Вакуумный конденсатор схема: Вакуумный конденсатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Содержание

Вакуумный конденсатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Вакуумный конденсатор

Cтраница 2

Вакуумные конденсаторы переменной емкости, применяющиеся для подстройки анодных и выходных контуров, в цепях связи с последующим каскадом и с фидером антенны должны обладать высокой электрической прочностью, незначительными потерями, малой минимальной емкостью.  [16]

Вакуумные конденсаторы постоянной емкости ( КВ) емкостью 50; 100, 200 и 300 пФ на напряжения 15 кВ при токах, не превышающих 20 А, также широко применяются в высокочастотных цепях передатчиков радиосвязи.  [17]

Однако вакуумные конденсаторы выпускаются небольшой емкости, вследствие чего конденсаторные батареи для передатчиков средних волн ( емкость контура такого передатчика должна быть сравнительно большой) получаются громоздкими.  [18]

Однако вакуумные конденсаторы

выпускаются относительно небольшой емкости / вследствие чего конденсаторные батареи для передатчиков длинных волн ( емкость контура такого передатчика должна быть сравнительно большой) получаются громоздкими.  [20]

Через плоский вакуумный конденсатор пролетает электрон. Его начальная скорость параллельна пластинам конденсатора.  [21]

Емкость вакуумных конденсаторов составляет 200 — 300 пф, гак как при больших емкостях усложняется конструкция конденсаторов. Вакуумные конденсаторы обычно применяют в коротковолновой аппаратуре, в частности для оборудования самолетов.  [22]

Из вакуумного конденсатора теплая вода, темпера тура которой зависит от глубины получаемого вакуума ( обычно 30 — 35 С), может быть использована на различные нужды бытового обслуживания.  [24]

Схема присоединения вакуумного конденсатора к системе показана на фиг. Конденсатор присоединяется к системе последовательно с вакуумным насосом. При этом откачиваемый пар остается в конденсаторе, переходя в жидкую или твердую фазу, а неконденсирующийся газ и несконденсировавшаяся при данной температуре часть пара удаляются вакуумным насосом.  [25]

При конструировании вакуумных конденсаторов следует обращать особое внимание на уплотнение разъемных соединений и вводов. Все отдельные детали до сборки должны проверяться на нате-кание; после сборки всего аппарата измеряется величина общего натекания воздуха в аппарат. При проектировании отдельных деталей, узлов и всего аппарата должна быть задана величина допустимого натекания в вакуумную систему.  [26]

Схема присоединения вакуумного конденсатора к системе показана на фиг. Конденсатор присоединяется к системе последовательно-с вакуумным насосом.  [27]

При изготовлении вакуумных конденсаторов применяют цилиндрические электроды ( обкладки) с зазором 0 5 — 4 5 мм; амплитудное значение Епс доходит при этом до 15 — 20 кв / мм.  [29]

Создание рациональных конструкций вакуумных конденсаторов химического машиностроения требует всесторонних знаний как в области теории теплообмена в разреженной среде, так и в области химического аппаратостроения. Развитие теории теплообмена не может протекать без знания законов строения материи — молекул, атомов и других частиц, а также без знания сил взаимодействия между этими частицами.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

Конденсатор вакуумный — Энциклопедия по машиностроению XXL

По назначению барометрические конденсаторы вакуумных колонн, бензиновые конденсаторы, скрубберы, градирни и др.  
[c.116]

По конструкции конденсаторы могут быть плоские с двумя обкладками, плоские с несколькими обкладками, цилиндрические с двумя обкладками, цилиндрические с несколькими обкладками, спиральные и др. Согласно примененному диэлектрику, различают конденсаторы вакуумные, воздушные, газонаполненные, с жидким диэлектриком, с твердым органическим диэлектриком (бумажные, пленочные), с твердым диэлектриком, пропитанным изоляционной жидкостью, с твердым неорганическим диэлектриком (слюда, керамика и др.), с твердым неорганическим диэлектриком, используемым в контакте с электролитом (электролитические конденсаторы).  [c.132]


При высокочастотной электроискровой обработке (рис. 7.4) конденсатор С разряжается при замыкании первичной цепи импульсного трансформатора прерывателем, вакуумной лампой или тиратроном. Инструмент-электрод и заготовка включены во вторичную цепь трансформатора, что исключает возникновение дугового разряда.  
[c.404]

Вследствие большого разнообразия давлений, применяемых в технике, от самых малых (давление в конденсаторах паровых турбин, в вакуумной технике и т. п.) до весьма больших (давление в прессах и т. п) необходимо использовать кратные единицы измерения давления, из которых наиболее часто встречаются  [c.13]

Насосы различных схем основного, энергетического цикла АЭС представляют, как правило, лопастные машины. В вакуумных системах конденсаторов паровых турбин используют пароструйные эжекторы. Наиболее ответственными насосными установками являются главные циркуляционные насосы (ГЦН). На большинстве действующих АЭС это водяные насосы. На АЭС с реакторами на быстрых нейтронах могут быть натриевые ГЦН. Они потребляют от 1 до 4% мощности, вырабатываемой на АЭС.  [c.293]

Поэтому можно определить как число, показывающее, во сколько раз увеличится емкость вакуумного конденсатора при заполнении его данным диэлектриком, а произведение 8оЕ — как удельную емкость диэлектрика.  

[c.87]

Конденсатор 3 представляет собой цилиндр, изготовленный путем вакуумной заливки меди марки МО в толстостенный стакан из нержавеющей стали.  [c.344]

Для отсоса воздуха из конденсатора применяют эжекторы (пароструйные насосы) или эксгаустеры (вакуумные насосы).  [c.54]

Такие материалы, как окись алюминия, стеатит и фарфор, часто применяют при изготовлении изоляторов, конденсаторов и вакуумных ламп. Окись алюминия обычно используется в виде листов для пленочных покрытий, в виде катушек для проволочных сопротивлений и в виде цилиндров для герметизации. В качестве сердечников пленочных резисторов используют также стеатит.  [c.398]

Деформация компонентов вследствие высокого гидростатического давления подробно рассмотрена в литературе. Давление приводит к полному разрушению компонентов, имеющих полости, таких как вакуумные приборы или конденсаторы. В целом повреждение постоянных компонентов (корпусов и т. д.) незначительно. Большинство пассивных и многие активные компоненты также выдерживают повышение давления без существенных изменений. Таким образом, хотя повреждение электронного оборудования при погружении в морскую воду на большой глубине может быть довольно широким, при необходимости оно может быть восстановлено.  

[c.483]


Каждый узел и трубопроводный участок работает в определенном, характерном для него энергетическом и эксплуатационном режиме, и оснащается арматурой соответствующего класса, типа, параметров, диаметра прохода и рода привода. Так, все трубопроводы, соединенные с конденсатором (линия подвода добавочной обессоленной воды, сбросная линия рециркуляции), по условиям их работы оснащаются вакуумной арматурой.  [c.9]
Рис. 4.4. Технологическая схема установки для изучения теплообмена при кипении 1 — экспериментальный участок 2 — предварительный нагреватель 3 — калориметр 4 — бак-сепаратор 5 — охранный нагреватель 6 — вакуумный насос 7 — конденсатор 8, 10 — емкости
Кремнийорганические жидкости применяют в гидравлических системах, вакуумных насосах, для пропитки и заливки конденсаторов, для заливки устройств, работающих при температурах от —60 до — -100°С, приборов и вибраторов осциллографов, а также для смазывания поверхностей резиновых изделий, трущихся по металлу.  [c.164]

Плотность шва. соединяющего турбину с конденсатором, испытывают водой при заливке вакуумной системы.  [c.192]

Плотность вакуумной системы проверяют во время работы турбины под нагрузкой, составляющей около /4 номинальной, путем закрытия на 6—7 мин. (не больше) задвижки на трубопроводе отсоса воздуха из конденсатора. При этом испытании средняя скорость падения вакуума за последние 5 мин. испытания должна быть, не больше 5 мм рт. ст. в минуту.  

[c.285]

Равнодействующая веса конструкции и веса машины (без вакуумной тяги конденсатора) должна проходить через центр тяжести опорной поверхности с тем, чтобы добиться равномерного давления на грунт.  [c.207]

Это подтверждает необходимость принятия всех возможных мер для обеспечения максимальной герметизации находящихся под вакуумом полостей, так как количество воздуха в паре, поступающем в конденсатор, практически ничтожно по сравнению с протечками через неплотности вакуумных полостей.  [c.59]

Исследования явлений переноса тепла и вещества в вакууме произведены на экспериментальной установке, состоящей из- сублимационной камеры, конденсатора, вакуумного насоса BH-46I1M, соединительных трубопроводов и измерительных приборов. iB опытах использовались следующие источники тепла в одной серии опытов — нагреватель, выполненный в виде двухстенного колпака, в котором циркулировала вода, поступающая из термостата, в другой серии опытов — змеевик, помещенный в сублиматор в змеевике также циркулировали вода или спирт в третьей серии опытов — электроспираль, размещаемая в верхней или нижней зоне сублиматора.  

[c.241]

В настоящее время вода от каталитического крекинга, от прямой перегонки, дебутанирующей установки и из конденсаторов вакуумной башни смешивается с водой, насыщенной серой, и поток сточной воды объемом до 18 м час проходит дезодоратор или выпарную колонну для кислой воды.  [c.15]

Оптимальные значения удельной реактивной мощности вакуумных конденсаторов могут доходить до 1 квар1см . Емкость вакуумных конденсаторов составляет 200—300 пф, так как при больших емкостях усложняется конструкция конденсаторов. Вакуумные конденсаторы обычно применяют в коротковолновой аппаратуре, в частности для оборудования самолетов.  [c.368]

Различают конденсаторы постоянной емкости и конденсаторы переменной емкости. Согласно примененному диэлектрику различают конденсаторы вакуумные, воздушные, газонаполненные, с жидким диэлектриком, с твердым органическим диэлектриком (бумажные, пленочные), с твердым диэлектриком, пропитанным изоляционной жидкостью, с твердым неорганн-  

[c.195]

Для разборки прерывателя-распределителя снимают крышку, ротор, октан-корректор, конденсатор, вакуумный регулятор и неподвижную контактную пластийу, предварительно отвернув два винта крепления ее к корпусу. Кулачковая муфта снимается после вывертывания винта с торца валика. Чтобы вынуть валик, надо выбить штифт из наконечника валика.  [c.306]


Во всяком случае, независимо от выбора способа использования мятого пара и типа самого конденсатора (вакуумная или атмосферная конденсация), применение механической тяги безусловно получит широкое распространение на паровозах самого недалекого будущего. В СССР имеется опытный паровоз сер. Э , переоборудованный заводом Геншеля на механическую тягу и конденсацию отработавшего пара. Схема устройства паровоза нам уже знакома (см. фиг. 24) работа вентилятора и всего паровоза вполне удовлетворительна. Строящиеся  [c.178]
Рис. 3.22. С хема криостата Гью-гена и Мичела для газового термометра с измерением диэлектрической проницаемости [30]. А — изотермический экран из меди с высокой теплопроводностью В — блок с термометрами из меди с высокой теплопроводностью, =10 см, й=10 см С — ячейка конденсатора (одна или две) О — отверстия для железородиевых, платиновых и германиевых термометров сопротивления Е — холодный вентиль (один для каждой ячейки) Е — герметичный вывод измерительных проводов О — радиационный экран Н — вакуумная рубашка из нержавеющей стали, =17,5 см, уплотняющаяся с помощью индиевой прокладки / — манометрическая трубка из нержавеющей стали, =1,5 мм, проходящая внутри главной откачной трубы, = =37,5 мм /- теплоотвод от / К — термопара Ацре/хромель (одна из четырех вдоль трубки/).
ИЛИ турбины требуется поддерживать возможно меньшее давление в конденсаторе, куда выпускается отработанный пар. Эжектор (рис. 9.3) создает необходимое разрежение вследствие того, что находящиеся в конденсаторе частицы пара и воздуха подхватываются и уносятся высоконанорной струей пара или воды. В вакуумной технике эжекторы аналогичной схемы, работающие на  [c.493]

Для регистрации утечек электроотрицательных пробных веществ в атмосферу, в частности утечек элегаза, может быть применен течеискатель, называемый плазменным и реагиру-. ющий на пробные вещества изменением частоты срыва высокочастотного генератора [9. Через стеклянную трубку-натекатель, находящуюся в поле плоского конденсатора, при помощи механического вакуумного насоса прокачивается с определенной скоростью воздух, отбираемый от испытуемой поверхности, так что в трубке поддерживается давление 10. .. 30 Па. Высокочастотный генератор ионизирует газ внутри трубки. Возникает тлеющий разряд, демпфирующий контур и срывающий высокочастотную генерацию. Происходит рекомбинация ионов, повышающая добротность контура. Генератор вновь возбуждается и процесс повторяется с определенной частотой. Появление в трубке электроотрицательного вещества изменяет скорость рекомбинации ионов, частота срывов возрастает пропорционально концентрации примеси.  [c.195]

При уменьшении давления вначале наблюдается падение электрической прочности, как это видно из рис. 4-3 когда же давление до—ХОДИТ до некоторого предела, ниже атмосферного давления, и раз-р жение достигает высоких степенен, электрическая прочность начинает снова возрастать. Это возрастание объясняется уменьшением числа молекул газа в единице объема при сильном разрежении и снижением вероятности столкновений электронов с. молекулами. Пои высоком вакууме пробой можно объяснить явлением вырывания электронов из поверхности электрода холодная эмиссия). В этом случае электрическая прочность доходит до весьма высоких зкаче-HIй и зависит от материала и состояния поверхности электродов и больше не изменяется ( полочка на рис. 4-3). Большую электрическую прочность вакуума используют в технике при конструирова-И1 И вакуумных конденсаторов для больших напряжений высокой частоты.  [c.63]

