей. Сначала попробуйте использовать сухой сжатый воздух.

Удаляет пыль, но не жир. Аэрозольные баллончики со сжатым воздухом можно покупать из множества источников, включая магазины автомобильных запчастей и фотографии. магазины.

Другой метод, если у вас есть оборудование, — это ультразвуковая очистка конденсатор. Однако ультразвуковой очиститель стоит дорого; если у вас нет один, не спешите складывать баксы.

Еще один способ — использовать такой продукт, как пистолет-скруббер Birchwood Casey Gun Scrubber.

Этот продукт используется для чистки огнестрельного оружия и доступен в большинстве оружейных магазинов. Огнестрельное оружие скопилось из-за оружейной смазки, масла, несгоревшего и пригоревшего пороха. остатки объединяются, образуя твердый беспорядок, который так же трудно удалить как конденсаторный мусор. Сопутствующим продуктом является состав для удаления огнестрельного оружия, используемый авто механика.

Когда-то для этой цели использовался четыреххлористый углерод — а вы увидит его в списке старых радиокниг. Тем не менее, углекислый газ сейчас хорошо известен. как опасность для здоровья.НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ТЕТРАХЛОРИД УГЛЕРОДА для очистки, несмотря на совет об обратном можно найти в старых радиокнигах.

Пред. | Следующие

начало страницы Артикул Index Home

Типы конденсаторов и их применение — Учебное пособие

Типы и использование конденсаторов

Конденсаторы классифицируются в зависимости от материала, из которого изготовлен диэлектрик.

Основные типы конденсаторов:
(1) воздушный конденсатор переменного тока,
(2) слюдяной конденсатор,
(3) бумажный конденсатор,
(4) керамический конденсатор,
(5) пластиковый конденсатор и
(6) электролитические конденсаторы .
Выбор типа конденсатора для конкретного применения зависит от ряда факторов, таких как
(1) рабочее напряжение,
(2) значение емкости,
(3) стабильность,
(4) допуск,
(5) сопротивление утечки,
(6) цена &
(7) размер.

В этом посте давайте подробно разберемся с различными типами конденсаторов, их преимуществами и применением. Прежде чем продолжить, рекомендуется узнать о том, как работает конденсатор?

Бумажный конденсатор:

Это самая простая форма конденсатора.
Он состоит из двух полос алюминиевой фольги, разделенных листами вощеной бумаги. Вся эта установка свернута в форму цилиндра.
Металлические заглушки используются для электрических подключений к фольге. Затем вся сборка инкапсулируется в корпус.
Скручивая фольгу и бумагу, можно получить сравнительно большую площадь поперечного сечения при достаточно компактных размерах.

Недостатки

Изменение емкости при изменении температуры.
Срок службы меньше, чем у конденсаторов большинства других типов.

Воздушные конденсаторы:

Это наиболее распространенная форма переменного конденсатора.
Один набор пластин закреплен, а другой набор будет вращаться, чтобы обеспечить большее или меньшее перекрытие между ними.
Это изменяет эффективную площадь поперечного сечения, что приводит к изменению емкости.
Конденсаторы этого типа используются в радио- и электронных схемах, где требуются очень низкие потери или переменная емкость.
Это тип устройства, подключенного к контроллеру настройки радиостанции.

Слюдяные конденсаторы:

В конденсаторах этого типа весь конденсатор пропитан воском и помещен в бакелитовый корпус.
Слюду легко получить в виде тонких листов, и это хороший изолятор.
Но слюда дорогая и не используется в конденсаторах выше примерно 0,2 мкФ. Модифицированная форма слюдяного конденсатора известна как тип посеребренной слюды.

Посеребренная слюда:

Здесь слюда покрыта с обеих сторон тонким слоем серебра, образующим пластины.
В этом типе значение емкости стабильное с меньшим допуском.
Нет фактора старения (значение емкости не уменьшается с возрастом).
Их значение емкости будет постоянным при изменении температуры.
Имеют повышенное напряжение, срок службы.
Применяются в высокочастотных цепях с фиксированными значениями емкости до 1000 пФ.
Но они дороже некоторых других типов.

Пластиковые конденсаторы:

В этом случае диэлектрик может быть из полистирола, полиэстера, полипропилена или поликарбоната.
Каждый материал имеет разные электрические характеристики.
Конструкция пластиковых конденсаторов аналогична бумажным конденсаторам. Их различные характеристики приведены в таблице.

Конденсаторы керамические:

Их конструкция зависит от требуемой емкости.
Для высоких значений используется трубка из керамического материала, как показано на рисунке.
Для меньших значений используется чашечная или дисковая конструкция.
Поскольку некоторые керамические материалы обладают высокой диэлектрической проницаемостью, можно достичь высокой емкости с высоким номинальным рабочим напряжением при небольших физических размерах.
Доступны конденсаторы от 1 пФ до 0,1 мкФ.
Используются в высокочастотных электронных схемах в широком диапазоне температур.

Конденсаторы электролитические:

В отличие от конденсаторов другого типа, конденсаторы электролитического типа имеют полярность (поляризованный конденсатор).
Они должны подключаться к цепи с соблюдением полярности.
Если он не подключен с соблюдением полярности, конденсатор будет разрушен, поскольку будет разрушен оксидный слой.
У них наибольшее значение емкости и рабочих напряжений.
Электролитические конденсаторы имеют большой допуск (значения неточные)
Их конструкция аналогична бумажному конденсатору.Но вместо бумаги для тарелок использовали алюминиевую фольгу.
Толстый впитывающий материал, такой как бумага, пропитанная электролитом (боратом аммония), используется для разделения пластин.
Конденсатор в сборе упакован в алюминиевый контейнер и герметично запечатан.
Диэлектрический материал состоит из пленки оксида алюминия или оксида тантала.

Сравнение различных типов конденсаторов

Тип	Емкость	Характеристики
Бумага	1 нФ – 40 мкФ	Дешево.Плохая стабильность
Воздух	5 пФ –1 нФ	Переменная. Хорошая стабильность
Поликарбонат	100 пФ –10 мкФ	Низкие потери. Высокая температура
Полиэстер	1 нФ –2 мкФ	Дешево. Низкая частота
Полипропилен	100 пФ –10 нФ	Низкие потери. Высокая частота
Полистирол	10 пФ – 10 нФ	Низкие потери.Высокая частота
Посеребренная слюда	10 пФ – 10 нФ	Высокая стабильность. Низкие потери
Керамика	2 пФ 100 нФ	Низкотемпературный коэффициент. Высокая частота
Электролитический	1–100 000 мкФ	Высокий убыток. Высокая утечка

Вы также можете прочитать о:

Как работает ваттметр?
Недостатки низкого коэффициента мощности
Как минимизировать потери на вихревые токи?
Electric Drives Interview Вопросы с ответами

Спасибо, что прочитали о типах и использовании конденсаторов… Подпишитесь, чтобы получать больше сообщений на свой почтовый ID ….

