Айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар: ауа және сегнеторэлектрикті керамикадан жасалған конденсаторлар
I. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
II.Негізгі бөлім
1. Айнымалы сыйымдылықтағы кондонсаторлардың электрлік және
құрылымдық негізгі қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... ... ...8
3. Жартылай айнымалы ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
4. Сегнетокерамикалық конденсаторлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
III. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
IV.Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
II.Негізгі бөлім
1. Айнымалы сыйымдылықтағы кондонсаторлардың электрлік және
құрылымдық негізгі қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... ... ...8
3. Жартылай айнымалы ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
4. Сегнетокерамикалық конденсаторлар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
III. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
IV.Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
Электрлік конденсаторлар – көптен қолданылатын массалық бұйым, зарядты және электрлік өрістің энергиясын жинайтын құрылғы. Қазіргі заманғы электрониканың тез дамуына байланысты конденсаторларға деген қажеттілік үзіліссіз өсіп келеді. Қазіргі кезде, бұл бұйымдардың едәуір кең номенклатурасы жасалынды және аса жоғары электрлік, тасымалдаушылық сипаттамалардың жаңа түрлерінің әзірленуі жалғасуда.
Алуантүрлі конденсаторлардың әртүрлілігі және ақпараттық материалдардың болмауымен сипатталады.
Электрлік конденсаторлар радиоэлектроникада және электротехникалық құрылғыларда кең қолданылатын элементтердің бірі болып табылады.
Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.
Конденсаторлардың пайдалану облысы кең – электроэнергетика, транспорт, байланыс, телевидение, радиохабарлағыш, есептеуіш және өлшеуіш техника болып табылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор жаңа заманғы радиоаппараттардың маңызды тармақтарының бірі болып табылады. Қабылдағыштардың және жібергіштердің контурларын баптау көп жағдайда айнымалы сыйымдылықты конденсатор арқылы жүзеге асады. Электрлік және радиоөлшеуіш аппараттарда және де көптеген арнаулы радиоқұрылғыларда кең қолданыс тапты.
Алуантүрлі конденсаторлардың әртүрлілігі және ақпараттық материалдардың болмауымен сипатталады.
Электрлік конденсаторлар радиоэлектроникада және электротехникалық құрылғыларда кең қолданылатын элементтердің бірі болып табылады.
Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.
Конденсаторлардың пайдалану облысы кең – электроэнергетика, транспорт, байланыс, телевидение, радиохабарлағыш, есептеуіш және өлшеуіш техника болып табылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор жаңа заманғы радиоаппараттардың маңызды тармақтарының бірі болып табылады. Қабылдағыштардың және жібергіштердің контурларын баптау көп жағдайда айнымалы сыйымдылықты конденсатор арқылы жүзеге асады. Электрлік және радиоөлшеуіш аппараттарда және де көптеген арнаулы радиоқұрылғыларда кең қолданыс тапты.
1. Бекмағамбетова Қ. Х. Электрмеханика және электротехникалық жабдық. 1,2 – бөлім. Электр оқшаулағыш және кабельдік техника. 050718 – Электроэнергетика мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін есептеу – графикалық жұмыстарын орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБИ, 2008.–13б.
2. Бекмағамбетова Қ. Х. Электрмеханика және электротехникалық жабдық. 050718 – Электроэнергетика мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін дәрістер жинағы. – Алматы: АЭжБИ, 2008.–45б.
3. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки: Справочник. В. П. Берзан, Б. Ю. Геликман, М. Н. Гураевский и др.; Под редакцией Г. С. Кучинского. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 656с.: ил.
4. Электрические конденсаторы. Ренне В. Т, Под редакцией Д. М. Казарновский. Ленинград, 1959г.
2. Бекмағамбетова Қ. Х. Электрмеханика және электротехникалық жабдық. 050718 – Электроэнергетика мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттері үшін дәрістер жинағы. – Алматы: АЭжБИ, 2008.–45б.
3. Электрические конденсаторы и конденсаторные установки: Справочник. В. П. Берзан, Б. Ю. Геликман, М. Н. Гураевский и др.; Под редакцией Г. С. Кучинского. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 656с.: ил.
4. Электрические конденсаторы. Ренне В. Т, Под редакцией Д. М. Казарновский. Ленинград, 1959г.