Стеклоэмалями или просто эмалями (не смешивать с лаковыми эмалями ) называются стекла, наносимые тонким слоем на поверхность металлических и других предметов с целью защиты от коррозии, придания определенной окраски и улучшения внешнего вида, создания отражающей поверхности (эмалированная посуда, абажуры, рефлекторы, декоративные эмали и т. п.). Эмали получаются сплавлением измельченных составных частей шихты, выливанием расплавленной массы тонкой струей в холодную воду и размолом полученной фритты на шаровой мельнице в тонкий порошок. Иногда к фритте перед ее размолом добавляются небольшие количества глины и других веществ. Для нанесения эмали на различные предметы нагретый в печи до соответствующей температуры предмет посыпается порошком эмали, которая оплавляется и покрывает его прочным стекловидным слоем если требуется, покрытие повторяется несколько раз до получения слоя нужной толщины во время оплавления эмалируемый предмет (например, трубчатый резистор) может медленно вращаться в печи для более равномерного покрытия. Важно, чтобы а/ эмали был приблизительно равен а материала, на который наносится эмаль, иначе эмаль будет давать мелкие трещины (цек) при резкой смене температур. При эмалировании предметов из стали или чугуна для улучшения сцепления эмали с металлом производят предварительное покрытие металла грунтовой эмалью (с содержанием оксидов никеля или кобальта) на нее уи е наносится основная эмаль любой окраски. Важная область применения стеклоэмалей в качестве электроизоляционных материалов — покрытие трубчатых резисторов. В этих резисторах на наружную поверхность керамической трубки нанесена проволочная обмотка (из нихрома или константана), поверх которой наплавляется слой эмали, создающий изоляцию между отдельными витками обмотки и окружающими предметами и защищающий обмотку от влаги, загрязнения и окисления кислородом воздуха при высокой рабочей температуре (примерно 300 °С), Кроме того, стеклоэмали используются в электроаппаратостроении для получения прочного и нагревостойкого электроизоляционного покрытия на металле, а также для устройства вводов в металлические вакуумные приборы. Стеклоэмали применяются и в качестве диэлектрика в некоторых типах конденсаторов.  [c.165]


Пары летучего соединения металла подавались из внешнего или расположенного внутри аппарата термостатированного испарителя. Опыты проводились при непрерывной откачке аппарата вакуумным насосом. Ионизация паров осуществлялась высокочастотным генератором номинальной мощностью —ЗОО вт и рабочей частотой 44 мгц. Мощность, отбираемая индуктором, регулировалась конденсатором переменной емкости, включенным в контур индуктора, и Б канедой серии опытов поддерживалась постоянной. Электростатическое поле внутри камеры создавалось с помощью высоковольтного выпрямителя типа В-10-100.  [c.90]

Электротехническая промышленность, радио- и электронная техника Нити накала ламп мишени рентгеновских трубок эмиттеры экраны нагреватели в вакуумных и водородных печах контакты переключателей, прерывателей, регуляторов напряжения вводы и впаи в стекло (W—Си сплав) термопары (W-f-+ W—Re) кресты нитей для оптических труб Нагреватели экраны контакты, подвески, катоды и аноды электронных ламп вводы в стекло контакты ртутных выключателей Г еттеры электрон-пых ламп детали электролитических конденсаторов Электролитические конденсаторы 3, искровые предохранители нагреватели геттеры детали электронных ламп радарных установок выпрямители  [c.411]

В микросхемах, изготавливаемых по тонко- и толстопленочной технологии, используются также навесные бескорпусные и корпусные активные элементы диоды, триоды, диодные сборки, схемы памяти и т. п,, а также малогабаритные керамические конденсаторы, светодиоды и т. д. Подобные схемы получили название микросборок. Применение активных навесных элементов обусловливается конструктивными, технологическими и эксплуатационными требованиями, а также значительными технологическими трудностями в получении стабильных пленочных активных элементов методами тонкопленочной технологии. Это объясняется тем, что при вакуумном или химическом осаждении получаются, как правило, поликрнсталли-ческие пленки с очень развитой поверхностью, способствующей различным обменным реакциям с окружающей средой и миграции адсорбированных атомов. Скорость перемещения атомов по поверхности и по межкристаллическим прослойкам на несколько порядков выше, чем в объеме твердого тела. В результате, пленочные активные элементы, изготовляемые по тонкопленочной технологии на аморфных или поликристаллических подложках, имеют принципиально низкую надежность и не представляют практического интереса, так как их применение не только не приводит к улучшению конструктивных, эксплуатационных или экономических характеристик тонко-и толстопленочных микросхем, но и значительно их ухудшает.  [c.412]

Фиг. 34. Распределители батарейного зажигания л—Р 16 для автомобиля ЗИС-5 б — Р-22 для автомоби- ч А ля ЗИС-110 А—центробежный автомат Г—грузы О — ось «7 кулачка прерывателя Я — прерыватель Р—рычажок прерывателя К — кулачок пр. рывателя РР — ротор распределителя КР — крышка распределителя Т — тa oт. нипа Ф — фильц дл смазки валика автомата СП — сто- порный винт прерывателя РВ — регулировочный винт прерывателя КН — конденсатор В — вакуумный автомат ФК — фкльц для смазки кулачка ОВ — овальный вырез.
Уточненное задание нагрузок, величину момента короткого замыкания и величину вакуумной тяги. Задание должно в точности соответствовать действительному распределению масс в машине и увязьпваться с предусмотренными прнспоооблениями для передачи нагрузок. Нужно задать не только нагр узки, но и площади, через которые эти нагрузки передаются. При однофазных генераторах задаются частота и момент. Должны быть заданы го1ризонтальные или наклонные дополнительные нагрузки, например, нагрузки, возникающие в опорных точках паропровода. Нужно также за дать вид соединения конденсатора с турбиной жесткое, гибкое или через специальную муфту.  [c.204]

Важное влияние на деаэрацию в конденсаторе могла бы оказать подача добавочной воды, особенно в летнее время, когда вода оказывается несколько недогретой до температуры конденсации пара. На рис. 5-3 показано влияние этого на примере конденсатора ХТГЗ. Как это следует из рис. 5-3, подача 50 г/ч добавочной воды, предусмотренных техническими условиями (около 5% полного расхода), не оказывает влияния на содержание кислорода в конденсате. Однако необходимо иметь в виду, что исследования проводились при подаче дренажей ПНД непосредственно в конденсатопроводы, помимо конденсатора. В схемах с подачей этих дренажей в конденсатор (см. рис. 1-1) с ними iMoryT поступать дополнительные количества воздуха из вакуумной части регенеративной системы. Поэтому правильной подаче дренажей в паровой объем конденсатора должно быть уделено соотетствующее внимание.  [c.83]

Аналогичное положение может сложиться и при включении дренажей ПНД, по схемам, отличным от рис. 1-1, как, например, показаио на рис. 1-2. В этом случае кислородосодержание всего потока может быть больше допустимого по ПТЭ, если даже после конденсатора оно не превышает норм. Это объясняется тем, что некоторые ПНД являются вакуумными и, следовательно, в них возможен подсос воздуха, который может плохо удаляться из-за отсутствия удовлетворительной деаэрации для этих дренажей перед подачей их в кон-денсатопровод.  [c.84]

Поэтому если для схемы рис. 1-1 необходимо обращать внимание на хорошую вентиляцию верхней части парового объема вакуумных ПНД, чтобы не обогащать воздухом их дренажи, подаваемые в конденсатор, то в еще большей мере это необходимо для схемы рис. 1-2. Для этой схемы деаэрация дренажей ПНД в конденсаторе исключе 1а и поглощенный ими кислород будет обогащать кислородом общий поток конденсата с возможным превышением конечного кислородосодержания над нормами ПТЭ, еслп даже они были выдержаны для потока конденсата после конденсатора.  [c.84]


Вакуумные конденсаторы с высокой температурной стабильностью Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.3.011.4

ВАКУУМНЫЕ КОНДЕНСАТОРЫ С ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ

© 2012 А. А. Рыжов, Н. К. Юрков, А. А. Ромашин

Пензенский государственный университет

Предложен способ уменьшения температурной нестабильности в вакуумных конденсаторах с использованием биметаллов. Представлены расчеты изменения емкости конденсатора с биметаллической пластинкой при нагреве.

Вакуумный конденсатор, биметалл, емкость, температурный коэффициент емкости.

Введение

Вакуумные конденсаторы нашли широкое применение в высоковольтной высокочастотной радиоэлектронной аппаратуре. Использование вакуума в качестве диэлектрика позволяет создать конденсаторы, которые в определенной области рабочих частот при небольших весах и габаритах обладают лучшей совокупностью электрических и эксплуатационных характеристик по сравнению с газонаполненными, слюдяными и керамическими.

Вакуумные конденсаторы имеют высокую температурную стабильность. Температурный коэффициент емкости их (ТКЕ) составляет (40-80)-10-6 -С у постоянных конденсаторов и (80-120)-10-6 -С у конденсаторов

переменной емкости.

Для эксплуатации новой радиоэлетрон-ной аппаратуры требуются вакуумные конденсаторы с ТКЕ в 4-5 раз меньше.

Для воздушных конденсаторов переменной емкости с плоскими электродами для снижения ТКЕ было предложено использовать биметаллическую пластинку в качестве движителя ротора. При повышении температуры биметаллическая пластина воздействует на ротор, положение пластин относительно друг друга изменяется, емкость блока уменьшается, компенсируя изменение его ёмкости за счет расширения пластин, вызванного повышением температуры [1].

Другое решение проблемы компенсации температурного изменения величины емкости переменных воздушных конденсаторов связано с использованием биметаллической пластинки в качестве емкостного электрода. Температурная компенсация емкости может быть выполнена, если эта пластинка будет при нагреве отклоняться от смежного электрода, уменьшая емкость блока.

На рис. 1 приведены обозначения раме-ров плоского конденсатора. Верхняя пластинка выполнена из биметалла [2,3]. Длина пластины I ширина Ъ, толщина к, площадь ее 5 = Ы.

Расстояние между пластинами при нулевом нагреве равно у0. На расстоянии х от места заделки при нагреве на Дt пластины отодвинутся друг от друга на величину у0 + у. Емкость обеих пластин при нулевом нагреве составит [1]:

С — к1 С0 .

У 0

(1)

Емкость элемента площадью = Ъдх на расстоянии х будет равна:

ас — к . (2)

уо + у

Разность положений биметаллической пластинки в теплом и холодном состоянии на расстоянии х от места заделки составит: кх2 At

У -(У0 + у)-У0 —

к

(3)

Рис. 1. Схема конденсатора с биметаллической пластинкой (для расчета)

Разделив обе части равенства на у0, получим:

кх2 А?

Уо

2

где а =

Уо И

Ш

22 = ах ,

(4)

ЬУо

Емкость всей площадки при нагреве может быть найдена из равенства:

с = кЪ\ dx

с =~3 1

У0 кЪ

22 + а х

аУ0

ат^а!

кЪ

аУ0

а1 —

а313 ^

3

(5)

0

Изменение емкости, вызванное нагревом, составит

кЪа213

АС = С -С0

кМ1ъА г 1

1 ,[Ф] (6)

(7)

3У0 3ку1 Емкость при нагреве А? будет [1]: к!2

С = С + АС = С0(1 — -И-), 3ИУ0

где к1 — удельный прогиб биметаллической пластинки, -С, к = £ • £ 0,

£ — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика конденсатора;

Ф/м — диэлектрическая про-

Можно предложить другой подход определения изменения емкости от температуры для системы биметаллическая пластинка — бесконечная однородная пластинка.

При проектировании конденсатора с «нулевым» (малым) ТКЕ с использованием биметаллической пластинки необходимо приравнять полученное выражение АС к изменению емкости конденсатора с плоскими электродами, то есть с параллельными пластинами из однородного металла.

Формула изменения емкости при нагреве за счет изгиба биметаллической пластины

к£0еЫЛ1

АС

[Ф]

(8)

£ 0 — 8,85 -10 12

ницаемость вакуума. Формула (7) получена при использовании ряда допущений.

3 Пу1

где I — длина пластины, м; Ъ — ширина пластинки, м; И — толщина пластины, м; у 0 —

начальный зазор между электродами, м; А ? -нагрев, С.

Биметаллическая прямая пластинка при нагреве деформируется так, что в результате образует часть окружности. Радиус окружности, являющейся нейтральной осью второго слоя пластинки, показанной на рис.1, может быть найден следующим образом. Предполагается, что до нагрева прямая пластина прямоугольного сечения одинакова по всей длине, во всех точках имеет температуру ?0 .

При этой температуре в пластине нет внутренних напряжений. Из всей длины !

биметаллической пластинки рассмотрим только ее элементарную длину аХ. Обозначим температурный коэффициент линейного расширения 1 и 2 компонентов соответственно через а1 и а2 . Если температура пластинки 10 , то вследствие нагрева, равного А; — t — ;0, она деформируется (рис. 1). Так

как пластинка на всей длине имеет одно и то же сечение, одинаковые температуру и внутреннее напряжение, то ее изгиб будет равномерным и после деформации она будет представлять дугу окружности. Напряжение обоих слоев распределяется по сечению относительно нейтральной оси каждого слоя, как показано на рис. 2 (справа). Длины по нейтральным осям рассматриваемых частей пластинки после ее нагрева обозначим в соответствии с рис. 1:

ах1 — (1 + ахА;)ах — (р2 + кп )ёр , (9)

аХ2 — (1 + а2А; )аХ — р гйр. (10)

Исключая из этих двух уравнений угол ар, получаем:

(11)

1 + ахМ — 1 + а2 А;

Р + К Р 2

После простого преобразования найдем радиус кривизны нейтральной оси второго слоя

р2 — кп(1 + а2Ы;) . (12)

(а1 — а2)А;

Так как а2 обычно имеет величину порядка 10—6 , а максимальная величина нагрева А; может достигать только несколько десятков градусов, то радиус кривизны приближенно выразится как:

Р 2

(а1 — а2) А; 1 » (а1 — а2)А; Р 2 К

(13)

(14)

при р 2 > И , р1 » р 2 — Р .