Электрическая диагностика диэлектрических барьерных разрядов

1. Введение

Диэлектрические барьерные разряды при атмосферном давлении (ДБР) имеют множество промышленных применений из-за присущей им простоты и умеренных условий эксплуатации и остаются предметом научных исследований. Схема DBD показана на рисунке 1 вместе с изображением характеристик тока и напряжения во времени. При пробое газа в зазоре диэлектрик предотвращает переход к сильноточному дуговому разряду, который в противном случае возник бы между двумя открытыми металлическими электродами.Хотя пространственно однородный разряд в DBD может быть достигнут при определенных условиях [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7], в большинстве случаев будет развиваться нитевидный разряд [8]. Поскольку филаменты характеризуются высокой локальной электронной плотностью до 10 ¹⁵ см ⁻³ и сильными электрическими полями до 10 ⁵ В / см, именно эти волокна определяют химию плазмы [9, 10, 11]. Нити являются самоограничивающимися, потому что они заряжают поверхность диэлектрика и локально сводят на нет напряжение промежутка до тех пор, пока гашение не произойдет в течение 10 ^-7 с.Нити не только распространяются по поверхности, но и возникают в течение длительного периода времени. Если, например, DBD управляется синусоидальным внешним напряжением с частотой 100 кГц, нити воспламеняются в течение периода ≈3 мкс в каждом полупериоде на многих различных этапах внешнего напряжения [12].

Рис. 1.

Схема DBD с одним электродом, покрытым диэлектриком. Справа приведены вольт-амперные характеристики. Хотя плазму можно электрически моделировать как имеющую непрерывный ток и постоянное напряжение на зазоре Ub во время разряда, в действительности плазма состоит из нитей длительностью <10-7 секунд, разделенных в пространстве и времени.

Для многих приложений DBD очень желательно знать мощность, рассеиваемую при разряде, например для газовых конверсионных или плазменных актуаторов. Так называемый «конденсаторный метод», как правило, является наиболее точным средством измерения мощности плазмы, а также позволяет более детально определять электрические характеристики реактора. Например, среднее напряжение газового промежутка, при котором зажигаются нити (или любая плазма DBD в целом), может быть определено с большой точностью с помощью электрической диагностики в сочетании с подходящей моделью эквивалентной схемы.Это напряжение зажигания имеет тенденцию быть постоянным и здесь называется «напряжением горения» Ub , как показано на рисунке 1. Напряжение горения Ub обеспечивает меру (уменьшенного) электрического поля в плазме DBD и составляет очень актуален для оценки плазмохимии, происходящей в реакторе [11, 13]. Наряду с крупномасштабными разрядами отдельные нити также были предметом исследования, как экспериментально [10, 14, 15, 16], так и при моделировании [9, 10, 17, 18].В этом отношении электрическая диагностика идеально подходит для оценки взаимосвязи между крупномасштабными разрядами из множества нитей накала и компьютерным моделированием отдельных нитей.

В этой главе представлен обзор электрической диагностики для DBD с акцентом на методы измерения напряжения заряда (Q-V). Особое внимание уделяется настройке измерений Q-V, выявлению систематических ошибок и выполнению углубленного анализа результатов для получения свойств реактора. Кроме того, представлены методы Q-V для изучения отдельных волокон и распределения волокон.

2. Диаграммы заряд-напряжение в DBD

Диаграмма заряд-напряжение (QV), или фигура Лиссажу, получается путем построения графика XY напряжения В ( t ) на электродах реактора DBD относительно зарядить Q ( t ) на конденсатор монитора. Напряжение на электродах реактора предпочтительно измеряется с помощью калиброванного датчика высокого напряжения (обычно с затуханием 1000: 1), подключенного как можно ближе к электродам ¹.Контрольный конденсатор емкостью см расположен между реактором и землей, и напряжение на нем измеряется с помощью стандартного (ослабление 10: 1) пробника осциллографа. Мгновенное напряжение Vm ( t ) на конденсаторе может быть преобразовано в мгновенный заряд на конденсаторе Q ( t ), применяя соотношение в формуле. (1). Схема, показывающая типичную экспериментальную установку для создания диаграммы Q-V, показана на рисунке 2.

Qt = CmVmtE1

Рис. 2.

Базовая экспериментальная схема системы, используемой для генерации диаграммы Q-V с использованием диэлектрического барьерного разряда (DBD) или реактора с уплотненным слоем (PBR).

2.1 Идеальные диаграммы QV

Идеальная диаграмма QV может быть определена как имеющая форму параллелограмма, как показано на рисунке 3. В реальном DBD могут быть некоторые отклонения от этой идеальной формы, несколько случаев для которых обсуждаются в разделе 3. Однако общие принципы анализа одинаковы для всех диаграмм QV.Диаграммы Q-V в форме параллелограмма представляют собой простейший случай, когда фазы разряда плазменного реактора четко различимы по различным отрезкам линий (AB, BC, CD и DA на рисунке 3). Для понимания формы QV-диаграммы и получения из нее свойств разряда требуется эквивалентная электрическая схема, простейший случай которой изображен на рисунке 4. Если мы рассмотрим DBD с параллельными пластинами в течение полного цикла приложенного напряжения, то есть две фазы «выключения плазмы» (AB и CD на рисунке 3) и две фазы «включения плазмы» (BC и DA на рисунке 3).Во время «выключения плазмы» или емкостной фазы реактор ведет себя как два последовательно соединенных конденсатора. Эти емкости обусловлены тем, что диэлектрический слой Cdiel и разрядный газовый зазор Cgap могут сохранять заряд либо от приложенного напряжения, либо от зарядов, накопленных плазменным разрядом. Общая емкость «ячейки DBD», Ccell , этих двух элементов определяется с помощью законов Кирхгофа, что дает:

1Ccell = 1Cdiel + 1CgapE2

Рисунок 3.

Идеальная Q-V диаграмма с характерной формой параллелограмма. Сегменты «Плазма выключена» окрашены в красный цвет, а сегменты «Плазма включена» — в зеленый. Стрелки в зеленых сегментах указывают направление времени. Символы обсуждаются в основном тексте.

Рис. 4.

Простейшая эквивалентная электрическая схема, соответствующая идеальному DBD. Обратите внимание, что конденсатор монитора с емкостью Cm не показан в этой схеме, так как предполагается, что он оказывает незначительное влияние на электрические характеристики DBD.

Обратите внимание, что если оба металлических электрода покрыты диэлектриком или если в реакторе DBD последовательно обнаружено несколько газовых промежутков, эквивалентная схема реактора может быть уменьшена до схемы, изображенной на рисунке 4, где эквивалентные емкости для обоих Cdiel и Cgap можно найти, применяя аналогичное обратное сложение, как в уравнении. (2).

Емкости Ccell и Cdiel могут быть получены из формы идеальной диаграммы Q-V.² Помня, что C = d Q / d V , мы можем видеть, что градиенты линий AB, BC, CD и DA на рисунке 3 соответствуют постоянным емкостям. Линии AB и CD диаграммы Q-V соответствуют емкостной фазе (т.е. «плазма выключена»), где градиент равен Ccell . Это можно сделать из эквивалентной схемы на фиг. 4, поскольку при отсутствии плазмы в зазоре ток может течь только через емкостные элементы Cdiel и Cgap .

И наоборот, градиент линий BC и DA, соответствующий фазе разряда (т.е. «плазма включена»), обычно обозначается как Cdiel [19]. Это часто (качественно) объясняется тем, что микроразряды «перекрывают разрыв», таким образом отрицая член Cgap , так что Ccell = Cdiel в уравнении. (2). Однако такая точка зрения подразумевает, что падение напряжения на газовом промежутке Ugap мгновенно падает до нуля, как только где-то в промежутке зажигается даже один микроразряд.Причины этого не сразу очевидны при осмотре рисунка 4 и обнаруживаются только после исследования электрического поведения разряда в эквивалентной схеме.

