A kapasitor berubah-ubah adalah salah satu jenis kapasitor yang mempunyai nilai kemuatan berubah-ubah. ini kapasitor termasuk dua plat di mana kawasan di antara plat ini hanya dilaraskan untuk menukar kemuatan kapasitor. Kapasitor ini boleh didapati dalam dua jenis kapasitor udara & kapasitor perapi. Secara amnya, kapasitor ini digunakan terutamanya dalam litar LC untuk penalaan frekuensi dalam radio. Jadi artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan salah satu jenis kapasitor boleh ubah seperti an kapasitor udara – bekerja & aplikasinya.
Apakah Kapasitor Udara?
An Definisi kapasitor udara ialah kapasitor yang menggunakan udara sebagai medium dielektrik. Kapasitor ini boleh direka bentuk dalam bentuk kapasitans tetap atau berubah-ubah. Jenis kapasitans tetap tidak digunakan dengan kerap kerana terdapat perbezaan jenis kapasitor tersedia dengan ciri-ciri unggul manakala jenis kapasitans berubah digunakan dengan lebih kerap kerana pembinaannya yang mudah.
Kapasitor udara biasanya dibuat dengan dua set plat logam separuh bulatan yang dipisahkan melalui udara bahan dielektrik . Dalam plat logam ini, satu set kekal & set satu lagi disambungkan ke aci yang membolehkan pengendali memutarkan pemasangan untuk menukar kapasitansi apabila diperlukan. Apabila pertindihan antara dua plat logam lebih besar, kapasitansi lebih tinggi. Jadi keadaan kapasitans tertinggi dicapai apabila pertindihan antara dua set plat logam adalah maksimum manakala keadaan kapasitans terendah dicapai apabila tiada pertindihan. Untuk kawalan kemuatan yang lebih baik, penalaan yang lebih halus, dan peningkatan ketepatan, mekanisme gear pengurangan digunakan.
Kapasitor udara mempunyai nilai kapasitans kecil yang berjulat dari 100 pF - 1 nF manakala voltan operasi berjulat dari 10 hingga 1000V. Voltan pecahan dielektrik adalah kurang jadi kerosakan elektrik akan berubah dalam kapasitor jadi ini boleh menyebabkan kerja kapasitor udara rosak.
Pembinaan Kapasitor Udara & Cara Kerjanya
Kapasitor boleh laras seperti kapasitor udara termasuk satu siri plat aluminium pusingan separuh bulat di atas aci pusat yang disusun di antara set plat aluminium tetap yang sama jaraknya. Kapasitor ini mempunyai lubang gerudi di bahagian tengahnya untuk melepasi rod kawalan. Untuk mengawal rod ini, cakera ganti disambungkan untuk menghantarnya secara bebas ke seluruh yang lain yang bermaksud set cakera dipisahkan dengan cekap kepada dua kumpulan yang bersama-sama membentuk dua kawasan plat kapasitor.
Setelah cakera kapasitor berada dalam bentuk separuh bulatan, kemudian memutar set bergerak menyebabkan jumlah di mana kedua-dua kumpulan bertindih bertukar kepada keseluruhan kawasan plat. Apabila kapasitansi kapasitor ini bergantung pada keseluruhan kawasan platnya, maka perubahan dalam kawasan itu boleh menyebabkan perubahan yang setara dalam kapasitansi komponen, jadi pengendali dibenarkan mengubah suai nilai komponen sesuka hati.
Apabila plat aluminium yang bergerak diputar, dan jumlah pertindihan antara plat statik & bergerak akan ditukar. Udara di antara set plat ini berfungsi seperti dielektrik berkesan yang melindungi set antara satu sama lain. Apabila kapasitansi kapasitor bergantung pada saiz bersama plat, maka pelarasan ini hanya membenarkan nilai kapasitor udara dilaraskan.
Litar Kapasitor Udara
Litar kapasitor udara ringkas ditunjukkan di bawah. Kapasitor ini menggunakan udara sebagai dielektrik dan ia direka dengan menggunakan dua kerajang logam atau plat logam yang menyambung selari dengan beberapa jarak antara satu sama lain. Kapasitor menyimpan tenaga dalam bentuk cas elektrik pada plat.
Sebaik sahaja voltan digunakan pada kapasitor udara untuk mengukur cas pada dua plat, maka nisbah cas 'Q' kepada voltan 'V' akan memberikan nilai kemuatan untuk kapasitor itu, ia diberikan seperti C = S/V. Persamaan ini juga boleh ditulis untuk menyediakan formula untuk mengukur kuantiti cas pada dua plat seperti Q = C x V.
Sebaik sahaja arus elektrik dibekalkan ke dalam kapasitor, kemudian ia mengecas, dengan itu medan elektrostatik akan menjadi sangat kuat kerana ia menyimpan lebih banyak tenaga di antara kedua-dua plat.
Begitu juga apabila arus mengalir keluar dari pemuat udara maka beza keupayaan di antara kedua-dua plat ini akan berkurangan & medan elektrostatik berkurangan apabila tenaga elektrik hilang dari plat. Jadi kapasitansi adalah salah satu sifat kapasitor yang digunakan untuk menyimpan cas elektrik pada dua platnya dalam bentuk medan elektrostatik.
Kebenaran Kapasitor Udara
Permittiviti boleh ditakrifkan sebagai sifat setiap bahan sebaliknya medium yang digunakan untuk mengukur rintangan yang ditawarkan terhadap pembentukan medan elektrik. Ia dilambangkan dengan huruf Yunani 'ϵ' (epsilon) & unitnya ialah F/m atau farad per meter.