Как известно из теории упругости, линия изгиба продольных волокон пластинки (для малых изгибов) математически выражается дифференциальным уравнением:

Ч — ±Р = М, (15)

ах р Е010

где М — изгибающий момент; Е0 — эффективный модуль упругости всего сечения пластинки; 10 — момент инерции сечения пластинки.

Подставляя значение радиуса р из (14), получаем:

а2 у (а1 — а 2)А;

(16)

аХ2 И

п

Интегрируя это уравнение, можно найти:

— а 2 )А; 2

у —

11 2 -2 Ип

I СС1 I СС 2.

(17)

На рис. 2 представлена биметаллическая пластинка длинной I прямоугольного сечения 8 = Ък. До нагревания, т.е. при А; — 0 , пластинка прямая [4]. После нагрева на величину А; — ; + ;0 пластинка деформируется, образуя часть окружности. Постоянные интегрирования С1 и С2 в (17) определяются из условий, что при х = 0 , у = 0 .

Отсюда следует, что С1 — С2 — 0 . Поэтому (17) можно написать в виде:

(18)

у — (а! — а2 ) х2 у — _ X .

2 К

Этим уравнением определятся координаты производной точки пластинки на рас стоянии Х от места закрепления. Для свободного конца пластинки это уравнение при нимает следующий вид:

— (а1 — а2) 12А; 2 к

(19)

где I — х, а вместо у перемещение свободного конца пластинки записано в виде Ау . Обозначая через к постоянную величину

к=

а1 — а2 _ (а1 — а2)И

2И п 2Ип

более простом виде: к12 Ар

Ау=

И

, представим Ду в

(20)

Этим важным и очень часто встречающимся в литературе уравнением выражается прогиб прямой биметаллической пластинки, имеющей одинаковое по всей длине прямоугольное сечение 8=ЬИ, толщину И=/ и ширину Ь, при ее одинаковом нагреве А? по всему сечению и по всей длине. Следует иметь в виду, что (17) дает удовлетворительную точность в том случае, если прогиб Ау

значительно меньше длины пластинки /. Постоянная k называется удельным изгибом, т.е. изгибом свободного конца прямой пластинки, толщина и длина которой равны единице (например, И = 1 мм / = 1 мм или

И = 1 см, / = 1 см), при нагреве А? = 1 С . Для часто применяемых биметаллических

материалов эта постоянная всегда указывается и является сравнительно малой величиной.

Постоянная k в практике чаще всего определяется экспериментальным путем. Для расчета иногда необходимо знать угол поворота сечения пластинки (рис. 3). Для практического применения можно использовать выражение: 2 kАj

а =

И

и для конечной точки: 2клАф

а0 =

И

(21)

(22)

Полученные формулы и способы использования биметаллических пластинок в качестве емкостных частей вакуумного кон-

х-0

Рис. 2. Изгиб биметаллической прямой пластинки, вызванной ее нагревом

л «О

Рис. 3. Угол поворота сечения пластинки при ее изгибе

денсатора дают возможность создания конденсатора с минимальным ТКЕ.

Заключение

Предложенный способ уменьшения температурного коэффициента емкости с помощью биметаллических пластинок дает возможность уменьшить влияние нагрева на изменение емкости вакуумных конденсаторов. Применение биметаллических пластинок позволяет уменьшить в 4…5 раз ТКЕ вакуумных конденсаторов по сравнению с существующими.

Библиографический список

1. Кашпар, Ф. Термо-биметаллы в электротехнике: Пер. с чеш. / [Текст] Кашпар Ф. -М.-Л. : Б.и., 1961.- 447с.

2. Рыжов, А.А. Расчет напряженности электростатического поля на внутренней поверхности керамической оболочки вакуумного конденсатора [Текст] / А. А. Рыжов // Труды международного симпозиума «Надежность и качество 2011». — Пенза: 111 У, 2011.Т. 2. — С. 201 — 202.

3. Clyne, T.W. «Residual stresses in surface coatings and their effects on interfacial debonding» Key Engineering Materials (Switzerland). 1996.-Vol. 116-117, pp. 307-330.

4. Юрков, Н.К. Методика расчета коэффициента температурного изменения и коэффициента деления высоковольтного вакуумного делителя [Текст] / Н.К. Юрков, Э.Н. Смирнов, В.П. Буц // Известия Института инженерной физики. — 2010. — №3. — С.48 — 53.

VACUUM CAPACITORS WITH HIGH TEMPERATURE STABILITY

© 2012 A. A. Ryzhov, N. K. Jurkov, A. A. Romashin Penza State University

The article deals with the approach of decreasing of temperature instability in vacuum capacitors using bimetals. The calculations of capacitor capacitance change with bimetallic strip during heating are given.

Vacuum capacitor, bimetal, capacitance, temperature coefficient of capacitance.

Информация об авторах

Рыжов Александр Алексеевич, аспирант, Пензенский государственный университет. E-mail: [email protected] Область научных интересов: конденсаторы для радиоэлектронной аппаратуры.

Юрков Николай Кондратьевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой конструирования и производства радиоаппаратуры, Пензенский государственный университет. E-mail: [email protected] Область научных интересов: надежность и качество радиоэлектронной аппаратуры.

Ромашин Александр Александрович, студент, Пензенский государственный университет. E-mail: [email protected] Область научных интересов: элементарная база радиоэлектронных средств.

Ryzhov Alexander Alekseevich, post-graduate student, Penza State University. E-mail: [email protected] Area of scientific: capacitors for electronic equipment.

Jurkov Nikolay Kondratjevich, doctor of technical sciences, professor, head of design and production radio-electronic equipment, Penza State University. E-mail: [email protected] Area of scientific: reliability and quality of electronic equipment.

Romashin Alexander Alexandrovich, student, Penza State University. E-mail: [email protected] Area of scientific: elementary base electronic means.

Конденсаторы, работающие при давлениях выше тройной точки

 

В ряде вакуумных установок пары жидкостей удаляются c помощью конденсаторов. Эти пары либо являются конечным продуктом процессов молекулярной дистилляции, перегонки, сублимации и т. п., либо продуктом простого удаления их из вещества в выпарных и сушильных аппаратах. В любом случае желательно конденсировать пары до попадания их в вакуумный насос, так как отсутствие конденсации вызовет значительные энергозатраты по откачке больших объемов пара, а также может привести к порче вакуумных насосов.

 

Различают конденсаторы двух основных типов: поверхностные конденсаторы и конденсаторы смешения. В поверхностных конденсаторах конденсация происходит на поверхности трубок. Тепло от конденсирующегося пapa к охлаждающему агенту передается через стенку трубки. В конденсаторах смешения струя или пленка пара непосредственно соприкасается с охлаждающей водой. Разновидностью конденсаторов смешения являются струйные конденсаторы, в которых водяная струя, непосредственно соприкосаясь с паром, не только конденсирует последний, но и одновременно удаляет из конденсатора воздух и неконденсирующиеся газы, попадающие с паром, охлаждающей водой и через неплотности в соединениях.


 

К поверхностным конденсаторам относят: конденсаторы с водяным охлаждением или погружные, конденсаторы с воздушным охлаждением, оросительные конденсаторы. Для получения высокого коэффициента теплопередачи от конденсируемого пара к хладагенту необходима интенсивная циркуляция охлаждающей среды, быстрое удаление жидкого конденсата и возможно более полное удаление неконденсирующихся газов. Преимущество поверхностного конденсатора в том, что получающийся конденсат не загрязнен охлаждающей водой; производительность его можно менять, регулируя скорость потока охлаждающей воды. Поверхностный конденсатор можно охлаждать любым требуемым хладагентом.

 

Конденсаторы смешения более просты и дешевы. Их делят на мокрые и сухие. Конденсаторы смешения применяют только для конденсации паров

воды или малоценных жидкостей, так как из аппарата выходит смесь образовавшегося конденсата с водой. Они широко распространены в химической промышленности, так как имеют высокую производительность и легко могут быть защищены от коррозии. Мокрые конденсаторы отличаются тем, что из них охлаждающая вода вместе с конденсатом и неконденсирующимися газами откачивается мокровоздушным насосом. В сухих конденсаторах вода вместе с конденсатом стекает по трубе самотеком, а неконденсируюимещиеся газы откачиваются из верхней части аппарата обычным вакуумным насосом.

Для достижения полной конденсации пара необходимо тщательное перемешивание, которое достигается разбрызгиванием охлаждающей воды.

На рис, 244 приведена схема мокрого прямоточного конденсатора с переливными полками. Вода разбрызгивается в верхней части аппарата и перетекает с полки на полку, орошая и конденсируя пар, который движется в том же направлении. Схема конденсатора, работающего по принципу противотока, показана на рис. 245.

На рис. 246 показан сухой конденсатор с разбрызгиванием воды при помощи системы сопел. В верхней части аппарата смешиваются вода и пар, газы откачиваются через штуцер, расположенный в средней части аппарата, а конденсат и вода удаляются из нижней части центробежным водяным насосом.

Барометрические конденсаторы разных типов показаны на рис. 247. В табл. 43 приведены производительность барометрических конденсаторов, их габаритные размеры и масса, в табл. 44 — назначение и размеры условных проходов штуцеров в мм. К нижней части конденсатора присоединена барометрическая труба для стока воды и конденсата.

 

Примечание. Для всех конденсаторов, приведенных в таблице, а = 1300 мм и r= 1200 мм . * См. рис. 247, а; ** См. рис. 247, б; *** См. рис. 247, в.


 

 

 

Если рассчитать конденсатор таким образом, чтобы температура охлаждающей воды на выходе была близка к температуре поступающего пара, а температура отходящего воздуха была близка к температуре входящей воды, то можно добиться наименьших энергетических затрат на откачку воздуха и наименьшего расхода охлаждающей воды. Высоту барометрической трубы подбирают таким образом, чтобы cумма давления внутри аппарата и давления столба жидкости в трубе равнялась атмосферному давлению. При наилучшем вакууме давление внутри аппарата практически равно давлению насыщения пара при температуре охлаждающей воды; высота трубы должна быть не менее 10 м, но соответствует атмосферному давлению. Благодаря наличию барометрической трубы вода из конденсатора удаляется самотеком и не нужно тратить энергию на откачку воды насосом, как это делается в сухих конденсаторах низкого ровня.

 

Преимущества струйного конденсатора рис. 248): интенсивная теплопередача и потому большая производительность на единицу поверхности, относительно простая конструкция при низкой стоимости и, наконец, возможность конденсации коррозирующих паров без разрушения стенок конденсатора, что исключает применение специальных химически стойких материалов. Недостатки струйного конденсатора, как и других конденсаторов смешения: большой объем охлаждающей воды, необходимость доведения давления охлаждающей воды, конденсата и инертных газов от вакуума до атмосферного давления; выделение газов, растворенных в охлаждающей воде, в паровое пространство с соответствующим повышением давления. Барометрические водоструйные конденсаторы применяют в том случае, когда коррозирующие газы поступают в аппарат одновременно с паром.

 

 

 

Конденсатор вакуумной колонны — Справочник химика 21

    Теплообменными аппаратами, или теплообменниками, называют такие аппараты, в которых происходит обмен тепла между двумя веществами (теплоносителями). Один теплоноситель (горячий) более нагрет и отдает тепло, а другой теплоноситель холодный имеет более низкую температуру и воспринимает тепло, отдаваемое первым теплоносителем. По способу передачи тепла теплообменные аппараты делятся на две основные группы поверхностные теплообменники и теплообменники смешения. В теплообменных аппаратах смешения тепло передается от одной среды к другой путем непосредственного контакта теплообменивающих потоков. К таким теплообменным аппаратам относятся, например, скрубберы для охлаждения газов, барометрические конденсаторы вакуумных колонн, конденсаторы смешения. Однако смешение теплоносителей допустимо сравнительно редко, поэтому поверхностные теплообменники распространены значительно больше, чем теплообменники смешения. [c.213]
    К теплообменным аппаратам смешения относятся барометрические конденсаторы вакуумных колонн, предназначенные для конденсации водяных паров с целью уменьшения нагрузки вакуумсоздающего оборудования (вакуум-насосов, эжекторов). Схему включения и принципиальное устройство барометрического конденсатора рассмотрим на примере полочного конденсатора (рис, ХХП-25), В барометрический конденсатор поступает смесь газов и паров, состоящая из воздуха, продуктов разложения нефтяного сырья, водяных паров (которые были поданы в ректификационную колонну для технологических целей) и относительно небольшого количества нефтяных паров. Для конденсации и охлаждения этой смеси подается холодная вода, стекающая по перфорированным полкам при большом числе струй. Воздух в барометрический конденсатор попадает через неплотности аппаратуры и трубопроводов, находящихся под вакуумом, частично [c.590]

    В зависимости от назначения различают барометрические конденсаторы вакуумных колонн, предназначенные для конденсации водяных паров, с целью уменьшения нагрузки вакуумсоздающего оборудования (вакуум-насосов, эжекторов) бензиновые конденсаторы смешения, в которых пары бензина конденсируются и охлаждаются путем непосредственного смешения с охлаждаемой водой  [c.541]

    Характеристика поверхностных конденсаторов вакуумных колонн (по НИ-777) [c.260]

    В теплообменниках смешения передача тепла между теплообменивающимися средами происходит путем их непосредственного контакта. Такой способ передачи тепла позволяет значительно сократить расход металла на изготовление аппаратов. Однако их можно применять только в тех случаях, когда допустимо смешение потоков (например, подвод тепла с помощью горячей струи в низ ректификационных колонн, барометрический конденсатор вакуумной колонны). [c.171]

    III Для конденсации и улавливания паров нефтепродуктов непосредственным контактом (барометрические конденсаторы вакуумных колонн, скрубберы битумных установок и т. п.) [c.480]