Обратите внимание, что если в течение полного цикла приложенного напряжения не произойдет никакого разряда В ( t ) (если, например, амплитуда напряжения слишком мала для пробоя газа), линии AB и CD будет перекрываться и пересекать начало координат на графике QV. Тот факт, что AB и CD развивают противоположные смещения на оси Q- при разрядке, обусловлен отложением зарядов на диэлектрической поверхности (ах) плазмой.В терминах эквивалентной схемы изменяющееся во времени (и усредненное по поверхности) напряжение на емкости промежутка Ugap ( t ), а также напряжение на диэлектрической емкости Udiel ( t ) = V ( t ) — Ugap ( t ), становятся значительно модулированными и сдвинутыми по фазе относительно приложенного напряжения V ( t ), как схематически изображено в верхнем правом углу -сторона рисунка 1.Обратите внимание на используемое здесь соглашение, где измеряемые извне напряжения обозначаются как В , а внутренние падения напряжения обозначаются как U (которые косвенно выводятся путем моделирования электрического поведения реактора).

2.2 Подробный анализ эквивалентной схемы

Во время фазы включения плазмы газовый зазор в реакторе содержит переменную проводящую среду, которая часто представлена зависимым от времени резистором R ( t ) , расположен параллельно Cgap [20].Поскольку этот подход требует, чтобы R ( t ) было бесконечным до момента непосредственно перед фазой включения плазмы, и не учитывает возможность индуктивного элемента в разряде, предпочтительно представлять разряд как элемент «черный ящик». , через который течет плазменный ток iplasma ( t ) за счет напряжения Ugap ( t ) через зазор [21]. В любом случае плазменный ток передает заряд через разрядный промежуток с поверхности электрода с металлическим или диэлектрическим покрытием на противоположную поверхность диэлектрического электрода.Как подробно описано в [21], плазменный ток iplasma ( t ) и напряжение промежутка Ugap ( t ) для эквивалентной схемы на Рисунке 4 определяются как:

iplasmat = 11 − Ccell / CdieldQtdt− CcelldVtdtandE3

Ugapt = Vt − 1CdielQt.E4

Ур. (3) и (4) показывают, как ток и напряжение для элемента «черный ящик» могут быть получены из измеряемых величин Ccell , Cdiel , Q ( t ) и V ( t ), без каких-либо априорных предположений относительно электрического поведения плазмы.Член в скобках в формуле. (3) состоит из измеряемого извне тока, d Q ( t ) / d t = i ( t ), из которого возникает емкостной ток, Ccell · d V ( t ) / d t вычитается. Этот последний член часто ошибочно называют током смещения , DBD. Истинный ток смещения, определяемый как idisplacement ( t ) = i ( t ) — iplasma ( t ), может сильно отличаться из-за предварительного фактора 1 / (1- ). Ccell / Cdiel ) в уравнении.(3). Пренебрежение этим предварительным фактором может привести к недооценке iplasma ( т ) и завышению смещения ( т ), особенно в реакторах, где соотношение Cgap / Cdiel ≫ 0,01. Физически этот предварительный фактор обусловлен электрической энергией, накопленной в Cgap до зажигания разряда, которая впоследствии отводится через плазму и приводит к усилению тока плазмы во время разряда.

Модель эквивалентной схемы неявно предполагает пространственно однородный разряд, так что напряжение зазора Ugap ( t ), описываемое уравнением.(4), всегда является средним по площади поверхности ДБР. Об этом стоит помнить при интерпретации результатов на уровне отдельных микроразрядов, но, безусловно, этого достаточно для описания усредненных по реактору свойств, возникающих в результате большого количества нитевидных микроразрядов. Поведение Ugap ( t ) может выявить важную особенность эквивалентной схемы на рисунке 4 после решения для Q ( t ) и дифференцирования относительно V ( t ):

dQtdVt = Cdiel1-dUgaptdVt.E5

Ур. (5) всегда справедливо для эквивалентной схемы на рисунке 4 (также во время фаз «выключения плазмы»), независимо от формы Q-V-диаграммы, которую предполагается описывать. Однако для диаграммы Q-V в форме параллелограмма член в скобках должен быть постоянным, иначе AB и CD или BC и DA не будут образовывать прямые линии. Идентификация градиентов BC и DA с помощью Cdiel , как обычно в литературе, требует, чтобы d Ugap ( t ) / d V ( t ) = 0 в течение полупериода разряда ( сокращение члена в скобках в формуле.(5) — (1). Поскольку приложенное напряжение В ( t ) значительно изменяется в течение периода включения плазмы (т.е. d V ( t ) ≠ 0), это означает, что d Ugap ( t ) = 0, пока в зазоре происходит разряд. Другими словами, прямая линия на Q-V-диаграмме во время фазы «включения плазмы» указывает постоянное значение Ugap с момента начала разряда до его окончания. См. Также рисунок 1 для иллюстрации этого явления, где это постоянное напряжение зазора идентифицируется как напряжение горения Ub .

Ур. (5) применимо как к фазам «плазма включена», так и «плазма выключена». Прямые линии AB и CD во время «выключения плазмы» означают, что уравнение (5) должно равняться Ccell , что означает, что член в скобках является константой со значением Ccell / Cdiel в течение этих периодов. Во время «включения плазмы» появляются прямые линии до тех пор, пока член d Ugap ( t ) / d V ( t ) является постоянным, но не обязательно равным нулю. В общем, уравнение.(5) можно использовать для получения соотношений между внешним напряжением В ( t ) и напряжением на зазоре Ugap ( t ) для параллелограммных диаграмм QV:

dUgapdVoff = 1 − CcellCdiel = CdielCgap + Cdieland ≤ dUgapdVon

, где временная зависимость в d Ugap / d V была удалена, чтобы указать, что эта скорость является постоянной во время фаз «включено» или «выключено». Равенство для «выключенной плазмы» в уравнении. (6) соответствует законам Кирхгофа для разделения напряжения между двумя последовательно включенными конденсаторами.Кроме того, он показывает, что Ugap более сильно реагирует на изменения внешнего напряжения В , если Cdiel ≫ Cgap . Как будет показано в разделе 3.5, это важно для быстрого восстановления небольших перепадов в Ugap , возникающих между отдельными нитевидными разрядами. Выполнение условия Cdiel ≫ Cgap гарантирует, что максимальное количество нитей воспламеняется во время периода «включения плазмы», поскольку любое уменьшение Ugap из-за разряда быстрее компенсируется внешним напряжением В .Что касается неравенства в формуле. (6) для фазы включения плазмы нет априорных причин предполагать, что d Ugap / d V = 0, поскольку любое постоянное значение для d Ugap / d V может привести к постоянная d Q / dV градиент во время включения плазмы на QV-диаграмме в форме параллелограмма. Как формула (5), как уже было показано, Cdiel просто представляет собой наивысший постоянный градиент d Q / dV , который может наблюдаться в идеальном DBD, соответствующий d Ugap / d V = 0, т.е.е. постоянное напряжение на зазоре Ub при разрядке. В равной степени возможны значения d Q / dV < Cdiel и ненулевое значение d Ugap / d V во время «включения плазмы». Эта ситуация возникает в случае частичного поверхностного разряда, когда только часть доступной площади диэлектрической поверхности подвергается разрядам во время фазы «плазма включена», и будет обсуждаться далее в разделе 3.1. Неравенство в формуле. (6) становится недействительным для отдельных микроразрядов, поскольку они не дают идеальных параллелограммных Q-V диаграмм.В этих случаях градиенты d Q / dV могут легко превысить Cdiel , что связано с внезапными падениями напряжения на промежутке, вызванными микроразрядами; ситуация, которая обсуждается далее в разделе 3.5.