Jika kita menganggap kapasitor yang merangkumi dua plat yang dipisahkan dengan jarak 'd', medium dielektrik seperti udara digunakan di antara kedua-dua plat ini. Di antara dua plat pemuat, terdapat molekul yang membentuk momen dipol elektrik. Dipol elektrik bermaksud, sepasang cas yang bertentangan dan sama. Sebagai contoh, satu molekul termasuk cas positif pada satu hujung dan cas negatif pada hujung yang lain yang dipisahkan oleh beberapa jarak seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut.
Dalam rajah berikut, molekul biasanya diselaraskan secara rawak dalam plat kapasitor. Sebaik sahaja kita menggunakan medan elektrik pada plat-plat ini secara luaran, molekul-molekul dalam kapasitor membawa ke dalam garisan sendiri dengan cara yang lebih baik yang dikenali sebagai kebolehpolaran. Jadi, momen dipol mereka menjana medan elektriknya sendiri. Medan elektrik ini menentang medan elektrik yang digunakan secara luaran oleh itu, ia menjadi seperti kutub serupa dua magnet yang terus menentang satu sama lain.
Apabila molekul-molekul itu berbaris sendiri atau lebih terpolarisasi, ia menentang medan elektrik luaran yang kita panggil sebagai kebolehgunaan. Di sini, kemiringan mengukur rintangan yang ditawarkan oleh bahan atau medium kepada medan elektrik luaran.
Jika kebolehtelapan medium lebih tinggi, maka molekul medium itu terpolarisasi dengan lebih baik & dengan itu ia menawarkan lebih banyak rintangan kepada medan elektrik luaran. Begitu juga, jika kebolehtelapan medium adalah rendah, maka molekul akan terpolarisasi dengan lemah, jadi ia menawarkan rintangan yang kurang kepada medan elektrik luaran.
Permittivity tidak tetap, jadi ia berbeza dengan faktor yang berbeza seperti suhu, kelembapan, jenis sederhana, kekerapan medan, kekuatan medan elektrik, dsb.
Permittivity memainkan peranan penting dalam menentukan kapasiti kapasitor. Jadi, kemuatan kapasitor plat selari dikira dengan
C = ϵ x A/d
di mana,
'A' ialah luas plat tunggal.
'd' ialah jarak antara dua plat kapasitor.
'ϵ' ialah kebolehtelapan medium di antara dua plat kapasitor.
Jika anda memerhatikan kapasitor berikut, kebolehtelapan boleh menjejaskan dengan jelas kemuatan kapasitor.
Dalam dua kapasitor berikut, dielektrik yang digunakan dalam kapasitor sebelah kiri ialah udara. Jadi kebolehtelapan relatif kapasitor udara ini adalah sedikit > 1 iaitu 1.0006.
Begitu juga dalam kapasitor kedua, dielektrik yang digunakan ialah kaca. Jadi kebolehtelapan kapasitor ini adalah lebih kurang 4.9 hingga 7.5. Jadi, berbanding dengan kapasitor udara, kapasitor dengan dielektrik kaca mempunyai kebolehtelapan yang tinggi.
Jadi, bahan dengan kebolehtelapan yang kurang akan memberikan kemuatan yang lebih sedikit & bahan dengan kemiringan yang lebih tinggi akan memberikan kemuatan yang tinggi. Oleh itu, kepelbagaian memainkan peranan utama dalam menentukan nilai kemuatan.
Ciri-ciri
Ciri-ciri pemuat udara termasuk yang berikut.
- Kapasitor udara adalah bukan kutub yang bermaksud kapasitor ini boleh digunakan dengan selamat dalam aplikasi AC sehingga penarafan voltan tertinggi tidak melebihi.
- Kapasitor ini mempunyai kapasitans kecil yang berjulat antara 100pF & 1nF.
- Voltan operasi maksimum bergantung terutamanya pada dimensi fizikal kapasitor.
- Voltan kerja yang tinggi memerlukan ruang di antara dua plat cukup untuk mengelakkan kerosakan elektrik udara.
- Kekuatan dielektrik udara adalah lebih rendah daripada banyak bahan lain, yang menjadikan kapasitor ini tidak sesuai untuk voltan tinggi.
Kelebihan
The kelebihan kapasitor udara termasuk yang berikut.
- Ia mempunyai arus kebocoran yang kurang yang bermaksud bahawa kerugian operasi dalam kapasitor ini adalah minimum, terutamanya jika kelembapan tidak tinggi.
- Rintangan penebat adalah tinggi.
- Kestabilan yang baik.
- Mereka mempunyai voltan pecahan yang kurang.
- Faktor pelesapan adalah rendah.
The keburukan kapasitor udara termasuk yang berikut.
- Kapasitor udara boleh didapati dalam saiz yang besar.
- Kapasitor ini mempunyai kurang kapasiti.
- Ini mahal.
- Ia menduduki lebih banyak ruang berbanding dengan kapasitor lain.
Aplikasi
The aplikasi kapasitor udara termasuk yang berikut.
- Kapasitor ini biasanya digunakan dalam resonan, litar LC, yang memerlukan perubahan dalam kapasitansi. Ini
- litar terdiri daripada penala radio, pengadun frekuensi & komponen padanan impedans untuk penala antena.
- Ini digunakan biasanya di mana kapasitans boleh laras diperlukan seperti litar resonans.
- Kapasitor ini digunakan untuk menala litar radio & juga dalam litar di mana kehilangan yang lebih sedikit diperlukan.
Oleh itu, ini adalah gambaran keseluruhan udara kapasitor - berfungsi dengan aplikasi. Kapasitor ini dibuat dengan aluminium dan ia berfungsi dengan baik dalam medan magnet yang sangat kuat. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah dielektrik dalam kapasitor?