    При подаче захоложенной воды в конденсатор вакуумной колонны возможно забивание теплообменной поверхности кристаллами высоко-застывающих углеводородов. Для предотвращения этого разработана схема подачи депрессатора, по которой последний вводят в вакуумную колонну вместе с острым или верхним циркуляционным орошением. В качестве депрессатора используют бензиновую, керосиновую или дизельную фракции [41]. [c.98]


    Одним из широко распространенных мероприятий по снижению загрязнения атмосферного воздуха на АВТ является замена барометрических конденсаторов вакуумных колонн на поверхностные. Однако проектная схема этих установок неэффективна из-за сброса газов разложения в атмосферу. [c.24]

    От поверхностного конденсатора вакуумной колонны (первое предприятие) [c.175]

    На Новоуфимском заводе удалось понизить потери нефти и нефтепродуктов с 2,2 до 0,7% за счет проведения следующих мероприятий более 35 технологических установок были переведены иа схему прямого питания сырьем и ликвидировано около 400 промежуточных резервуа ррв смонтиро-ванс свыше 200 комплектов аппаратов воздушного охлаждения барометрические конденсаторы вакуумных колонн на всех установках АВТ заменены поверхностными конденсаторами внедрены системы глубокой стабилизации бенз иновых компонентов и др. [c.192]

    Отличают теплообменные аппараты смешения и поверхностные. В первых теплообмен между средами осуществляется путем их непосредственного соприкосновения (смещения), во вторых — через поверхность (стенка трубы, пластина и т. д.), разделяющую эти среды и исключающую их смешение. Теплообменники смешения имеют весьма ограниченное применение, так как после смешения теплообменивающихся потоков их последующее разделение не всегда возможно. По этому принципу работают барометрический конденсатор вакуумных колонн, конденсаторы для конденсации и охлаждения паров бензина и воды, скрубберы и т. д. В этих аппаратах разделение воды и продукта проходит быстро ввиду большой разности плотностей. [c.150]

    Летом, когда температура воды высока, создать глубокий вакуум затруднительно. Расход воды на барометрические конденсаторы вакуумных колонн на современных нефтеперегонных установках составляет примерно 350—400 м час. Для улавливания нефтепродуктов из иод барометрических конденсаторов и снижения потерь при вакуумной перегонке после барометрического колодца устанавливают нефтеловушки. [c.50]

    Опытная установка была построена непосредственно на заводской АВТ и работала по следующей схеме (рис. I). Вода из колодца барометрического конденсатора вакуумной колонны поступала самотеком в простейшую ловушку 1, представляющую собой бассейн площадью 1,85X1,35 м и глубиной 1,5 м. [c.207]

    Второй вариант расчета был направлен на увеличение отбора продуктов фракционирования (доотбор дизельного топлива в барометрическом конденсаторе вакуумной колонны). Отбор фракции дизельного топлива при этом составил 6,0 на мазут. Низкое фракционирующее действие каскадных тарелок конденсатора не позволило полностью реализовать это решение. [c.62]

    Сточные воды на установке депарафинизации образуются в основном из следующих технологических узлов насосная реакторного блока и блока отстойников, барометрический конденсатор вакуумной колонны, холодная и горячая насосные, а также от промывки аппаратуры, к ним добавляются утечки г из оборотных сгстем и поверхностные стоки. Сточные воды от реакторного блока-—это воды от охлаждения сальников насосов, смыва полов в этот поток поступает избыток воды из отстойников горячей воды, применяемой в качестве теплоносителя для разложения карбамидного комплекса. Общее количество этого сброса достигает 15—25 м ч. Группа сточных вод реакторного блока (табл. 1.5) загрязнена в основном нефтепродуктами, изопропиловым спиртом, карбамидом. Соотношение БПКполн к ХПК 80—85% свидетельствует о том, что они относятся к наиболее легко окисляемым сточным водам НПЗ. [c.26]

    Пробник (рис. 141) ставится на линии стока флегмы непосредственно за конденсатором вакуумных колонн. Если флегма стекает в колонну не через утку , а прямо из дефлегматора, то пробник ставят за холодильником. Жидкость течет через сливной патрубок / в расширительную камеру 2 и дальше уходит через патрубок 3. Для взятия пробы заполняют воронку 5, открывая кран на сливно.м патрубке 4. Порядок взятия проб описан в гл. IX Общие принципы ректификации под вакуумом . [c.260]

    Конденсаторы смешения на современных установках применяют редко и только тогда, когда теплообменивающиеся потоки не вступают между собой в реакцию, не растворяются один в другом и после передачи тепла легко разделяются. Наибольшее распространение получили такие аппарауы смешения, как барометрические конденсаторы вакуумных колонн (см. стр. 58), концевые бензиновые теплообменники для конденсации части паров, несконденсировавшихся в поверхностных аппаратах, и скрубберы для охлаждения газов. [c.1688]

    После промывки этерификат направляется на вакуумную раз-гонку для отделения от эфиров непрореагировавших синтетических жирных кислот. Вода из барометрического конденсатора вакуумной колонны и конденсат от вакуумной сушилки эфиров также сбрасываются в канализацию. Сброс производится один раз в 2—3 суток в количестве 8—10 м ч. [c.151]

    К теплообменным аппаратам смешения относятся барометрические конденсаторы вакуумных колонн, предназначенные для конденсации водяных паров с целью уменьшения нагрузки ва-куумсоздающего оборудования (вакуум-насосов, эжекторов). [c.502]



Конденсационные установки. Назначение, схемы установок и предъявляемые к ним требования

Вакуум-конденсационная установка сахарного завода – один из основных элементов тепловой схемы завода. Она предназначена для обеспечения оптимальной полезной разности температур в вакуум-аппаратах и на выпарной установке.

Кроме того, в технологической схеме завода конденсаторы используют как источники горячей воды на технологические нужды.

Пар может конденсироваться в поверхностных конденсаторах или в конденсаторах смешивания. В поверхностных конденсаторах пар конденсируется на охлаждающей поверхности и получается конденсат, который не смешивается с охлаждающей жидкостью. Конденсаторы применяют также в тех случаях, когда необходимо получить чистый конденсат вторичного пара или в конденсате содержатся агрессивные вещества, которые загрязняют промышленную воду.

В конденсаторах смешения вторичный пар конденсируется при смешивании пара и холодной воды. В сахарной промышленности не требуется получение чистого конденсата для технических нужд, поэтому конденсация вторичного пара осуществляется в барометрических конденсаторах смешивания, которые проще в конструктивном отношении и значительно дешевле по сравнению с поверхностными конденсаторами.

В паре и охлаждающей воде, поступающих в конденсатор, всегда содержится некоторое количество неконденсирующихся газов. Кроме того, в отдельных элементах установки в связи с наличием неплотностей возможны подсосы воздуха. Накопление неконденсирующихся газов и воздуха в конденсаторе снижает вакуум в нем. Вследствие этого для поддержания заданного разрежения в конденсаторе из него необходимо непрерывно удалять газы и воздух. Для этого применяют поршневые или водокольцевые насосы.

Конденсат вместе с охлаждающей водой можно удалять без насосов через так называемую барометрическую трубу, высота которой достаточна для уравновешивания столбом воды разности давления атмосферного воздуха и давления в конденсаторе. При снижении парциального давления паров и газов в конденсаторе в нем увеличивается вакуум. Таким образом, увеличение вакуума в конденсаторе можно достичь путем снижения температуры охлаждающей воды и более полного удаления из конденсатора неконденсирующихся газов.

В настоящее время в связи с ростом производительности сахарных заводов к конденсационным установкам предъявляют жесткие требования. Они заключаются в сокращении расхода воды на конденсационные установки, исключении загрязнения окружающей среды и переводе вакуум-аппаратов на обогрев вторичным паром II и III корпусов выпарной установки с целью экономии топливно-энергетических ресурсов.

Конденсаторы, применяемые в промышленности, не позволяют обеспечить требуемый тепловой и технологический режимы для заводов большой производительности. Все это приводит к поискам новых конструктивных решений при создании конденсаторов и схем конденсационных установок.

К конденсационным установкам предъявляют следующие требования: малые габариты; простота конструкции; небольшой расход охлаждающей воды; исключение  загрязнения охлаждающей воды, сбрасываемой в водоемы.

На рис. 13.1 представлены различные схемы конденсационных установок. На схеме последовательного соединения двух конденсаторов (рис.13.1.а) в первый конденсатор (предконденсатор) подается весь пар из последнего корпуса выпарной станции и пар из вакуум-аппаратов. В этот же конденсатор подается небольшое количество воды для конденсации части пара, поступающего в конденсатор, и получения барометрической воды с повышенной температурой. Оставшийся пар подводят во второй основной конденсатор, в котором он полностью конденсируется, а вода, уходящая из конденсатора, имеет пониженную температуру.

 

 

Рис. 13.1. Схемы конденсационных установок:

а – с последовательным соединением конденсаторов по пару; б – с параллельным соединением конденсаторов по пару с удалением воздуха из основного конденсатора и регулирующим вентилем на соединяющей паровой коммуникации; в – с раздельным подводом пара в каждый конденсатор (I – пар из выпарной станции; II – пар из вакуум-аппаратов)

 

На рис. 13.1.б конденсатор выпарной установки и конденсатор вакуум-аппаратов соединены параллельно, причем на паровой коммуникации, соединяющей предконденсатор и основной конденсатор, установлен вентиль, при помощи которого давление пара после предконденсатора редуцируется до давления пара, уходящего из вакуум-аппарата. Данная схема позволяет получить определенное количество воды, уходящей из предконденсатора, с повышенной температурой. Количество этой воды можно увеличить, если в конденсатор подавать не холодную воду, а воду, уходящую из конденсатора вакуум-аппаратов. 

На рис. 13.1. в каждый конденсатор подключен к своим вакуум-насосам. В отличие от этого подключение по схеме рис. 13.1.б обеспечивает то, что температура барометрической воды, уходящей из конденсатора выпарной станции, зависит от температурного режима работы выпарной станции.

В зависимости от выбранной схемы вакуум-конденсационной установки, способа регулирования ее работы, а также от  режима работы выпарной станции и вакуум-аппаратов температура и количество барометрической воды могут существенно меняться.

В табл. 13.1 представлены сравнительные данные по температуре воды, уходящей из конденсаторов, и по расходу воды на конденсаторы для различных схем установки конденсаторов, работающих при одних и тех же условиях.

 

13.1. Температура воды, уходящей из конденсаторов

Показатель Схема установки конденсатора
Один конденсатор

См. рис. 13. а

См. рис. 13. б

Максимально достижимая  температура воды (°С) на выходе из:      
предконденсатора 48,6 76,0
основного конднсатора 48,6 33,0 48,6

Расход охлаждающей воды, %:

     
предконденсатор 190 380
основной конденсатор 453 550 38
всего 453 740 418

 

Из табл. 13.1 видно, что последовательное подключение конденсаторов по пару без разделения потоков пара из выпарной станции и вакуум аппаратов (см. рис. 13.а) приводит к увеличению расхода воды на вакуум-конденсационную установку по сравнению с расходом на одни общий конденсатор, при этом температура барометрической воды не повышается.

Для уменьшения расхода холодной воды и повышения температуры барометрической воды на заводах целесообразно устанавливать предконденсатор для пара, поступающего из вакуум-аппаратов. При применении схемы, изображенной на рис. 13.1.б, регулирование температурного режима в последних корпусах выпарной установки осуществляется вентилем на паровой коммуникации между конденсаторами, а при применении схемы, показанной на рис. 13.1в, — вентилем последнего корпуса выпарной установки.

При обслуживании конденсационной установки необходимо уделять особое внимание регулированию работы конденсатора. До настоящего времени в большинстве промышленных конденсаторов применяют ручное регулирование. Это приводит к колебанию давления в конденсаторе в значительных пределах, недогреву барометрической воды и значительным изменениям удельного расхода воды на конденсатор.

Правильная работа конденсатора может быть достигнута при  автоматическом регулировании основных параметров его работы. В качестве основного параметра, обеспечивающего оптимальный режим работы конденсатора, принимают значение разрежения.

Схема автоматизации работы конденсационной установки изображена на рис. 13.2. Конденсат вместе с охлаждающей водой поступает из конденсатора 3 по барометрической трубе поступает в барометрический сборник 10, который разделен перегородкой на две части. Вместимость правой части сборника должна быть больше вместимости барометрической трубы, заполненной водой при наивысшем возможном вакууме.

Для удаления из конденсатора воздуха и неконденсирующихся газов установлен ротационный вакуум-насос 12. Воздух и газы, прежде чем попасть в насос, проходят через ловушку 1, в которой от них отделяются капли воды. Вода из ловушки по трубе направляется в сборник 10. Холодная вода поступает в конденсатор из сборника 5 через воздухоотделитель 4. Для поддержания определенного уровня охлаждающей воды в сборнике предусмотрена переливная труба 6.

 

Рис. 13.2. Схема автоматизации конденсационной установки:

1 – ловушка; 2, 7, 9, 13 – электрические термометры сопротивления; 3 – конденсатор; 4 – воздухоотводитель; 5 – сборник холодной воды; 6 – переливная труба; 8 – поплавковый регулятор прямого действия; 10 – сборник барометрической воды; 11 – центробежный насос; 12 – вакуум-насос; 14 – щиток; 15 — вакуумметр

 

В одинарном конденсаторе процесс конденсации пара завершается полностью, если вода в него поступает в необходимом количестве и барометрическая вода имеет достаточно низкую температуру. В тех случаях, когда необходимо получить часть барометрической воды с повышенной температурой, устанавливают два конденсатора. В первый конденсатор (предконденсатор) вода подается в меньшем количестве, и пар конденсируется частично: при этом получается барометрическая вода с повышенной температурой. Температура горячей барометрической воды регулируется количеством охлаждающей воды, поступающей в предконденсатор.

При обслуживании конденсационной установки особое внимание уделяют регулированию работы конденсатора. До настоящего времени большинство промышленных конденсаторов регулируют вручную, что приводит к колебаниям давления в конденсаторе в значительных пределах, недогреву барометрической воды и значительным изменениям удельного расхода воды на конденсатор.