2.3 Измерения мощности

Чаще всего QV-диаграмма используется для определения активной мощности , рассеиваемой в разряде, с использованием области, покрытой петлей гистерезиса [22]. В некоторой доступной литературе уравнения, полученные для расчета мощности, основаны на геометрических характеристиках Q-V-диаграммы в предположении идеального параллелограмма [19, 23].На практике, как будет продемонстрировано в разделе 3, такое идеальное поведение встречается редко. Для завершения здесь будет выведено соотношение между площадью и средней мощностью, действительное для любой формы диаграммы Q-V. Дифференцируя уравнение. (1) относительно времени ток через конденсатор монитора im ( t ) становится:

imt = CmdVmtdt = it, E7

, где последнее равенство обусловлено непрерывностью тока через последовательную цепь Конденсатор монитора DBD + на рисунке 2.Мгновенная мощность P ( t ) в DBD тогда определяется как:

Pt = Vt⋅it = Vt⋅CmdVmtdt.E8

Усредненная по времени мощность P¯ может быть рассчитана путем интегрирования уравнения. (8) относительно времени и подставив отношения заряда по формуле. (1):

P¯ = 1T∫0TVt⋅CmdVmtdtdt = 1T∫0TVt⋅CmdVmt = 1T∮VtdQt, E9

, из которого видно, что средняя мощность, рассеиваемая за полный цикл разряда, определяется площадью, ограниченной диаграммой QV, умноженное на частоту разрядного цикла.При использовании численных методов для вычисления этого интеграла необходимо убедиться, что интегрирование полученных данных выполняется по точному кратному времени разряда T, иначе реактивная мощность в емкостных частях цепи не будет усреднена до нуля.
2.4 Выбор подходящего контрольного конденсатора
Чтобы применить метод Q-V, необходимо выбрать подходящий конденсатор. Требуемый конденсатор монитора зависит от емкости дросселя Ccell .Емкость контрольного конденсатора должна значительно превышать емкость реактора, т.е. Cm ≫ Ccell . Как показывает опыт, обычно подходит соотношение Cm : Ccell от 100: 1 до 10 000: 1. Если выбранная емкость монитора слишком мала, напряжение на конденсаторе превысит максимальный диапазон напряжений осциллографа (для типичного осциллографа это полная шкала 20 В), и сигнал будет выходить за пределы диапазона. Напряжение на конденсаторе монитора при отсутствии разряда в DBD будет:
Vmt = VtCcellCm.E10
Принимая во внимание обычное ослабление 10: 1 для пробника осциллографа, уравнение. (10), деленное на дополнительный коэффициент 10, дает нижний предел сигналов, обнаруживаемых осциллографом. Как показывает практика, пиковый сигнал , который должен быть обнаружен во время разрядки , может превышать этот нижний предел в 5–10 раз, хотя это сильно зависит от конфигурации DBD. Как правило, чем больше соотношение между диэлектрической емкостью Cdiel и емкостью зазора Cgap , тем больше будет амплитуда Q ( t ) и, следовательно, Vm ( t ), станет в течение всего периода. .
Ур. (2) также показывает, что когда Cm слишком велико по сравнению с Ccell , амплитуда напряжения на конденсаторе монитора станет очень маленькой, и результирующее низкое отношение сигнал / шум станет проблематичным (типичный осциллограф имеет минимальный диапазон полной шкалы 20 мВ, но также ненулевой уровень шума в диапазоне 1 мВ). Также стоит отметить, что в большинстве осциллографов используются 8-битные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), которые делят полную шкалу на 256 дискретных шагов.Для точного измерения Vm ( t ) и, следовательно, Q ( t ) рекомендуется оптимизировать значение Cm , чтобы максимально использовать полную шкалу осциллографа. В зависимости от максимальных значений Vm ( t ) можно отказаться от использования пробника осциллографа 10: 1 и напрямую подключить полюсы измерительного конденсатора к коаксиальной линии осциллографа. Это следует делать только в том случае, если Вм ( t ) 3 В, поскольку канал осциллографа должен быть установлен на 50 Ом для предотвращения отражений в линии, которая одновременно имеет низкий предел максимального напряжения постоянного тока (обычно <5 V).Преимущество этого метода - широкая полоса пропускания и более высокое отношение сигнал / шум, чем могут обеспечить пробники осциллографа.
При условии Cm ≫ Ccell , почти все напряжение, приложенное к реактору + конденсатор монитора, падает на DBD, сохраняя действующую эквивалентную схему на рис. 4, но не подвергая конденсатор монитора воздействию высоких напряжений. Следовательно, можно выбрать относительно низковольтный конденсатор в диапазоне 100–250 В (значение, мотивированное больше стремлением к надежности, чем ожиданием подачи на него 100 В во время измерений).Что касается типа конденсатора, предпочтительны керамические конденсаторы класса 1, так как они имеют относительно низкие паразитные индуктивности и паразитные емкости, что обеспечивает большую точность и стабильность с резонансными цепями (примерами которых являются реакторы DBD, а также измерительная цепь ). Если возможно, стоит измерить емкость конденсатора монитора и собранной схемы контроля с помощью измерителя LCR, так как измеренные значения могут отличаться от значений, указанных производителем.Схема контроля также может вносить дополнительную емкость, что приводит к дополнительным неточностям при определении абсолютного значения Q ( t ).
Напряжение на шунтирующем резисторе или индуктивной катушке Роговского также можно использовать вместо конденсатора монитора, показанного на рис. 2. Этот метод основан на прямом измерении тока – (–) от DBD до земли, вместо интегрирования тока на конденсаторе. Интегрирование по времени i ( t ) может затем использоваться в постобработке для получения Q ( t ).Поскольку нитевидные разряды совпадают с быстрорастущими токами в субнаносекундном диапазоне, этот подход в идеале требует системы измерения с широкой полосой пропускания и высокой частоты дискретизации для предотвращения ошибок измерения. Преимущество интеграции на конденсаторе заключается в том, что никакой заряд, движущийся через реактор, нельзя «пропустить», даже при низкой полосе пропускания (и частоте дискретизации) пробник + осциллограф, что позволяет, например, более точные измерения мощности.
В заключение отметим, что некоторые конфигурации реакторов имеют плохо определенный заземляющий электрод, что затрудняет присоединение конденсатора монитора, шунтирующего резистора или катушки.«Заземляющий» электрод может быть электрически плавающим, например, или могут существовать множественные потенциальные пути, по которым ток достигает земли, например, плазменные струи, падающие на поверхность. В этих случаях может быть полезно все же использовать пояс Роговского и измерять ток непосредственно на линии высокого напряжения между источником напряжения и реактором. Однако это создает дополнительные технические проблемы и проблемы безопасности, поскольку необходимо предотвращать нежелательный разряд или случайное приложение высокого напряжения к измерительным устройствам.Хотя рекомендуется соблюдать осторожность, эти проблемы можно преодолеть. Необходимо следить за тем, чтобы острые металлические края не образовывали коронных разрядов, а воздушные зазоры между линией высокого напряжения и катушкой не образовывали дуговые разряды. Этого можно достичь, закрыв и заполнив все острые края и воздушные зазоры материалом с более высокой прочностью на пробой, например, парафин. как это было сделано в [24].
3. Неидеальные сценарии DBD
Существует ряд сценариев, в которых диаграммы Q-V не отображают форму параллелограмма.Это может быть связано с реальными физическими характеристиками реактора или экспериментальной ошибкой. В этом разделе будут обсуждены различные формы Q-V диаграмм, а также возможные последствия, касающиеся характеристик реактора.
Будут рассмотрены следующие отклонения от идеального поведения:
Диаграммы QV с градиентами менее Cdiel
Диаграммы QV в форме миндаля со скругленными углами при переходе от областей без разряда к областям разряда
Эллиптические диаграммы QV, без прямых линий
Диаграммы QV с шумом, особенно во время фаз включения плазмы
Ступенчатые диаграммы QV
Этот список не является исчерпывающим, но должен содержать руководство по поиску и устранению неисправностей. любые проблемы, возникающие как экспериментально, так и при интерпретации данных.Все основы анализа этих графиков основаны на эквивалентной схеме, показанной на рисунке 4, в сочетании с теорией, представленной в предыдущих разделах.
