Condensadors per a instal·lacions elèctriques de corrent altern

A l’article "Condensadors: propòsit, dispositiu, principi d'acció" Es va parlar dels condensadors electrolítics. S’utilitzen principalment en circuits de corrent continu, com a capacitats de filtre en els rectificadors. A més, no poden prescindir dels circuits d’alimentació d’alimentació de cascades de transistors, estabilitzadors i filtres de transistors. A més, com es deia a l’article, no permeten corrent directe, però tampoc volen treballar en corrent altern.

Existeixen condensadors no polars per a circuits de corrent altern i molts dels seus tipus indiquen que les condicions de funcionament són molt diverses. En aquells casos en què es necessita una alta estabilitat de paràmetres i la freqüència prou alta, s’utilitzen condensadors d’aire i ceràmics.

Els paràmetres d'aquests condensadors estan subjectes a requisits augmentats. En primer lloc, es tracta d’una alta precisió (tolerància baixa), a més d’un coeficient de temperatura insignificant de la capacitança TKE. Per regla general, aquests condensadors es col·loquen en els circuits oscilatoris dels equips de ràdio receptors i transmissors.

Si la freqüència és petita, per exemple, la freqüència de la xarxa d’il·luminació o la freqüència del rang de so, és molt possible utilitzar condensadors de paper i paper.

Els condensadors dielèctrics de paper estan recoberts amb una làmina fina de metall, la majoria de vegades d’alumini. El gruix de les plaques varia entre 5 ... 10 μm, que depèn del disseny del condensador. Entre les plaques s’incorpora un dielèctric de paper condensador impregnat d’una composició aïllant.

Per augmentar el voltatge de funcionament del condensador, es pot posar el paper en diverses capes. Tot aquest paquet està torçat com una catifa i col·locat en una caixa rodona o rectangular. En aquest cas, per descomptat, es treuen conclusions a partir de les plaques i el cas d’un condensador no està connectat a res.

Els condensadors de paper s’utilitzen en circuits de baixa freqüència a altes tensions de funcionament i corrents significatius. Una d’aquestes aplicacions molt habituals és la inclusió d’un motor trifàsic en una xarxa monofàsica.

En els condensadors de paper metàl·lic, el paper de les plaques el juga una fina capa de metall polvoritzada al buit sobre un paper condensador, tot el mateix alumini. El disseny dels condensadors és el mateix que el de paper, però, les dimensions són molt menors. L’abast d’ambdós tipus és aproximadament el mateix: circuits de corrent continu, impulsos i alterns.

El disseny de condensadors de paper i paper metàl·lic, a més de la capacitança, proporciona a aquests condensadors una inductància important. Això condueix al fet que a certa freqüència el condensador de paper es converteix en un circuit oscil·lador ressonant. Per tant, aquests condensadors s'utilitzen només en freqüències no superiors a 1 MHz. La figura 1 mostra condensadors de paper i paper produïts a l’URSS.

Figura 1 Condensadors de paper i paper per a circuits de corrent alterna

Els antics condensadors de paper metàl·lic tenien la propietat de curar-se després de l’avaria. Es tractava de condensadors dels tipus MBG i MBGCH, però ara es substituïen per condensadors per un dielèctric ceràmic o orgànic dels tipus K10 o K73.

En alguns casos, per exemple, en dispositius d'emmagatzematge analògics, o d'una altra manera, dispositius d'emmagatzematge de mostreig (SEC), s'imposen requisits especials als condensadors, en particular, a les baixes corrents. A continuació, els condensadors arriben al rescat, els quals la dièctrica estan fets de materials amb alta resistència. En primer lloc, es tracta de condensadors fluoroplàstics, de poliestirè i de polipropilè.Resistència aïllant lleugerament inferior en condensadors mica, ceràmics i policarbonats.

Els mateixos condensadors s’utilitzen en circuits polsats quan cal una alta estabilitat. En primer lloc, per a la formació de diversos retards de temps, polsos d’una certa durada, així com per establir les freqüències de funcionament de diversos generadors.

Perquè els paràmetres de temps del circuit siguin encara més estables, en alguns casos es recomana utilitzar condensadors amb un voltatge de funcionament augmentat: no hi ha res dolent en instal·lar un condensador amb una tensió de funcionament de 400 o fins i tot 630V en un circuit de 12V. Aquest condensador ocuparà llocs, per descomptat, més, però també augmentarà l'estabilitat de tot el circuit.

La capacitança elèctrica dels condensadors es mesura en Farads F (F), però aquest valor és molt gran. N’hi ha prou amb dir que la capacitat del planeta no supera els 1F. En qualsevol cas, això és exactament el que s’escriu als llibres de text de física. 1 Farad és la capacitat a la qual, amb una càrrega de q per 1 penjoll, la diferència (tensió) de potencial de les plaques del condensador és de 1V.

Es deriva del que s’acaba de dir que Farada és un valor molt gran, per tant, a la pràctica, s’utilitzen sovint unitats més petites: microfarads (μF, μF), nanofarads (nF, nF) i picofarads (pF, pF). Aquests valors s'obtenen mitjançant prefixos fraccionaris i múltiples, que es mostren a la taula de la figura 2.

Figura 2

Les parts modernes són cada cop més petites, per tant, no sempre és possible posar-hi marques completes, cada vegada més utilitzen diversos sistemes de símbols. Tots aquests sistemes en forma de taules i explicacions per a ells es poden trobar a Internet. Als condensadors dissenyats per al muntatge en SMD, sovint no hi ha cap senyalització. Els seus paràmetres es poden llegir als envasos.

Per saber com es comporten els condensadors en circuits de CA, es proposa fer alguns experiments senzills. Al mateix temps, no hi ha requisits especials per als condensadors. Els condensadors de paper o paper més comuns són força adequats.

Els condensadors condueixen corrent altern

Per verificar això de primera mà, n’hi ha prou amb reunir un esquema senzill mostrat a la figura 3.

Figura 3

En primer lloc, heu d'encendre la làmpada mitjançant condensadors C1 i C2 connectats en paral·lel. La làmpada brillarà, però no gaire. Si ara hi afegim un altre condensador C3, la luminiscència de la làmpada augmentarà notablement, cosa que indica que els condensadors resisteixen el pas del corrent altern. A més, una connexió paral·lela, és a dir. augment de la capacitat, aquesta resistència redueix.

D’aquí la conclusió: com més gran sigui la capacitat, menor serà la resistència del condensador al pas de corrent altern. Aquesta resistència s’anomena capacitiva i es coneix a les fórmules com a Xc. Xc també depèn de la freqüència del corrent, com més gran sigui, menys Xc. Això es parlarà més endavant.

Una altra experiència es pot fer mitjançant un mesurador d’electricitat, desconnectant prèviament tots els consumidors. Per fer-ho, heu de connectar en paral·lel tres condensadors d’1 μF i simplement connectar-los a una presa d’alimentació. Per descomptat, cal tenir molta cura, o fins i tot soldar un endoll estàndard als condensadors. La tensió de funcionament dels condensadors ha de ser com a mínim de 400V.

Després d'aquesta connexió, n'hi ha prou amb observar el mesurador simplement per assegurar-se que es manté en peu, tot i que es calcula que un condensador és equivalent en resistència a una làmpada incandescent amb una potència d'uns 50W. La pregunta és, per què no gira el mostrador? Això també es tractarà al proper article.

Boris Aladyshkin