Как уже отмечалось, основной параметр, обеспечивающий оптимальный режим работы конденсатора, — степень разрежения, которая определяется количеством и температурой воды, поступающей в конденсатор, и количеством воздуха и неконденсирующихся газов, удаляемых из него. Поскольку газы и воздух из конденсатора всегда удаляются надежно, то разрежение в конденсаторе можно регулировать только подачей в него воды.

Практически изменение разрежения в конденсаторе пропорционально изменению уровня воды в барометрической трубе, поэтому барометрическая труба используется в качестве вакуумметра. К барометрической трубе присоединяют поплавковый регулятор 8 прямого действия. Его поплавок связан с рычагами клапанов для подачи воды в воздухоотделитель 4. Таким образом, при отклонении разрежения от заданной величины изменяется количество воды, поступающей в конденсатор.

При автоматическом регулировании работы конденсатора колебания разрежения в нем не должны превышать 1,33 кПа, а колебания температуры — ±3°С. Конденсационная установка должна быть оснащена дистанционными показывающими и регистрирующими контрольно-измерительными приборами: указателем уровня холодной воды в сборнике, вакуумметром, термометрами для измерения температуры пара, холодной и барометрической воды, а также паровоздушной смеси, откачиваемой вакуум-насосом. Вторичные приборы необходимо сгруппировать на щите в удобном для наблюдения месте.

Вакуумная система на базе пароэжекторного вакуумного насоса (ПЭН)

ВСС на базе пароэжекторного вакуумного насоса (ПЭН)

Для условий работы вакуумных блоков АВТ обычно ПЭН состоит из трех ступеней сжатия. В первых двух ступенях насоса обеспечивается сжатие откачиваемой смеси до некоторого промежуточного давления за счет кинетической энергии рабочего агента (РА). Перед поступлением в следующую ступень сжатия смесь откачиваемой среды и РА проходит через промежуточный конденсатор поверхностного типа. Вода подается в трубное пространство конденсаторов, смесь откачиваемых паров и рабочего агента – в межтрубное пространство. В промежуточном конденсаторе достигается практически полная конденсация РА, а во второй и третьей ступенях и частичная конденсация ПГС. За счет этого массовая нагрузка на каждую последующую ступень ПЭНа прогрессивно снижается. Распределение общей степени сжатия в ПЭНе по ступеням является предметом оптимизационного расчета:

Так как откачиваемая ПГС содержит значительное количество водяных паров, то наиболее целесообразно обеспечить в первой ступени конденсацию максимального количества водяных паров, что обеспечивает снижение потребления пара последующими ступенями. При этом все количество оборотной воды целесообразно подать в трубное пространство холодильника -конденсатора первой ступени, после чего вода может последовательно подаваться в остальные промежуточные конденсаторы. Это объясняется тем, что в каждой последующей ступени ПЭНа температура конденсации водяного пара возрастает. Аналогичным образом снижается и необходимая (расчетная) поверхность теплообмена конденсаторов каждой последующей ступени ПЭНа.

Принципиальная схема рассматриваемой ВСС на базе ПЭНа представлена на Рис. 1.

ПГС, не сконденсировавшаяся в предварительном конденсаторе, подаётся на всасывание в паровой эжектор J-401, где смесь сжимается до промежуточного давления за счёт кинетической энергии водяного пара. Смесь водяного пара (РА) и откачиваемой смеси подаётся в межтрубное пространство холодильника- конденсатора E-423, где происходит конденсация смеси ПГС и РА первой ступени при промежуточном повышенном давлении и сепарация паровой и жидкой фаз. Сконденсированная жидкая фаза направляется в С-1.

Рис. 1. Принципиальная схема ВСС на базе ПЭНа.

J-401 – эжектор первой ступени; E-423 – холодильник-конденсатор первой ступени; J-402 – эжектор второй ступени; E-424 – холодильник-конденсатор второй ступени; J-403 – эжектор третьей ступени; Е-431 – холодильник-конденсатор  третьей ступени; С-1 – сепаратор (каплеуловитель).

Несконденсированная часть направляется на всасывание в паровой эжектор J-402, где сжимается до следующего промежуточного давления за счёт кинетической энергии водяного пара. Образовавшаяся смесь подается в межтрубное пространство холодильника-конденсатора E-424, где процессы конденсации и сепарации повторяются. Сконденсированная фаза сбрасывается в С-1.

Несконденсированная в холодильнике Е-424 ПГС подаётся на всасывание в паровой эжектор J-403, где сжимается до конечного давления выхлопа (несколько превышает атмосферное) за счет кинетической энергии водяного пара. Смесь рабочего агента и откачиваемой ПГС после эжектора поступает в межтрубное пространство холодильника-конденсатора Е-431, где происходит окончательная конденсация и сепарация газовой и жидкой фаз. Сконденсированная часть сбрасывается в С-1.

Рис. 2 Многосопловой паровой эжектор: А, Б – штуцера; 1 – сопло; 2 – входной конфузор; 3 – камеры смешения; 4 – расширяющийся диффузор

Основными элементами ПЭНа являются паровые эжекторы. В последнее время широкое распространение получили многосопловые паровые эжекторы. Такая компоновка позволяет сократить габариты оборудования и снизить металлоемкость эжекторов. На Рис. 2 представлен чертеж многосоплового парового эжектора.

Откачиваемая смесь поступает в штуцер А и сжимается до промежуточного давления водяным паром, поступающем через штуцер Б. Пар под давлением истекает через расширяющееся сопло 1 со сверхзвуковой скоростью в виде турбулентной струи. Вследствие турбулентного перемешивания вихревых масс паровой турбулентной струи с молекулами откачиваемого газа и вязкостного трения между граничными слоями вязкостной струи и прилегающими слоями ПГС последняя увлекается во входной конфузор 2, служащий для обеспечения возможно более полного перемешивания пара с газом.

Этот процесс характеризуется выравниваем значений всех параметров смеси (давления, плотности. скорости и температуры) по сечению потока. Вследствие обмена энергиями и возникновения скачка уплотнения давление откачиваемого газа возрастает, достигает статического давления смеси, а скорость потока уменьшается до звуковой. В горле камеры смешения 3 завершается выравнивание значений параметров смеси, а в расширяющемся диффузоре 4 происходит дальнейший переход кинетической энергии струи в потенциальную, что сопровождается уменьшением скорости и увеличением давления смеси до выпускного давления.

Производительность ПЭНа является функцией от различных параметров, таких как давление рабочего пара, температура и расход охлаждающей воды, давление на всасывании и количество ПГС.

По конструктивному оформлению промежуточные конденсаторы первой ступени сжатия (E-423 на Рис. 1) идентичны теплообменникам, представленным на рис. 5.4. Конденсаторы, применяемые на 2 и 3 ступенях, представляют собой типовые кожухотрубные конденсаторы.

Применение и преимущества вакуумных конденсаторов

я Внутри вакуумного конденсатора два металлических (обычно медных) электрода разделены вакуумом. Внешняя часть конденсатора выполнена из стекла или керамики. Обычно они имеют низкую емкость в диапазоне от 10 до 1000 пФ и высокое напряжение, обычно 5000 вольт и выше. Вакуумные конденсаторы находят широкое применение в промышленных применениях радиочастотной энергии. Они используются в таком оборудовании, как высокомощные радиовещательные передатчики, радиолюбительские радиоусилители и большие антенные тюнеры.Вакуумные конденсаторы также могут использоваться в качестве элемента изменения импеданса в автоматическом согласовании. Вариации вакуумных конденсаторов включают постоянные и переменные. Основное различие между постоянными и переменными заключается в том, что переменные вакуумные конденсаторы можно регулировать.

Вакуумные переменные конденсаторы должны выдерживать высокое напряжение. Типичный высокомощный радиолюбительский или AM-вещательный передатчик будет иметь потенциал постоянного тока от 1500 до 7500 В на аноде ВЧ-усилителя, в зависимости от типа лампы. В случае АМ этот потенциал может удвоиться.Некоторые дефекты в системе могут также увеличить ВЧ-напряжения, поэтому переменный конденсатор, используемый в анодной цепи оконечного усилителя, должен выдерживать эти потенциалы.

Вакуум — самый совершенный из диэлектриков с нулевым тангенсом угла потерь. Это означает, что очень большие мощности могут передаваться без значительных потерь и нагревания; юниты самовосстанавливаются после умеренных перегрузок. По сравнению с другими переменными конденсаторами вакуумные переменные из-за самого вакуума более точны и стабильны.Герметичная камера означает, что диэлектрическая проницаемость остается неизменной в широком диапазоне рабочих условий. Благодаря использованию вакуумных конденсаторов переменной емкости конструкторы смогли производить передатчики меньшего размера, которые обеспечивают лучшую и более надежную работу, а также их легче настраивать и поддерживать в настройке.

Для передатчиков большой мощности и других применений конденсаторов высокого напряжения вакуумные конденсаторы используются для цепей бака усилителя мощности, выходных цепей пи, цепей нейтрализации, цепей блокировки сетки и пластины, цепей связи антенны и ответвлений «отклонителя», формирования импульса на выходе. цепи магнетронов, проходные конденсаторы для ослабления гармоник, контуры баков оборудования для диэлектрического нагрева, малоиндуктивные, сильноточные обходные устройства и немагнитные конденсаторы для резонансной визуализации.Вакуумные конденсаторы используются в широковещательных передатчиках для длинных волн, средних волн (СВ или АМ), коротких волн и УКВ (FM и ТВ). Они также используются в антенных системах вещания, особенно в системах фазирования направленных антенн AM, диплексерах, триплексерах и блоках настройки линии.

Источник: Патрик Стокс

Коммутация батареи конденсаторов вакуумными выключателями Таврида

Как заметили многие наши клиенты, вакуумные выключатели «Таврида» обладают чрезвычайно длительным механическим и электрическим сроком службы — это количество операций, которое может выполнять контактор, обеспечивая при этом полную функциональность выключателя.Предлагаем рассмотреть применение ВКБ «Таврида» для переходных процессов коммутации конденсаторных батарей.

Содержание

Эта комбинация параметров является совершенно уникальной в отрасли, что приводит к большому количеству запросов наших партнеров, желающих извлечь выгоду из этого в своих приложениях.

Не будет преувеличением сказать, что большинство запросов касаются коррекции коэффициента мощности или фильтра с переключаемыми конденсаторами. А причина очень проста – такая нагрузка включается минимум три раза в сутки – чтобы компенсировать потери в сети или гармонические искажения, вызванные суточными колебаниями потребления.Массовое увеличение количества неископаемых генераторов делает количество операций для таких установок еще больше — переключение необходимо для изменения выработки электроэнергии в течение дня.

Если сложить все вышеперечисленное, то гидромолот должен выполнять не менее тысячи операций в год. Понятно, что никто из пользователей не хочет каждый год проводить техосмотр такого выключателя, тем более обслуживание кое-как. Вот где «Таврида» может дать преимущество.

Однако, наверное, все слышали, что коммутирующая нагрузка типа конденсаторов, шунтирующих реакторов или фильтров подавления гармоник имеет некоторые особенности.Ниже мы попытаемся описать их очень кратко и предоставить вам руководство о том, где смотреть и как получить все преимущества прерывателя, которые вам нужны при использовании его для компенсации емкостной мощности и переключения фильтров гармоник.

Проблема переключения блока конденсаторов — синхронизация напряжения

Каждый инженер знает, что автоматический выключатель прерывает переменный ток в его нуле. Таким образом, после отключения конденсатора батареи он полностью заряжается до амплитуды номинального напряжения сети.Это означает, что через полупериод после срабатывания вакуумный прерыватель получает напряжение сети с одной стороны и противоположное напряжение с другой. Двойное напряжение на прерывателе!

Что произойдет, если вакуумный зазор (иногда) сломается в этот самый момент? Однако переходный процесс начнет перезарядку конденсатора до напряжения сети с эффектом выброса колебательного процесса. Когда ток конденсатора снова станет равным нулю, прерыватель легко прервет его (помните, что прерыватель разомкнут).Однако на этот раз конденсатор будет перезаряжен до 3-кратной амплитуды номинального сетевого напряжения. Теперь мы получаем четырехкратное амплитудное напряжение на вакуумном прерывателе за полпериода. В случае повторного пробоя мы получаем 5х на конденсатор и т.д. Наверняка какое-то оборудование, подключенное к такой сети, выйдет из строя первым в этих условиях.

Хотя, на первый взгляд, почему первая поломка? Даже двойное напряжение на вакуумном промежутке все еще слишком мало, чтобы вызвать какие-либо проблемы для вакуумного выключателя, спроектированного так, чтобы выдерживать напряжение промышленной частоты на самом себе.Например, заземленная сеть 13,8 кВ с амплитудой между фазой и землей 11,3 кВ, даже удвоенная, дает 22,6 кВ на промежутке. Разрыв, рассчитанный на пиковое напряжение 54 кВ (на основе среднеквадратичного значения PFWV 38 кВ). Это выглядит как более чем двойной запас, так почему такое напряжение может быть проблемой?

Уменьшение диэлектрической прочности вакуумного прерывателя

Если говорить очень долго (которую тщательно изучили многочисленные исследователи, в том числе и наш отдел НИОКР), то очень коротко: вакуумный выключатель может выйти из строя при включении емкостной нагрузки из-за «мусора» в вакуумном промежутке и резкой шероховатости на контактных поверхностях после отключение, вызванное предшествующим включением конденсатора.Почему? Потому что по сравнению с любым другим типом нагрузки, ток конденсатора возрастает очень быстро после начального пробоя сужающегося зазора вакуумной дугогасительной камеры в процессе замыкания. Настолько быстро, что ток достигает значительных значений или даже максимума, пока вакуумная камера еще не закрыта механически. Этот ток нагрел бы очень небольшую часть материала контактной поверхности и расплавил бы ее. Сразу после механического закрывания этот материал замерзал.