Мазмұны
I. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
II.Негізгі бөлім
1. Айнымалы сыйымдылықтағы кондонсаторлардың электрлік және
құрылымдық негізгі қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... . ... ..8
3. Жартылай айнымалы ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... . ... ... ... .11
4. Сегнетокерамикалық конденсаторлар ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 13
III. Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
IV.Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
Кіріспе
Электрлік конденсаторлар - көптен қолданылатын массалық бұйым, зарядты және электрлік өрістің энергиясын жинайтын құрылғы. Қазіргі заманғы электрониканың тез дамуына байланысты конденсаторларға деген қажеттілік үзіліссіз өсіп келеді. Қазіргі кезде, бұл бұйымдардың едәуір кең номенклатурасы жасалынды және аса жоғары электрлік, тасымалдаушылық сипаттамалардың жаңа түрлерінің әзірленуі жалғасуда.
Алуантүрлі конденсаторлардың әртүрлілігі және ақпараттық материалдардың болмауымен сипатталады.
Электрлік конденсаторлар радиоэлектроникада және электротехникалық құрылғыларда кең қолданылатын элементтердің бірі болып табылады.
Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.
Конденсаторлардың пайдалану облысы кең - электроэнергетика, транспорт, байланыс, телевидение, радиохабарлағыш, есептеуіш және өлшеуіш техника болып табылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор жаңа заманғы радиоаппараттардың маңызды тармақтарының бірі болып табылады. Қабылдағыштардың және жібергіштердің контурларын баптау көп жағдайда айнымалы сыйымдылықты конденсатор арқылы жүзеге асады. Электрлік және радиоөлшеуіш аппараттарда және де көптеген арнаулы радиоқұрылғыларда кең қолданыс тапты.
Соңғы 15-20 жылда қиындылығы ұлғая түсті. Жеке тармақтарға, оның ішінде айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторларға қойылатын талаптарда өсті. Бұл ең алдымен нақтылыққа, сыйымдылықтың тұрақтылығына және де конденсатор габаритіне қатысты. Жартылай өткізгішті техниканың дамуына байланысты. Кішігабаритті тармақтардың және бөлшектердің (кедергі, тұрақты сыйымдылықтағы конденсатор, фильтрлер және аралық жиіліктегі контурлар) дамуына байланысты қазіргі заманда айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар белгілі бір дәрежеде радиоқұрылғылардың габариттері анықталады.
1. Айнымалы сыйымдылықтағы кондонсаторлардың электрлік және құрылымдық негізгі қасиеттері
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор - сыйымдылығы номиналды өлшемдердің аумағында өгеретін жәнеде кез-келген жағдайда тағайындалатын конденсаторларды айтады. Айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар радиобайланыс аппараттарында (қабылдағыштар және жібергіштер) және де радиоөлшеуіш аппараттарда электрлік контурларын түзету элементі ретінде кеңінен қолданылады.
1.1 сурет. Айнымалы сыйымдылықты конденсатор.
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор ротор, статор, корпус, осьтерден және байланыс пружиналарынан тұрады. Ротор және статор бір-біріне бекітілген параллель пластиналар жүйесінен тұрады.
Берілген аймақтағы жиіліктердегі контурды баптау айнымалы сыйымдылық немесе айнымалы индуктивтілік немесе сыймдылықпенде индуктивтілікпенде жүргізіледі. Сыйымдылықтың Cмин және индуктивтіліктің Lмин бастапқы мәні арқылы табылатын резонансты жиіліктің өзінің максималды мәнінен fмакс минималды мәніне fмин дейінгі өзгерісі сыйымдылықтың ∆C-ке және индуктивтіліктің ∆L-ке өсуімен бірдей дәрежеде жүргізіледі.
fмакс=12PILминCмин (1.1)
fмин=12PI(Lмин+∆L)Cмин (1.2)
fмин=12PILмин(Смин+∆С) (1.3)
Егер индуктивтілік L өсуінен контурдың резонанстық кедергісі Rэ өссе, ал сыйымдылық C өсуінен резонанстық кедергісі Rэ кемиді:
RЭ=ρ2r=LCr=ρQ (1.4)
Мұндағы ρ - толқындық кедергі; Q - беріктігі; r - контур шығындарының кедергісі.
Контурдың қабылдағыш аппараттарының күшеюі немесе контр жібергіштерінің қуатының қуаттылығы резонастық контур кедергісіне байланысты. Контур индуктивтілігін баптау артықшылығына қарамастан айнымалы сыйымдылықты қонтурды баптау жие қолданылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар қойылатын талаптар мен атқарылатын функциялар және де құрылымдық орындалуымен ажыратылады. Айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторда қолданылатын диэлектриктерге байланысты конденсаторлар қатты, сұйық және газ тәріздес диэлектриктер болып бөлінеді. Өз кезегінде газ тәрізді диэлектриктік конденсаторлар газ толтырылған ауалы диэлектрикті конденсаторлар болып бөлінеді.