3.1 Диаграммы Q-V с градиентами менее Cdiel
Общей нерегулярностью, наблюдаемой на диаграммах Q-V для DBD и PBR, является градиент во время разряда, который изменяется в зависимости от экспериментальных условий, несмотря на то, что геометрия реактора остается неизменной. Это вызвано частичным разрядом доступной (диэлектрической) площади в газовом зазоре.Частичный разряд обычно наблюдается, когда напряжение, приложенное к разрядному промежутку, не намного превышает напряжение пробоя реактора [21, 25, 26]. Это также обычная особенность, когда диэлектрические упаковочные материалы вводятся в газовый зазор, как в случае с PBR, что приводит к сложной (электрической) геометрии с диапазоном ширины зазора и напряжений пробоя [13, 27, 28, 29 , 30]. Последний случай будет рассмотрен в следующем разделе, в то время как в этом разделе основное внимание уделяется параллелограммным Q-V диаграммам, полученным в результате плоскопараллельной геометрии реактора.
Примеры диаграмм QV, где изменение амплитуды приложенного напряжения приводит к различным градиентам в фазе разряда, показаны на рисунке 5. Помимо амплитуды приложенного напряжения, изменение фракционного состава газа в разряде или изменение частоты приложенного напряжения , могут иметь аналогичные эффекты [31]. В этих случаях градиент фазы «включенной плазмы» называется эффективной диэлектрической емкостью ζdiel , чтобы отличить ее от диэлектрической емкости Cdiel , которая должна зависеть только от геометрии реактора.Тот факт, что градиент во время фазы «включения плазмы» может быть меньше, но никогда не превышать Cdiel , уже обсуждался в разделе 2.2. Примеры изменений в ζdiel в зависимости от ширины зазора, толщины диэлектрика и приложенного напряжения показаны на рисунке 6.
Рисунок 5.
Пример диаграмм QV, где увеличение амплитуд приложенного напряжения приводит к более крутым градиентам во время включения плазмы. фазы. Плоскопараллельный DBD 55 кГц в этом примере использует газ N2 и имеет высокое отношение Cgap / Cdiel, с Cgap ≈ 240 пФ и Cdiel ≈ 160 пФ.
Рис. 6.
Эффективная емкость во время фазы «включения плазмы» ζdiel для 8 различных плоскопараллельных конфигураций DBD 100 кГц в воздухе в зависимости от амплитуды приложенного напряжения. Красные линии соответствуют одной экспоненциальной функции, насыщающейся до одного и того же значения для Cdiel для каждой из двух толщин диэлектрика. Пунктирными линиями показана емкость ячейки Ccell для данной конфигурации.
Эти данные демонстрируют, что чем выше соотношение Cgap / C _{die l} (соответствующее более узким газовым зазорам и более толстым диэлектрикам и / или более низкой диэлектрической проницаемости диэлектрического материала), тем шире диапазон применяемых амплитуды напряжения, при которых будет происходить частичная поверхностная разрядка.Он также демонстрирует, что значение Cdiel , которое будет использоваться в эквивалентной схеме на Рисунке 4, и любой последующий анализ диаграмм Q — V можно просто определить как значение, при достижении которого ζdiel насыщается при достаточной высокие амплитуды приложенного напряжения. Метод для характеристики свойств реактора в промежуточном диапазоне, где ζdiel < Cdiel , включая частичную разряженную площадь, подробно описан в [21].
3.2 QV-диаграммы миндалевидной формы
QV-диаграммы миндалевидной формы, пример которых изображен на рис. 7, можно наблюдать в PBR, особенно с материалами с высокой диэлектрической проницаемостью [31], и с DBD с поверхностным разрядом, такими как плазменные актуаторы [32] ]. В обоих случаях миндалевидная форма вызвана постепенным расширением плазмы по доступной диэлектрической площади во время фазы разряда. В плоскопараллельной конфигурации DBD газовый зазор равномерно распределен, и напряжение зажигания плазмы на зазоре, напряжение горения Ub , приблизительно постоянно на протяжении фазы разряда.Как указано в разделе 2.2, это постоянное напряжение на зазоре является требованием для наблюдения прямых линий на диаграммах Q-V во время фазы разряда. В разрядах с неоднородной шириной зазора плазма воспламеняется в широком диапазоне напряжений зазора, поскольку критерий пробоя не везде одинаков.
Рис. 7.
«Миндалевидная» диаграмма Q-V, полученная с использованием DBD с уплотненным слоем BaTiO3, выпускаемого в атмосфере 90% Ar – 10% CO2. Реактор такой же, как в [31].
В PBR напряженность электрического поля перед разрядом наиболее высока в определенных локализованных точках зазора, либо в небольших газовых зазорах между частицами упаковки, либо около их острых участков [33, 34].В плазменном актуаторе (см. Рис. 8) электрическое поле изначально наиболее сильное при минимальном расстоянии между двумя электродами. В обоих случаях, когда приложенное напряжение увеличивается во время цикла переменного тока, разряд начинается в точке, где напряженность электрического поля является максимальной (и сначала выполняется критерий пробоя), а затем постепенно расширяется по поверхности электрода по мере пробоя. критерий выполняется для все более широких зазоров. В то время как это расширение плазмы происходит, доля поверхности емкости зазора Cgap и диэлектрической емкости Cdiel , фактически участвующих в разряде, увеличивается, что приводит к эффективной емкости во время разряда ζdiel , которая растет в течение полупериода, см. Рисунок 8.Когда диэлектрическая область, заряженная плазмой, достигает максимума, градиент линии будет максимальным. Подобно «идеальным» разрядам DBD, как только приложенное напряжение В ( t ) достигает своего максимума, дальнейший разряд не может происходить, потому что напряженность электрического поля будет только снижаться повсюду в газовом зазоре и дальнейшие критерии пробоя не будут встретились. Это приводит к резкой вершине при максимальном и минимальном напряжении и амплитудах заряда на диаграмме Q-V.
Рис. 8.
Расширение плазмы через (a) одиночный PBR гранулы и (b) плазменный привод DBD, и (c) его влияние на форму Q-V диаграммы.
Что касается анализа Q-V-диаграмм миндалевидной формы, теория такая же, как и для Q-V-диаграмм с градиентами менее Cdiel , обсуждаемых в предыдущем разделе. Разница в том, что эффективная емкость ζdiel теперь является функцией времени. Аналогичным образом, Cdiel может быть определен из максимального наблюдаемого наклона (т.е.е. ζdiel3 на рисунке 8), предпочтительно по диаграмме Q-V, полученной при наивысшей достижимой амплитуде приложенного напряжения.
С точки зрения эквивалентной схемы на Рисунке 4 следует иметь в виду, что вся область реактора, которая потенциально может разрядиться, рассматривается как единая точка. Это означает, что iplasma ( t ) и Ugap ( t ), полученные с помощью эквивалентной схемы, представляют собой мгновенные значения, усредненные по всей площади реактора.В частности, в уплотненных слоях, где истинная электрическая геометрия намного сложнее, чем упрощенная эквивалентная схема DBD, невозможно получить подробную локальную информацию о свойствах разряда. Тем не менее, усредненные по реактору значения, например, Ugap ( t ) и эффективное покрытие поверхности разряда можно определить и эффективно сравнить между реакторами различной геометрии и экспериментальными условиями. См., Например, [31, 32], где также объясняется, как можно изменить эквивалентную схему на Рисунке 4, чтобы включить в нее емкость упаковочных материалов.
3.3 Эллиптические Q-V-диаграммы
Эллиптические Q-V-диаграммы наблюдались в ряде сценариев [35, 36]. Чтобы эллиптические Q-V-диаграммы были физическими, должен существовать непрерывный плазменный ток iplasma ( t ) во время всех фаз цикла разряда. Таким образом, эллиптическая форма указывает на значительную остаточную концентрацию электронов в разрядном промежутке, выдерживающую период «выключения плазмы» между последовательными (нитевидными) циклами разряда.Ниже будет исследована возможность этого.
Ссылаясь еще раз на эквивалентную схему на рисунке 4, типичное емкостное поведение во время периода «выключения плазмы» прекратится, если элемент «черный ящик», представляющий плазму, будет поддерживать эффективный остаточный импеданс R Остаточный ниже, чем импеданс плазмы емкость промежутка Cgap :
Rresidual 1iωCgap, E11