Использование VCB Таврида для конденсаторов

Впоследствии, когда требуется срабатывание выключателя, эта расплавленная часть растрескивается на многочисленные частицы разного размера, которые заполняют зазор и, наряду с шероховатостью контакта в месте плавления, снижают диэлектрическую прочность вакуумной дугогасительной камеры – именно такую ​​диэлектрическую прочность, которая необходима. выдерживать повышенное напряжение.
Как уже можно было догадаться, есть два пути решения проблемы:

  1. Увеличить зазор между контактами, чтобы справиться с напряжением независимо от наличия в нем частиц
  2. Уменьшить количество частиц, которые, в свою очередь, уменьшают напряжение пробоя промежутка

Способность противостоять вакуумному зазору

Как можно повысить устойчивость к вакуумному зазору? Очевидный способ — увеличить его размер, но он не выглядит оптимальным. Просто взгляните на приведенную ниже диаграмму [1], показывающую диэлектрическую прочность вакуумной камеры в зависимости от размера ее зазора.Напряжение пробоя увеличивается постепенно, однако чем больше зазор, тем меньше увеличение.

Обратите внимание! Пожалуйста, не пытайтесь выдержать 160 кВ в промышленном вакуумном прерывателе с зазором 5 мм.

Приведенная ниже таблица применима для идеально обработанных поверхностей в лабораторных условиях, с которыми вы можете ознакомиться в оригинальной статье. Однако сам эффект очевиден.


График зависимости диэлектрической прочности вакуумного прерывателя от размера его зазора

Представьте, что вы выбираете между двумя последовательными зазорами в 5 мм или одним в 10 мм.Первый вариант обеспечит почти двойную сопротивляемость!

Подводя итог, можно сказать, что для коммутации конденсаторов можно использовать вакуумный прерыватель с большим ходом или два последовательных прерывателя. Чтобы сделать правильный выбор, рассмотрим параметры сетевого напряжения и сравним их с электрической выдержкой вакуумной дугогасительной камеры выключателя.

Очиститель вакуумного зазора

Чистота вакуумного промежутка на пике напряжения обеспечивается менее проплавленным пятном при его предварительном закрытии. Хотя мы не можем напрямую определить размер такого пятна, существуют различные концепции электрических критериев для оценки применения автоматического выключателя с этой точки зрения.В «Тавриде» используется простой, но проверенный на практике – пиковое значение тока включения конденсатора.
В свою очередь, на пиковый ток включения конденсатора влияют:

  1. Размер батареи конденсаторов – чем она больше, тем выше пиковый ток включения.
  2. Индуктивность серии
  3. . Чем больше индуктивность между источником питания и конденсатором, тем меньше пиковый ток включения. Этому эффекту способствует любая индуктивность между источником питания и конденсатором — сборные шины, воздушная линия, трансформатор, выделенная индуктивность и т. д.

Чтобы оценить, можно ли использовать прерыватель для коммутации конденсаторов в конкретной точке сети, инженер должен знать безопасное значение пикового тока включения для конкретного вакуумного прерывателя. В Таврии мы провели многочисленные опросы, которые определили это значение. Фактический пиковый ток включения должен быть рассчитан для применения и сравнен с безопасным для выключателя.

Чтобы помочь нашим клиентам в правильном выборе вакуумного выключателя, мы проводим опросы по применимости выключателя по запросу.Для выполнения обследования мы рассматриваем однолинейную схему полной электроустановки. Важен не только участок сети между источником и конденсатором, но и соседние элементы, такие как параллельно соединенные конденсаторы или большие сегменты сети, которые могут повлиять на результат. Мы выполняем расчет пикового тока включения для различных фазовых углов замыкания выключателя, чтобы определить сценарий наихудшего случая. Один из примеров расчета пикового тока включения показан на рисунке ниже.


Переключение банка разряжено. В зависимости от пикового напряжения на близком угле

Подводя итог, мы были бы рады, если бы это было так, но, к сожалению, сам по себе номинальный ток конденсатора не определяет применимость вакуумного выключателя. Это может быть огромная батарея с номинальным током 1000 А, однако демпфированная с соответствующей последовательной индуктивностью, которая будет производить ток питания только немного выше, чем номинальный ток батареи, и выключатель будет работать нормально.С другой стороны, относительно небольшая батарея без какого-либо демпфирования или, что еще хуже, параллельно подключенная к большой предварительно заряженной емкости может привести к повторным пробоям выключателя и отказу системы.

Заключение переходных процессов переключения конденсатора

Применение вакуумных выключателей для коммутации емкостных фильтров и фильтров подавления гармоник требует экспертизы производителя выключателя, который должен знать критическое значение пикового тока включения конденсатора и параметры стойкости вакуумного прерывателя.Это необходимо для того, чтобы предложить подходящий тип автоматического выключателя и оценить его применение с учетом максимального пикового тока включения конденсатора, который может возникнуть в установке.

Источник статьи

  1. CIGRE WG A3.27, «Влияние применения вакуумных распределительных устройств на напряжение передачи», Техническая брошюра CIGRE 589, стр. 17, 2014z

Владимир Минаев

Технический директор по экспортным продажам Таврида Электрик Глобал

Вакуумные конденсаторы

Приложения:

Высоковольтные вакуумные конденсаторы

Jennings обладают уникальными характеристиками, которые делают их особенно подходящими для мощных

Схемы генератора и усилителя

.Благодаря их использованию конструкторы смогли производить передатчики меньшего размера, предлагая

обладают превосходными, более надежными характеристиками, их гораздо проще настраивать и поддерживать в рабочем состоянии. Проблемы, вызванные пробоем диэлектрика,

, приводящие к дорогостоящим и критическим простоям, сведены к минимуму, поскольку эти устройства самовосстанавливаются после умеренных перегрузок.

Как в мощных передатчиках, так и в других высоковольтных конденсаторах вакуумные конденсаторы Jennings широко используются для

.

таких цепей как:

• Баковые цепи усилителя мощности

•Вывод пи сетей

• Цепи нейтрализации

• Схемы блокировки сетки и пластины

• Антенная муфта и ответвительные цепи «отклонителя»

•Формирование импульсов в выходной цепи магнетронов

• Проходные конденсаторы для подавления гармоник

• Контуры резервуаров диэлектрического нагревательного оборудования

• Низкоиндуктивное, сильноточное шунтирование

• Немагнитные конденсаторы для резонансной томографии (МРТ или ЯМР)

Особенности:

• Номинальное напряжение: Высокая диэлектрическая прочность вакуума плюс отсутствие пыли, влаги и т. д.,

допускает максимальное номинальное напряжение для данного размера и емкости.

•Высокий номинальный ток: Низкие потери и прочная медная конструкция позволяют выдерживать высокие ВЧ-токи с

. Только конвекционное охлаждение

.

• Экономия места. При заданной емкости и номинальном напряжении вакуумные конденсаторы занимают минимум места.

• Широкий диапазон настройки: высокое отношение максимальной емкости к минимальной (до 150:1) делает вакуумные конденсаторы желательными

для широких диапазонов настройки.

• Низкие потери: потери в вакуумном конденсаторе настолько малы, что для большинства приложений их можно рассматривать как

.

незначительно. Конструкционные материалы и вакуумный диэлектрик позволяют работать с большими радиочастотными токами при высоких значениях RF

.

частоты, которые уничтожили бы конденсаторы с другими диэлектриками.

• Самовосстановление: Вакуумные конденсаторы могут выдерживать мгновенные перегрузки, которые могут необратимо повредить другие устройства.

• Эксплуатация на большой высоте: Вакуумная герметизация позволяет использовать вакуумные конденсаторы на больших высотах без

деградация, которая происходит с другими типами.

Вакуумный конденсатор Дженнингса | Продукты и поставщики

ДЖЕННИНГС ВАКУУМНЫЙ КОНДЕНСАТОР


Продукты/Услуги для Jennings Vacuum Capacitor

  • Конденсаторы Конденсаторы — это электронные компоненты, используемые для накопления заряда и энергии. В своей простейшей форме конденсаторы состоят из двух проводящих пластин, разделенных изолирующим материалом, называемым диэлектриком. Конденсаторы являются пассивными электронными компонентами…

    Конфигурация / Форм-фактор

    Тип емкости

    Соответствует RoHS

    Конфигурация / Форм-фактор:
  • Вакуумные чашки и Вакуумные салфетки Вакуумные присоски и вакуумные подушечки захватывают объект и прикрепляются к нему с помощью прилагаемого герметичного вакуума . Подушки затем поднимают, перемещают или позиционируют заготовку при сборке или проверке. Вакуумные присоски и вакуумные подушки захватывают объект и прикрепляются…
  • Вакуум Датчики — Датчики вакуума представляют собой устройства для измерения вакуума или давления ниже атмосферного. Датчики вакуума используются для измерения вакуума или давления ниже атмосферного. Вакуум означает давление ниже атмосферного. Поскольку настоящий вакуум никогда не достигается, измерение…
  • Вакуумные Выключатели — Вакуумные переключатели представляют собой тип реле давления, которое работает в конце спектра давления вакуума .Они измеряют вакуум давление (отрицательное давление). Вакуумные переключатели представляют собой тип реле давления, которое работает в вакууме в конце давления…
  • Керамические Конденсаторы — Керамические конденсаторы имеют диэлектрик из керамических материалов. Керамические конденсаторы представляют собой пассивные электронные компоненты, изготовленные с использованием керамического диэлектрика. Керамические материалы использовались в качестве изоляторов с самого начала исследования…
  • Чип Конденсаторы — Микросхема конденсаторов или конденсаторы поверхностного монтажа не имеют выводов. Конденсаторы микросхемы представляют собой компоненты пассивной интегральной схемы (ИС), которые накапливают электрическую энергию. Конденсаторы микросхемы — это просто конденсаторы , изготовленные как устройства на интегральных схемах (ИС), а также …
  • Вакуумные насосы и Вакуумные генераторы — Вакуумные насосы и генераторы вакуума обеспечивают давление ниже атмосферного для различных промышленных и научных приложений, где требуется вакуум .Вакуумные насосы и вакуумные генераторы обеспечивают давление ниже атмосферного для различных промышленных…
  • Пленка Конденсаторы — Пленочные конденсаторы имеют изоляцию из полиэстера, поликарбоната, полипропилена, полистирола или других диэлектрических материалов. Пленка Конденсатор Основы. Пленочные конденсаторы — это пассивные компоненты, в которых в качестве диэлектрического изолятора используется чрезвычайно тонкая пластиковая пленка…
  • Тантал Конденсаторы — Танталовые конденсаторы используются в небольших электронных устройствах, включая портативные телефоны, пейджеры, персональные компьютеры и автомобильную электронику.Танталовые конденсаторы изготовлены с использованием тантала, по крайней мере, в качестве материала анода. Конденсаторы…
  • Мощность Конденсаторы — Конденсаторы Power используются в системах распределения электроэнергии для обеспечения статического источника ведущей реактивной мощности. Конденсаторы Power представляют собой пассивные электронные компоненты, которые обеспечивают статический источник реактивной мощности в системах распределения электроэнергии…

Новости о продуктах

  • Паломар Текнолоджис, Инк
    5100 Вакуум Печь под давлением SST 5100 — это вакуумная
    и напорная печь , которая обеспечивает точное автоматическое управление скоростями нагрева и охлаждения.Эта система позволяет нагревать до 500°С и охлаждать в среде инертного газа от вакуума уровней ниже 50 миллиторр до давления до 40 psig. Неограниченное количество профилей процесса может быть легко создано и сохранено в контроллере. Технологический нагрев осуществляется по всей рабочей зоне с помощью плоского инфракрасного нагревательного элемента. Система рассчитана на высокую… (прочитайте больше)

    Обзор печей оплавления для Palomar Technologies, Inc

  • Иллинойс Конденсатор
    Пленка Конденсаторы Illinois Capacitor предлагает очень разнообразный ассортимент пленочных конденсаторов для электронных и электромеханических приложений.В пленочных конденсаторах используются полимерные пленки, имеющие тонкий алюминиевый слой металлизации. Эта конструкция очень прочная и стабильная, с отличными электрическими характеристиками. Доступны осевые и радиальные типы выводов с различными вариантами подключения. Индивидуальные конструкции доступны для удовлетворения особых потребностей. Типы для конкретных приложений включают X2, Y2/X1, двигательный режим, IGBT и высоковольтные… (прочитайте больше)

    Browse Film Конденсаторы Спецификации для Иллинойса Конденсатор

  • Электрокуб, Инк.
    Seacor Конденсаторы Seacor Конденсаторы — дочерняя компания Electrocube. Компания Electrocube владеет торговой маркой Seacor из высоковольтных полиэфирных и высокоимпульсных полипропиленовых конденсаторов, конденсаторов с защитой от X2, пуска/работы двигателя и стандартных/высоких пульсаций тока. Приобретенные в 2002 году, Seacor конденсаторы предлагают широкий выбор стандартных конструкций и функций, разработанных для удовлетворения широкого спектра спецификаций, необходимых для удовлетворения требований систем электроснабжения.Seacor Конденсаторы . Общее назначение… (прочитайте больше)

    Просмотреть Конденсаторы Листы данных для Electrocube, Inc.

  • Иллинойс Конденсатор
    Алюминий-полимер Конденсаторы Иллинойс Конденсатор Алюминий-полимер Конденсаторы обеспечивают очень низкое ESR полимера с более высокими максимальными рабочими температурами и номинальным напряжением.Из-за низкого ESR один алюминиево-полимерный конденсатор может заменить до трех алюминиевых электролитов. По сравнению с большинством других полимерных конденсаторов , Illinois Capacitor имеет продукты, рассчитанные на более высокую температуру (до 125 C), до 160 WVDC и более высокие значения CV (емкость x напряжение). Они очень стабильны при изменении температуры и имеют отличные… (прочитайте больше)

    Обзор Конденсаторы Листы данных для Иллинойса Конденсатор

  • Иллинойс Конденсатор
    Power Film Конденсаторы Пленочные конденсаторы IC Power Film рассчитаны на работу в тяжелых условиях — высокие пульсации тока, импульсный ток, напряжение (до 10 кВ постоянного тока) и срок службы более 100 000 часов.Они будут питать высокочастотные импульсные источники питания, регуляторы скорости двигателя, устройства кондиционирования электропитания и другие высокопроизводительные силовые устройства. Выберите значения от 0,001 мкФ до 1500 мкФ. (прочитайте больше)
  • HVC Конденсатор Manufacturing Co., Ltd.
    Развязка конденсаторов от HVCAP Развязывающий конденсатор еще называют развязывающим. Схема всегда содержит драйвер и нагрузку. Если емкость нагрузки велика, схема возбуждения должна заряжать и разряжать конденсатор , чтобы выполнить переход сигнала, когда нарастающий фронт крутой, ток высокий, поэтому ток возбуждения будет поглощать большую часть тока питания.Поскольку индуктивность (особенно индуктивность на выводах основания микросхемы) и сопротивление будут восстанавливаться в цепи, такой ток на самом деле является шумом по сравнению с нормальным … (прочитайте больше)

    Просмотреть Конденсаторы Листы данных для HVC Конденсатор Manufacturing Co., Ltd.

Электроника с цифровым ключом

Иллинойс Конденсатор

Нью-Йоркер Электроникс Ко., Инк.

РОМ Полупроводник ГмбХ

Маузер Электроникс, Инк.

Иллинойс Конденсатор

Конденсаторы на продажу

Конденсаторы на продажу

Вакуумный пылесос Дженнингс Переменный

Это модель Jennings CVDB 1500 15N25 с переменным вакуумом. Это от 36 до 1500 пФ при 15 000 В постоянного тока. я измерил один а на нижнем конце он измерял 30 пФ. Я использую этот для моего собственного антенного тюнера HF. Может быть небольшая вмятина но вакуум не нарушен.

У меня 1 такой слева снят с линейных усилителей Collins 208U.У меня также есть двухфазный сервопривод для управления конденсатором. электромеханически. См. их список на странице «Разное».

Вакуумный пылесос Дженнингс Переменный

Это модель Jennings CVDP 2300-15S с переменным вакуумом. Это от 50 до 2300 пФ при 15 000 В постоянного тока. Он справится по крайней мере 100 А RMS до 100 МГц и 200 А при 2 МГц.

У меня остался 1 такой большой мальчик, снятый с линейных усилителей Collins 208U.У меня также есть 2-фазные сервоприводы для управления конденсатор электромеханически. См. их список на странице «Разное». Может быть несущественная вмятина или две на теле.

Резонансный бак

Этот параллельный резонатор от антенного тюнера Collins CU-1464. Диапазон резонанса составляет от 6,5 МГц до 8,5 МГц. Вакуумный переменный конденсатор Jennings модели UMF-800 рассчитан на 18 000 В постоянного тока и имеет емкость от 12 до 800 пФ.

Высоковольтная пластинчатая соединительная крышка RF

Это конденсатор связи 2000 пФ, 10 000 В постоянного тока.Он имеет очень низкая индуктивность и может нести 100 ампер RF на все частоты ВЧ.

Цепь обхода ВЧ высокого напряжения

На концах дросселя, проходящего через середину трубки, установлены малоиндуктивные обходные конденсаторы емкостью 2000 пФ.

Этот блок конденсатора/индуктора пропускает 7500 В постоянного тока от нижнего отсек, через ВЧ деку в анодный отсек. верхний конец затем соединяется с дросселем питания пластины (перечислены в разделе «Индукторы»), который напрямую подключен к анод тетрода.

Вакуумный пылесос Дженнингс Переменный

Хорошая переменная для этого антенного тюнера или для использования в пи сеть на тарелке того нового линейного, о котором вы думаете здание…

Вакуумный пылесос Дженнингс Переменный

Эта переменная уже имеет оборудование для управления конденсатором. установлены. Просто поверните эту шестерню на конце, и крышка пересекает свой диапазон со встроенными механическими упорами.

Резонансный бак

Баковая схема с переменной индуктивностью и переменным конденсатором с воздушным диэлектриком. Схема резонирует от 1,8 МГц до 32 МГц и находился в плате драйвера для сетка 4CX10000D линейная.

Большой электролитический

Это большой алюминиевый электролит емкостью 12 000 мкФ при 250 В постоянного тока. У меня есть несколько, так что несколько серий попасть в диапазон киловольт с большим количеством джоулей.

Большие электролиты

Это большой алюминиевый электролит емкостью 160 000 мкФ при 10 В постоянного тока.

У меня есть множество алюминиевых электролитов, которые я собираюсь убрать из своего запаса в ближайшее время. Они варьируются от 10 В постоянного тока до 350 В постоянного тока с различными емкостями. Пожалуйста, спросите, если вам нужно какое-то конкретное значение, и ожидайте, что кепка, если она у меня есть, будет практически бесплатной…

Рынок вакуумных конденсаторов — глобальный отраслевой анализ, доля к 2031 году

Рынок вакуумных конденсаторов: введение

Transparency Market Research предоставляет ключевую информацию о мировом рынке вакуумных конденсаторов.С точки зрения доходов, мировой рынок вакуумных конденсаторов, по оценкам, будет расширяться в среднем на 4,1% в течение прогнозируемого периода благодаря многочисленным факторам, в отношении которых TMR предлагает подробные сведения и прогнозы в своем отчете о мировом рынке вакуумных конденсаторов.

На мировой рынок вакуумных конденсаторов в значительной степени влияет несколько факторов, в том числе увеличение числа применений в самых разных секторах и рост темпов внедрения передовых технологий. Таким образом, расширение применения вакуумных конденсаторов в различных секторах стимулирует мировой рынок.

Рынок вакуумных конденсаторов: Dynamics

Вакуумные конденсаторы

широко используются в производственном оборудовании полупроводников, плоскопанельных дисплеях и другом оборудовании. Увеличение миниатюризации и потребность в более высокой скорости обработки подпитывают спрос на вакуумные конденсаторы для различных приложений. Кроме того, размеры экранов плоских дисплеев и цифровых вывесок увеличиваются, что еще больше подпитывает рынок вакуумных конденсаторов.

Вакуумные конденсаторы также используются в различном медицинском оборудовании, таком как генераторы и трубки рентгеновского излучения, компьютерные томографы и аппараты магнитно-резонансной томографии.Вакуумные конденсаторы используются в этих приложениях из-за высоких номинальных значений напряжения и тока, а также емкости от 1 пФ до 6000 пФ с допуском пикового напряжения в диапазоне от 3 кВпик до 40 кВпик.

Производители инвестируют в технологические разработки и запуск новых продуктов для получения конкурентного преимущества. Например, корпорация Meidensha представила рентгеновскую трубку с холодным катодом с углеродными наноструктурами для системы медицинского рентгеновского контроля с использованием регулируемого механизма для вакуумных конденсаторов и метода вакуумной герметизации.Кроме того, разрабатываются новые продукты, такие как шарико-винтовые пары и вакуумные конденсаторы с автоматической настройкой, обеспечивающие более высокую точность, выдерживающие более высокое напряжение и большую допустимую нагрузку по току.

Однако генерация мягкого рентгеновского излучения при нормальной работе препятствует использованию вакуумного конденсатора в зонах повышенной безопасности. Кроме того, наличие альтернатив, таких как сланцевый газ для производства электроэнергии, и растущие технологические достижения для замены вакуумных конденсаторов, вероятно, будут препятствовать развитию рынка вакуумных конденсаторов.

Рынок вакуумных конденсаторов: известные регионы

Ожидается, что рынок вакуумных конденсаторов в Северной Америке будет расширяться в течение прогнозируемого периода благодаря присутствию ключевых игроков рынка, технологическим достижениям и растущему использованию вакуумных конденсаторов в различных приложениях в регионе. Рынок вакуумных конденсаторов в Европе, по прогнозам, значительно расширится в течение прогнозируемого периода благодаря увеличению инвестиций производителей в регионе. Рынок вакуумных конденсаторов в Азиатско-Тихоокеанском регионе, вероятно, будет расширяться в течение прогнозируемого периода из-за увеличения использования вакуумных конденсаторов в секторах бытовой электроники, автомобилей и телекоммуникаций, а также присутствия большого количества игроков, разрабатывающих и производящих вакуумные конденсаторы.

Рынок вакуумных конденсаторов: ключевые игроки

Ключевыми игроками на мировом рынке вакуумных конденсаторов являются Comet Holding AG, Richardson Electronics, Ltd., Kunshan GuoLi Electronic Technology Co., Ltd. (GLVAC), Meidensha Corporation, ABB Ltd, Cixi AnXon Electronic Co., Ltd. и High Хоуп Интернэшнл Инк.

Мировой рынок вакуумных конденсаторов: сегментация

Рынок вакуумных конденсаторов по типу

  • Переменный вакуумный конденсатор
  • Стационарный вакуумный конденсатор

Рынок вакуумных конденсаторов по заявкам

  • Оборудование радиосвязи
  • Плоский дисплей
  • Изготовление микросхем
  • Контуры резервуаров диэлектрического нагревательного оборудования
  • Респираторы
  • Прочее (антенный тюнер, антенная муфта и т. д.))

Рынок вакуумных конденсаторов по отраслям конечного использования

  • Бытовая электроника
  • Телекоммуникации
  • Здравоохранение
  • Автомобилестроение
  • Прочее (автоматизация, промышленность и т. д.)

Рынок вакуумных конденсаторов по регионам

  • Северная Америка
    • США
    • Канада
    • Остальная часть Северной Америки
  • Европа
    • У.К.
    • Германия
    • Франция
    • Италия
    • Россия
    • Остальная Европа
  • Азиатско-Тихоокеанский регион (APAC)
    • Китай
    • Индия
    • Япония
    • Южная Корея
    • АСЕАН
    • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
  • Ближний Восток и Африка (MEA)
    • Страны ССАГПЗ
    • Южная Африка
    • Северная Африка
    • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
  • Южная Америка
    • Бразилия
    • Аргентина
    • Остальная часть Южной Америки

О нас

Transparency Market Research — компания, занимающаяся изучением глобального рынка и предоставляющая глобальные информационные отчеты и услуги.Наше эксклюзивное сочетание количественного прогнозирования и анализа тенденций обеспечивает перспективную информацию для тысяч лиц, принимающих решения. Наша опытная команда аналитиков, исследователей и консультантов использует собственные источники данных и различные инструменты и методы для сбора и анализа информации.

Наше хранилище данных постоянно обновляется и пересматривается группой экспертов-исследователей, чтобы всегда отражать последние тенденции и информацию. Обладая широкими возможностями в области исследований и анализа, Transparency Market Research применяет строгие первичные и вторичные методы исследования при разработке уникальных наборов данных и исследовательских материалов для бизнес-отчетов.

Контактный телефон

90 State Street, офис 700

Олбани, Нью-Йорк 12207

Тел.: +1-518-618-1030

США – Канада Бесплатный номер: 866-552-3453

Электронная почта: [email protected]

Веб-сайт: https://www.transparencymarketresearch.com/

Конденсаторы и емкость — University Physics Volume 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните понятия конденсатора и его емкости
  • Опишите, как оценить емкость системы проводников

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 правильнее было бы назвать их «пластинами конденсатора».) Пространство между конденсаторами может быть просто вакуумом, и в этом случае конденсатор называется «вакуумный конденсатор». Однако это пространство обычно заполнено изоляционным материалом, известным как диэлектрик. (Вы узнаете больше о диэлектриках в разделах, посвященных диэлектрикам, далее в этой главе.) Объем памяти в конденсаторе определяется свойством, называемым емкостью , о котором вы узнаете подробнее чуть позже в этом разделе.

Конденсаторы

применяются в самых разных областях: от фильтрации статического электричества от радиоприема до накопления энергии в сердечных дефибрилляторах. Как правило, коммерческие конденсаторы имеют две проводящие части, расположенные близко друг к другу, но не соприкасающиеся, как, например, на (рис.). В большинстве случаев между двумя пластинами используется диэлектрик. Когда клеммы батареи подключены к первоначально незаряженному конденсатору, потенциал батареи перемещает небольшое количество заряда величиной Q с положительной пластины на отрицательную.Конденсатор в целом остается нейтральным, но с зарядами и находящимися на противоположных пластинах.

Оба конденсатора, показанные здесь, были изначально разряжены перед подключением к батарее. У них теперь есть заряды и (соответственно) на их тарелках. (a) Конденсатор с плоскими пластинами состоит из двух пластин противоположного заряда площадью 90 741 A 90 742, разделенных расстоянием 90 741 d 90 742 . (b) Скрученный конденсатор имеет диэлектрический материал между двумя проводящими листами (пластинами).

Система, состоящая из двух одинаковых пластин с параллельными проводниками, разделенных расстоянием, называется конденсатором с параллельными пластинами ((Рисунок)).Величина электрического поля в пространстве между параллельными пластинами равна , где обозначает поверхностную плотность заряда на одной пластине (напомним, что заряд Q на площадь поверхности A ). Таким образом, величина поля прямо пропорциональна Q .

Разделение зарядов в конденсаторе показывает, что заряды остаются на поверхности пластин конденсатора. Линии электрического поля в конденсаторе с плоскими 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 их пластин) сохраняют разное количество заряда при одном и том же приложенном на их пластинах напряжении В . Емкость C конденсатора определяется как отношение максимального заряда Q , который может храниться в конденсаторе, к приложенному напряжению В на его обкладках.Другими словами, емкость — это наибольшее количество заряда на вольт, которое может храниться на устройстве:

.

Единицей измерения емкости в системе СИ является фарад (Ф), названный в честь Майкла Фарадея (1791–1867). Поскольку емкость — это заряд на единицу напряжения, один фарад равен одному кулону на один вольт, или

.