, где ω = 2π f , с f частота возбуждения приложенного напряжения В ( t ).Используя этот критерий, можно определить максимальный импеданс остаточного объема плазмы, приводящий к эллиптической диаграмме Q-V. При типичной подвижности электронов при атмосферном давлении мкэ ≈ 10 ⁻¹ м ² / Вс [37, 38] по сравнению с подвижностью положительных или отрицательных ионов мкион <10 ⁻³ м ² / Вс [39 , 40, 41], пока предположим, что электроны определяют проводимость. Далее ограничивая анализ плоскопараллельными конфигурациями DBD с шириной зазора dgap и площадью электрода Adischarge , мы можем записать:
Cgap = ε0AdischargedgapandE12
Rresidual = ρresidualdgapAdischarge = 1eμene, resdgap
остаточной плазмы, e заряд электрона, ne, res остаточная электронная плотность и ε0 диэлектрическая проницаемость свободного пространства.Подставляя уравнения. Используя уравнения (12) и (13) в (11) и решая для ne, res , мы находим минимальную плотность электронов в газовой фазе, необходимую для того, чтобы иметь заметный плазменный ток в течение всего периода приложенного напряжения:
ne, res 2 ε02πfeμe ≈ f⋅1010m − 3.E14
Этот результат показывает, что минимально необходимая остаточная электронная плотность не зависит от геометрии DBD, а только от частоты возбуждения приложенного напряжения f и подвижности носителей заряда в газовой фазе. .
Следующий вопрос — какая остаточная электронная плотность может поддерживаться между полупериодами разряда. Чтобы оценить это, приблизительное время рекомбинации остаточных электрон-ионных пар τe, res при атмосферном давлении и комнатной температуре можно сравнить с движущей частотой:
f≈1τe, res = krecne, res ≈ ne, res⋅10 −12m3s − 1, E15
, где используется типичное значение скорости электрон-ионной рекомбинации krec [42]. Согласно формуле. Согласно (15), на типичной частоте f = 100 кГц может поддерживаться остаточная электронная плотность ne, res ≈ 10 ¹⁷ m ⁻³ (степень ионизации <10 ⁻⁸).Более детальные модели, включая потери заряженных частиц на (диэлектрические) поверхности, предсказывают ne, res ≳ 5 × 10 ¹⁷ m ⁻³ в этих условиях [43]. По сравнению с формулой. (14) этого достаточно, чтобы ожидать, что диаграмма Q-V будет иметь заметно эллиптическую форму. Фактически, это верно для всех частот, а также если мы предположим, что проводимость определяется подвижностью ионов, а не подвижностью электронов. Почему же тогда эллиптические QV-диаграммы не всегда наблюдаются в DBD? Ответ заключается в том, что, хотя iplasma ( t ) всегда остается больше нуля во время фаз «выключения плазмы», это пренебрежимо мало по сравнению с большими токами плазмы, возникающими во время фаз «включения плазмы».Однако тенденция Q-V-диаграмм становиться более эллиптической, особенно с увеличением мощности, может наблюдаться как небольшое увеличение градиента «выключения плазмы» [24, 44, 45]. Это очевидное увеличение емкости Ccell может быть связано с образованием плазменных слоев между слабой остаточной плазмой в центре газового зазора и окружающими поверхностями, которые можно рассматривать как небольшую (и, вероятно, зависящую от времени) дополнительную емкость параллельно Cgap в эквивалентной схеме.Вот почему Ccell лучше всего определяется по диаграммам Q-V, измеренным при низких амплитудах приложенного напряжения, гарантируя отсутствие разряда.
Можно ожидать истинно эллиптических диаграмм Q-V, если ионизация (и повышенная плотность электронов) может поддерживаться в течение всех периодов переменного напряжения, но это ожидается только для емкостных разрядов при давлении газа значительно ниже 1 бар [46]. Если эллиптические диаграммы Q-V наблюдаются при атмосферном давлении, это может быть (а) результатом относительно нестабильного разряда в сочетании с усреднением данных Q-V по большому количеству циклов приложенного напряжения или (б) ошибкой в измерительной установке.
Хороший способ проверить установку для измерения — запустить ее при низких напряжениях, когда в реакторе нет плазмы. Если появляется эллиптическая диаграмма Q-V, это может указывать на паразитную емкость или индуктивность. Распространенным источником паразитных компонентов в измерительной цепи является плохой контакт между конденсатором монитора, пробником и / или осциллографом. Это может повлиять на измерение мощности плазмы и характеристики реактора во время его работы, поскольку диаграмма Q-V может уже иметь ненулевую область в отсутствие плазмы.Это особенно важно для небольших реакторов или приложений, где требуется высокочувствительное измерение мощности [28]. Фазовый угол индуктивной цепи отличается от емкостной, поэтому можно использовать фазовый сдвиг между напряжением на конденсаторе монитора Vm ( t ) относительно приложенного напряжения V ( t ). для выявления потенциальных проблем или просто для оценки точности любых последующих измерений мощности. Обратите внимание, что эти фазовые сдвиги (и эллиптические диаграммы Q-V) также могут возникать, если задержка измерения между датчиком высокого напряжения для V ( t ) и датчиком напряжения для Q ( t ) значительна.Поскольку 1 метр коаксиального кабеля обеспечит задержку только ≈ 3–4 нс, этот фактор не стоит учитывать для крупномасштабных DBD, но он становится актуальным для электрических измерений, требующих высокого разрешения по времени, например, для разрядов одиночной нити накала. (Рисунок 9).
Рис. 9.
Эллиптическая Q-V диаграмма, где паразитная индуктивность и емкость являются доминирующим влиянием на форму графика. Данные получены с использованием неопубликованного коаксиального PBR. Ступеньки на линии разряда показывают наличие стримерных разрядов, однако изогнутая емкостная линия указывает на то, что паразитная емкость влияет на форму диаграммы Q-V.
3.4 Шумные Q-V-диаграммы
Это обычное и почти неизбежное явление для Q-V-диаграмм, когда во время фазы разряда цикла DBD наблюдается шум. Шум вызван помехами от самих плазменных микроразрядов, поэтому они возникают только во время фаз разряда. Пример шума на диаграммах Q-V показан на рисунке 10, а также в справочниках. [47, 48]. Нефильтрованный график на Рисунке 10 показывает фоновый шум во время емкостной фазы, но более крупные выбросы во время фазы разрядки цикла DBD.
Рис. 10.
Q-V-диаграмма нефильтрованных, зашумленных данных, наряду с теми же данными, в которых шум был удален с помощью 20-точечного фильтра Савицки-Голея 2-го порядка. Исходные данные получены с использованием DBD с небольшой площадью электродов с диэлектрической насадкой.
Фоновый шум обычно широкополосный по своей природе и, при условии, что он не связан с измерениями, близкими к минимальному уровню шума осциллографа (см. Раздел 2.4), может быть отнесен на счет радиочастотного захвата. Чтобы уменьшить этот тип шума, важно обеспечить, чтобы экран на обоих концах коаксиальной линии был подключен к одной и той же земле.Кроме того, при использовании пробников осциллографов низкого напряжения рекомендуется не использовать провод заземления с зажимом типа «крокодил», поставляемый с пробником, а припаять один конец короткого провода непосредственно между стороной заземления конденсатора монитора и плотно обернуть другой конец вокруг заземленного корпуса зонда. Заземленный корпус зонда может быть покрыт пластиковой оболочкой, но обычно ее можно легко удалить. Концепция, лежащая в основе этого подхода, состоит в том, чтобы удалить из схемы любые нежелательные «рамочные антенны», которые в противном случае могли бы улавливать любой излучаемый электромагнитный шум как от реактора DBD, так и от других близлежащих источников.
Большие выбросы являются прямым следствием быстрого увеличения тока (и, соответственно, быстрых изменений заряда) в реакторе + измерительной системе из-за воспламенения отдельных нитей. При времени нарастания тока <1 нс отдельные разряды вносят высокочастотные гармоники в измерительную цепь. Это становится видимым на осциллографе в виде «звенящих» сигналов, как показано на рисунке 11. Как правило, этот «звон» вызван неоднородностями импеданса в измерительной цепи.В любой коаксиальной линии передачи передаваемые волны напряжения будут отражаться до некоторой степени в точках, где сопротивление не является непрерывным. Эти скачки сопротивления имеют тенденцию возникать там, где коаксиальная линия подключена к конденсатору монитора или где линия подключена к осциллографу, и вносят, по крайней мере, некоторую паразитную индуктивность. Поскольку значение этой паразитной индуктивности L зависит от физической длины несплошности, при этом более высокие частоты создают более высокое значение L для данной длины, импеданс, создаваемый любым данным разрывом, пропорционален f2 и становится значительным для высокочастотные сигналы.Сигналы с крутым нарастающим фронтом от импульса нитевидного тока затем появятся, как показано на рисунке 11, где один импульс вызывает затухающие колебания из-за цепи R-L-C, сформированной измерительной системой. Чтобы уменьшить эту паразитную индуктивность на стороне реактора (которая, вероятно, является доминирующим источником), лучше всего прикрепить линию заземления головки пробника и (или жилу и экранирование коаксиальной линии, если пробник не используется) как можно ближе по возможности к электродам конденсатора монитора.Количество коаксиальных разъемов также лучше всего сводить к минимуму, т.е. рекомендуется использовать один кабель.
Рисунок 11.
Крупный план вызывного сигнала в Q (t), относящегося к одиночным нитевидным разрядам, и сигнала Q (t), прошедшего через фильтр нижних частот.
Обратите внимание, что паразитная индуктивность и последующий вызывной сигнал всегда возникают там, где обрывается коаксиальная линия передачи, независимо от того, являются ли соединения механическими или паяными. Стандартный метод устранения звона — включение в схему фильтра нижних частот.Это желательно делать в самой измерительной схеме, а не в постобработке, поскольку звон может вызвать значительные выбросы (кажущегося) измеренного напряжения В · м ( t ), что делает невозможным полное использование вертикального разрешение осциллографа. Конденсатор C , включенный последовательно с резистором R , размещенным между электродами конденсатора монитора, с электродом датчика, прикрепленным к конденсатору фильтра, будет обеспечивать частоту отсечки fLP = ( RC ) ^{— 1}.Общие значения для fLP составляют 50 МГц, R = 100 Ом и C = 200 пФ. Этот метод, однако, уменьшит полосу пропускания измерения и уменьшит амплитуду сигнала до Vm ( t ) до некоторой степени, внося ошибки, например, в измерения мощности. Чтобы определить максимально возможную частоту среза для фильтрации нижних частот, можно рассмотреть выполнение быстрого преобразования Фурье (БПФ) нефильтрованного измеренного сигнала [49]. Если измерение времени нарастания одиночного нитевидного разряда представляет особый интерес, потеря полосы пропускания, вызванная фильтрацией, может быть нежелательной.Однако следует иметь в виду, что это время нарастания может быть слишком коротким, чтобы его можно было легко измерить с помощью стандартного оборудования в любом случае [50]. Дополнительное удаление шума может быть выполнено при постобработке с использованием алгоритма Савицки-Голея [51]. Это широко используемый метод усреднения, который обеспечивает удовлетворительное снижение шума и одновременно минимизирует потерю амплитуды сигнала.
3.5 Ступенчатые Q-V-диаграммы
Ступенчатые Q-V-диаграммы обычно возникают, когда используется небольшая площадь электродов, что делает количество отдельных стримеров, которые могут быть сформированы за полупериод переменного тока, достаточно низким, чтобы можно было наблюдать отдельные нити.В этом случае каждая «ступенька» на Q-V диаграмме соответствует отдельной нитевидной косе, передающей заряд между электродами, см. Пример на Рисунке 12. Ступенчатые диаграммы Q-V вызывают трудности при попытке определить некоторые рабочие характеристики реактора из геометрии диаграммы Q-V, в частности, напряжение горения Ub и максимальную емкость Cdiel . Почти горизонтальные сегменты между каждой ступенькой имеют градиент, близкий к Ccell , так как очень небольшой ток плазмы iplasma ( t ) протекает между зажиганиями нити.Крутая, почти вертикальная часть каждой ступеньки на Рисунке 12 — это точка, в которой iplasma ( t ) является самой высокой, с уклоном, который явно превышает средний уклон вдоль линии BC. Этот высокий градиент нарушает утверждение в разделе 2.2 о том, что наклон на диаграмме Q-V никогда не может превышать Cdiel . Однако это утверждение справедливо только для QV-диаграмм в форме параллелограмма и предполагает, что дискретным характером отдельных разрядов можно пренебречь. Вместо этого уравнение.(5) можно использовать для интерпретации почти вертикальных уклонов: в этих случаях d Ugap / d V должно быть меньше нуля, чтобы d Q / d V превысило Cdiel . Другими словами, во время нитевидного разряда в области — среднее напряжение на промежутке Ugap ( t ) в реакторе должно падать быстрее, чем возрастает приложенное напряжение V ( t ). Именно это и происходит при почти вертикальных градиентах, показанных на рисунке 12.На практике, однако, В ( t ) также уменьшается во время однократного разряда (т.е. d В <0), поскольку реальные источники напряжения не идеальны. Влияние d В <0 во время разряда также можно увидеть на нескольких вертикальных шагах
8.2: Конденсаторы и емкость — Physics LibreTexts
Последнее обновление
Сохранить как PDF
Расчет емкости
Конденсатор с параллельными пластинами
Сферический конденсатор
Цилиндрический конденсатор
Участники и авторство
Цели обучения
К концу этого раздела вы сможете:
Объясните понятие конденсатора и его емкости
Опишите, как оценить емкость системы проводов
Конденсатор — это устройство, используемое для хранения электрического заряда и электрической энергии.Он состоит как минимум из двух электрических проводников, разделенных расстоянием. (Обратите внимание, что такие электрические проводники иногда называют «электродами», но, точнее, они «обкладки конденсатора».) Пространство между конденсаторами может быть просто вакуумом, и в этом случае конденсатор будет известен как «Вакуумный конденсатор». Однако пространство обычно заполняется изолирующим материалом, известным как диэлектрик . (Вы узнаете больше о диэлектриках в разделах, посвященных диэлектрикам, далее в этой главе.) Объем накопителя в конденсаторе определяется свойством, называемым емкостью , емкостью , о котором вы узнаете больше немного позже в этом разделе.
Конденсаторы
могут применяться в самых разных областях — от фильтрации статического электричества от радиоприема до накопления энергии в дефибрилляторах сердца. Обычно в промышленных конденсаторах две токопроводящие части расположены близко друг к другу, но не соприкасаются, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). В большинстве случаев между двумя пластинами используется диэлектрик.Когда клеммы батареи подключены к изначально незаряженному конденсатору, потенциал батареи перемещает небольшой заряд величиной \ (Q \) с положительной пластины на отрицательную. Конденсатор в целом остается нейтральным, но заряды \ (+ Q \) и \ (- Q \) находятся на противоположных пластинах.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Оба конденсатора, показанные здесь, были изначально разряжены перед подключением к батарее. Теперь у них на пластинах есть заряды \ (+ Q \) и \ (- Q \) (соответственно). (a) Конденсатор с параллельными пластинами состоит из двух пластин противоположного заряда с площадью A, разделенной расстоянием d.(b) Катаный конденсатор имеет диэлектрический материал между двумя проводящими листами (пластинами).
Система, состоящая из двух идентичных параллельно проводящих пластин, разделенных расстоянием, называется конденсатором с параллельными пластинами (рисунок \ (\ PageIndex {2} \)). Величина электрического поля в пространстве между параллельными пластинами равна \ (E = \ sigma / \ epsilon_0 \), где \ (\ sigma \) обозначает поверхностную плотность заряда на одной пластине (напомним, что \ (\ sigma \) — заряд Q на площадь поверхности A ).Таким образом, величина поля прямо пропорциональна Q .
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Разделение зарядов в конденсаторе показывает, что заряды остаются на поверхности пластин конденсатора. Линии электрического поля в конденсаторе с параллельными пластинами начинаются с положительных зарядов и заканчиваются отрицательными зарядами. Величина электрического поля в пространстве между пластинами прямо пропорциональна количеству заряда на конденсаторе.
Конденсаторы с разными физическими характеристиками (такими как форма и размер пластин) накапливают разное количество заряда для одного и того же приложенного напряжения \ (В \) на своих пластинах.Емкость \ (C \) конденсатора определяется как отношение максимального заряда \ (Q \), который может храниться в конденсаторе, к приложенному напряжению \ (V \) на его пластинах.