По определению, конденсатор емкостью 1,0 Ф способен накапливать 1,0 Кл заряда (очень большое количество заряда), когда разность потенциалов между его пластинами составляет всего 1,0 В. Следовательно, один фарад — это очень большая емкость.Типичные значения емкости варьируются от пикофарад до миллифарад, включая микрофарад (). Конденсаторы могут изготавливаться различных форм и размеров ((рисунок)).

Вот некоторые типичные конденсаторы, используемые в электронных устройствах. Размер конденсатора не обязательно связан со значением его емкости. (кредит: Уинделл Оскей)

Расчет емкости

Мы можем рассчитать емкость пары проводников с помощью следующего стандартного подхода.

Стратегия решения проблем: Расчет емкости

  1. Предположим, что конденсатор имеет заряд Q .
  2. Определите электрическое поле между проводниками. Если в расположении проводников присутствует симметрия, вы можете использовать закон Гаусса для этого расчета.
  3. Найдите разность потенциалов между проводниками из


    где путь интеграции ведет от одного проводника к другому. Тогда величина разности потенциалов равна .

  4. Зная В , получите емкость непосредственно из (Рисунок).

Чтобы показать, как работает эта процедура, мы теперь рассчитаем емкости пластинчатых, сферических и цилиндрических конденсаторов. Во всех случаях мы предполагаем вакуумные конденсаторы (пустые конденсаторы) без диэлектрического вещества в пространстве между проводниками.

Конденсатор с параллельными пластинами

Конденсатор с плоскими пластинами ((Рисунок)) имеет две одинаковые проводящие пластины, каждая из которых имеет площадь поверхности A , разделенных расстоянием d .Когда на конденсатор подается напряжение В , он накапливает заряд Q , как показано на рисунке. Мы можем видеть, как его емкость может зависеть от A и d , рассматривая характеристики кулоновской силы. Мы знаем, что сила между зарядами увеличивается с увеличением заряда и уменьшается с расстоянием между ними. Следует ожидать, что чем больше пластины, тем больше заряда они могут хранить. Таким образом, C должно быть больше для большего значения A .Точно так же, чем ближе пластины друг к другу, тем сильнее притяжение к ним противоположных зарядов. Следовательно, C должно быть больше для меньшего d .

В конденсаторе с пластинами, расположенными на расстоянии d , каждая пластина имеет одинаковую площадь поверхности A .

Определим поверхностную плотность заряда на пластинах как

Из предыдущих глав мы знаем, что когда d мало, электрическое поле между пластинами довольно однородно (без учета краевых эффектов) и что его величина определяется выражением

, где константа представляет собой диэлектрическую проницаемость свободного пространства. Единица СИ Ф/м эквивалентна Поскольку электрическое поле между пластинами однородно, разность потенциалов между пластинами равна

Следовательно, (рисунок) дает емкость плоского конденсатора как

Обратите внимание, что из этого уравнения емкость является функцией только геометрии и того, какой материал заполняет пространство между пластинами (в данном случае вакуум) этого конденсатора.На самом деле это верно не только для плоского конденсатора, но и для всех конденсаторов: Емкость не зависит от Q или V . При изменении заряда соответственно изменяется и потенциал, так что Q / V остается постоянным.

Емкость и заряд, хранящийся в плоском конденсаторе (a) Какова емкость пустого плоского конденсатора с металлическими пластинами, каждая из которых имеет площадь , разделенных на 1,00 мм? б) Какой заряд накопится в этом конденсаторе, если к нему приложить напряжение?

Стратегия

Нахождение емкости C является прямым применением (рисунок).Как только мы найдем C , мы можем найти накопленный заряд с помощью (рисунок).

Решение

  1. Ввод данных значений в (Рисунок) дает


    Это маленькое значение емкости показывает, насколько сложно изготовить устройство с большой емкостью.

  2. Инвертирование (рисунок) и ввод известных значений в это уравнение дает

Значение Этот заряд лишь немного больше, чем в обычных приложениях статического электричества.Поскольку воздух разрушается (становится проводящим) при напряженности электрического поля около 3,0 МВ/м, на этом конденсаторе больше не может накапливаться заряд при увеличении напряжения.

Конденсатор с параллельными пластинами 1-F Предположим, вы хотите построить конденсатор с плоскими пластинами и емкостью 1,0 Ф. Какую площадь вы должны использовать для каждой пластины, если расстояние между пластинами составляет 1,0 мм?

Перестановка раствора (рисунок), получаем

Каждая квадратная пластина должна иметь диаметр 10 км. Раньше было обычной шуткой просить студента пойти на склад лаборатории и попросить конденсатор с плоскими пластинами 1-Ф, пока обслуживающему персоналу не надоела эта шутка.

Проверьте свои знания Емкость плоского конденсатора составляет 2,0 пФ. Если площадь каждой пластины , каково расстояние между пластинами?

Проверьте свое понимание Убедитесь, что и у вас одинаковые физические единицы измерения.

Цилиндрический конденсатор

Цилиндрический конденсатор состоит из двух концентрических проводящих цилиндров ((Рисунок)). Внутренний цилиндр радиуса может быть как оболочкой, так и полностью твердым телом.Внешний цилиндр представляет собой оболочку с внутренним радиусом . Предположим, что длина каждого цилиндра равна 90 741 х 90 742, а избыточные заряды и располагаются на внутреннем и внешнем цилиндрах соответственно.

Цилиндрический конденсатор состоит из двух концентрических проводящих цилиндров. Здесь заряд на внешней поверхности внутреннего цилиндра положителен (обозначен ), а заряд на внутренней поверхности внешнего цилиндра отрицателен (обозначен ).

Без учета краевых эффектов электрическое поле между проводниками направлено радиально наружу от общей оси цилиндров.Используя поверхность Гаусса, показанную на (рисунке), мы имеем

Следовательно, электрическое поле между цилиндрами равно

Здесь единичный радиальный вектор по радиусу цилиндра. Подставляем в (рисунок) и находим разность потенциалов между цилиндрами:

Таким образом, емкость цилиндрического конденсатора равна

Как и в других случаях, эта емкость зависит только от геометрии расположения проводников. Важным применением (рисунок) является определение емкости на единицу длины коаксиального кабеля , который обычно используется для передачи изменяющихся во времени электрических сигналов.Коаксиальный кабель состоит из двух концентрических цилиндрических проводников, разделенных изоляционным материалом. (Здесь мы предполагаем вакуум между проводниками, но физика качественно почти такая же, когда пространство между проводниками заполнено диэлектриком.) Такая конфигурация экранирует электрический сигнал, распространяющийся по внутреннему проводнику, от внешних по отношению к проводнику паразитных электрических полей. кабель. Ток течет в противоположных направлениях во внутреннем и внешнем проводниках, при этом внешний проводник обычно заземлен.Теперь из (рис.) емкость на единицу длины коаксиального кабеля равна

.

В практических приложениях важно выбрать конкретные значения C / l . Этого можно добиться соответствующим выбором радиусов проводников и изоляционного материала между ними.

Проверьте свои знания Когда цилиндрический конденсатор получает заряд 0,500 нКл, между цилиндрами измеряется разность потенциалов 20,0 В.а) Чему равна емкость этой системы? б) Чему равно отношение их радиусов, если длина цилиндров 1,0 м?

Несколько типов практичных конденсаторов показаны на (Рисунок). Обычные конденсаторы часто изготавливают из двух небольших кусочков металлической фольги, разделенных двумя небольшими кусочками изоляции (см. (Рисунок) (б)). Металлическая фольга и изоляция покрыты защитным покрытием, а два металлических вывода используются для подключения фольги к внешней цепи. Некоторыми распространенными изоляционными материалами являются слюда, керамика, бумага и антипригарное покрытие Teflon™.

Другим популярным типом конденсатора является электролитический конденсатор. Он состоит из окисленного металла в токопроводящей пасте. Основным преимуществом электролитического конденсатора является его высокая емкость по сравнению с другими распространенными типами конденсаторов. Например, емкость алюминиевого электролитического конденсатора одного типа может достигать 1,0 Ф. Однако вы должны быть осторожны при использовании электролитического конденсатора в цепи, потому что он работает правильно только тогда, когда металлическая фольга находится под более высоким потенциалом, чем проводящая паста.Когда возникает обратная поляризация, электролитическое воздействие разрушает оксидную пленку. Конденсатор этого типа нельзя подключать к источнику переменного тока, потому что в половине случаев переменное напряжение будет иметь неправильную полярность, поскольку переменный ток меняет полярность (см. Цепи переменного тока в цепях переменного тока).

Переменный воздушный конденсатор ((рисунок)) имеет два набора параллельных пластин. Один набор пластин закреплен (обозначен как «статор»), а другой набор пластин прикреплен к валу, который может вращаться (обозначен как «ротор»).Поворачивая вал, можно изменить площадь поперечного сечения в области нахлеста пластин; следовательно, емкость этой системы может быть настроена на желаемое значение. Конденсаторная настройка находит применение в любом типе радиопередачи и при приеме радиосигналов от электронных устройств. Каждый раз, когда вы настраиваете автомобильный радиоприемник на любимую станцию, подумайте о емкости.

В переменном воздушном конденсаторе емкость можно регулировать, изменяя эффективную площадь пластин. (кредит: модификация работы Робби Спроула)

Символы, показанные на (Рисунке), представляют собой схемы различных типов конденсаторов.Обычно мы используем символ, показанный на (Рисунок) (а). Символ на (Рисунок)(c) обозначает конденсатор переменной емкости. Обратите внимание на сходство этих символов с симметрией плоского конденсатора. Электролитический конденсатор представлен символом в части (рисунок) (b), где изогнутая пластина указывает на отрицательный вывод.

Здесь показаны три различных представления конденсаторов. Символ в (а) является наиболее часто используемым. Символ в (b) представляет собой электролитический конденсатор.Символ в (c) представляет собой конденсатор переменной емкости.

Интересный прикладной пример модели конденсатора взят из клеточной биологии и касается электрического потенциала плазматической мембраны живой клетки ((Рисунок)). Клеточные мембраны отделяют клетки от их окружения, но позволяют некоторым избранным ионам проходить внутрь или наружу клетки. Разность потенциалов на мембране составляет около 70 мВ. Клеточная мембрана может иметь толщину от 7 до 10 нм. Рассматривая клеточную мембрану как наноразмерный конденсатор, оценка наименьшей напряженности электрического поля на ее «пластинах» дает значение .

Эта величина электрического поля достаточно велика, чтобы создать электрическую искру в воздухе.

Полупроницаемая мембрана биологической клетки имеет разные концентрации ионов на внутренней поверхности, чем на внешней. Диффузия перемещает ионы (калия) и (хлорида) в показанных направлениях до тех пор, пока кулоновская сила не остановит дальнейший перенос. Таким образом, внешняя поверхность мембраны приобретает положительный заряд, а ее внутренняя поверхность приобретает отрицательный заряд, создавая на мембране разность потенциалов.Мембрана в норме непроницаема для Na+ (ионов натрия).

Резюме

  • Конденсатор — это устройство, в котором накапливается электрический заряд и электрическая энергия. Количество заряда, которое может хранить вакуумный конденсатор, зависит от двух основных факторов: приложенного напряжения и физических характеристик конденсатора, таких как его размер и геометрия.
  • Емкость конденсатора — это параметр, который говорит нам, сколько заряда может храниться в конденсаторе на единицу разности потенциалов между его пластинами.Емкость системы проводников зависит только от геометрии их расположения и физических свойств изоляционного материала, заполняющего пространство между проводниками. Единицей емкости является фарад, где

Концептуальные вопросы

Зависит ли емкость устройства от приложенного напряжения? Зависит ли емкость устройства от заряда, находящегося на нем?

Как бы вы расположили пластины плоского конденсатора ближе или дальше друг от друга, чтобы увеличить их емкость?

Значение емкости равно нулю, если пластины не заряжены.Правда или ложь?

Если пластины конденсатора имеют разную площадь, приобретут ли они одинаковый заряд, если конденсатор подключить к батарее?

Зависит ли емкость сферического конденсатора от того, какая сфера заряжена положительно или отрицательно?

Проблемы

Какой заряд накапливается в конденсаторе при приложении к нему напряжения 120,0 В?

Найдите заряд, накопленный при подаче 5,50 В на конденсатор емкостью 8,00 пФ.

Рассчитайте напряжение, прикладываемое к конденсатору, когда он держит заряд.

Какое напряжение необходимо приложить к конденсатору емкостью 8,00 нФ, чтобы накопить заряд 0,160 мКл?

Какая емкость необходима для накопления заряда при напряжении 120 В?

Какова емкость вывода большого генератора Ван де Граафа, если он хранит 8,00 мКл заряда при напряжении 12,0 МВ?

Обкладки пустого плоскопараллельного конденсатора емкостью 5,0 пФ расположены на расстоянии 2,0 мм друг от друга. Чему равна площадь каждой пластины?

А 60.Вакуумный конденсатор емкостью 0 пФ имеет площадь пластины . Какое расстояние между его пластинами?

Набор параллельных пластин имеет емкость . Какой заряд нужно добавить к пластинам, чтобы увеличить разность потенциалов между ними на 100 В?

Считайте Землю сферическим проводником радиусом 6400 км и рассчитайте его емкость.

Если емкость на единицу длины цилиндрического конденсатора равна 20 пФ/м, чему равно отношение радиусов двух цилиндров?

Пустой конденсатор с плоскими пластинами имеет емкость .Какой заряд должен утечь с его пластин, чтобы напряжение на них уменьшилось на 100 В?

Глоссарий

емкость
количество накопленного заряда на единицу вольта
конденсатор
Устройство, накапливающее электрический заряд и электрическую энергию
диэлектрик
изоляционный материал, используемый для заполнения пространства между двумя пластинами
плоский конденсатор
система из двух одинаковых параллельных проводящих пластин, разделенных расстоянием
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.