Wikizero — Переменный конденсатор

Переменный конденсатор — Википедия. Что такое Переменный конденсатор

См.<img src='/800/600/https/ae01.alicdn.com/kf/HTB1T__.QVXXXXX4XFXXq6xXFXXXZ/1PCS-Single-air-medium-variable-capacitor-30-1000PF.jpg' /> также

Литература

Моя Тесла-лаборатория. Конденсатор переменной емкости. / Мастерские / Отечественные мастер-классы (наша мастерская) / Коллективные блоги / Steampunker.ru

Конденсатор переменной емкости

С механическим управлением

С электронным управлением

Конденсатор с цифровой настройкой

Преобразователи

Конденсаторы механического действия особого вида

Многосекционный

Бабочка

Раздельный статор

Список литературы

Внешние ссылки

Распределение заряда между двумя конденсаторами и диэлектриком | Примечания, видео, контроль качества и тесты | 11 класс> Физика> Конденсатор

Разделение заряда между двумя конденсаторами и диэлектриком

Распределение зарядов между двумя конденсаторами

Действие диэлектрика на конденсаторе

Переменные конденсаторы в ВЧ-цепях

Типы конденсаторов и их применение — Учебное пособие

Типы и использование конденсаторов

Бумажный конденсатор:

Воздушные конденсаторы:

Слюдяные конденсаторы:

Пластиковые конденсаторы:

Конденсаторы керамические:

Конденсаторы электролитические:

Вы также можете прочитать о:

Электрическая диагностика диэлектрических барьерных разрядов

1. Введение

Рис. 1.

2. Диаграммы заряд-напряжение в DBD

Рис. 2.

2.1 Идеальные диаграммы QV

Рисунок 3.

Рис. 4.

2.2 Подробный анализ эквивалентной схемы

2.3 Измерения мощности

2.4 Выбор подходящего контрольного конденсатора

3. Неидеальные сценарии DBD

3.1 Диаграммы Q-V с градиентами менее Cdiel

Рисунок 5.

Рис. 6.

3.2 QV-диаграммы миндалевидной формы

Рис. 7.

Рис. 8.

3.3 Эллиптические Q-V-диаграммы

Рис. 9.

3.4 Шумные Q-V-диаграммы

Рис. 10.

Рисунок 11.

3.5 Ступенчатые Q-V-диаграммы

8.2: Конденсаторы и емкость — Physics LibreTexts

Похожие записи

Coocox: CooCox. Текущее состояние дел. / CoIDE / Pluslab

Приборы для измерения давления жидкости: Манометр — из чего состоит? Виды и типы

Регулируемая индуктивность: Регулируемая катушка индуктивности на кольцевом сердечнике

Добавить комментарий Отменить ответ

См. также