Көптеген жағдайларда тербемелі контурларда ауалы диэлектрикті айнымалы сыйымдылықты конденсатор қолданылады. Егер ауа диэектрик сияқты төменгі электрлік беріктілікті және төменгі диэлектрлік өтімділікті болса, онда бірнеше құнды қасиеттерге ие: шығынның болмауы, ылғалдылыққа төзімділік, диэлектрлік өтімділіктің тұрақтылыығы, электрлік тесілуінен кейін қайта қалпына келуі, алалы диэлектрлікті айнымалы сыйымдылықты конденсатордың құрылымы тым қарапайым және жоғары электрлік және механикалық көрсеткіштерді алуға мүмкіндік береді.
Қатты диэлектрлікті айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар электрлі параметрлерінен ауалы диэлектрлікті конденсаторлардан қалыс қалады және аз қолданылады, тек аздаған габариттер керек кезде және параметрлердің тұрақтылығының аздылығында ғана қолданылады. Мысалы: қалталық радиоқабылдағыштар.
Екі жұқа пластинкадан тұратын конденсатордың сыйымдылығы келесі формула арқылы өрнектеледі:
c=1,11εS4PId (1.5)
Мұндағы С - сыйымдылық;
ε - диэлектриктің диэлектрлік өтімділігі;
d - диэлектриктің қалыңдығы;
S - пластинаның активті бөлігі;
Егер пластина параллель біріктірілген n пластинадан тұратын болса, онда сыйымдылық былай өрнектеледі:
С=1,11εS(n-1) 4PId (1.6)
Пластинкалардың санының көбеюі пластинкалардың активті ауданының көбеюіне эквивалентті. Пластинкалардың саны айнымалы болмайтындықтан, конденсаторларда айнымалы параметр ретінде ε, S және d болады.
Диэлектрлік өтімділігі электрлі өрістің кернеуінің өзгеруіне байланысты өзгеретін диэлектриктер болады. Бұндай диэлектриктер вариконда деп аталатын айнымалы сыйымдылықты конденсаторларды жасау үшін қолданылады. Бірақ бұл конденсаторлар үлкен шығынға, аздаған тұрақтылыққа ие жәнеде сыйымдылықтың өзгеру диапозоны көп емес болады. Сондықтан диэлектрлік өтімділігі ε айнымалы конденсаторларды қолдану кең тарамаған.
Жұқа конденсатордың қалыңдығының d өзгеру әсерінен сыйымдылығының өзгеруі қалыңдығына d кері пропорционал болады. Бұндай конденсаторларда сыйымдылықтың өзгеруіне байланысты тесілу кернеуіде өзгереді, көптеген жағдайда бұл ыңғайсыз. Бұл конденсатордың негізі ерекшелігі құрылымының қарапайымдығы.
Айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторлардың негізгі түрі сыйымдылығының өзгеруі пластинаның активті ауданының өзгеруіне байланысты болатын конденсаторлар жатады. Бұндай пластина жүйесінің біреуі қозғалыссыз, екіншісі қозғалыста болады.
Айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторлардың негізгі түріне жұқа пластинкалары айнымалы қозғалыста болатын және де ауалы диэлектрикті конденсаторлар жатады, олар радиотехникада кеңінен қолданылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар жилік пен тербелмелі контурдың толқын ұзындығының өзгерісі арқылы анықталатын сыйымдылықтың өзгеру заңына байланыстыда бөлінеді. Осы белгісіне байланысты конденсаторлар тіке сыйымдылықты, тіке жиілікті, тіке толқынды, логарифмдік және синусоидалды болып бөлінеді.
Қабылдағыштардың, жібергіштердің, өлшеуіш құрылғылардың тербелмелі контурларын баптау үшін жиілігі диапазон бойынша біркелкі өзгеретін тіке жиілікті конденсаторлар кеңінен қолданылады.
Тіке жиілікті конденсаторлар тек толқын ұзындығы диапазонына біркелкі тығыздық қажет кезде қолданылады.
Логарифмдік конденсаторлар жиіліктің қатыстық өзгерісінің тұрақтылығына немесе конденсатордың айналу роторының бұралу бұрышының бірдей болуымен сипатталады.
Синусоидалды конденсаторлар салыстырмалы түрде сирек қолданылады, көбіне жібергіш құрылғыларда кездеседі.
Бұл конденсаторлардың ішінде ең қарапайымы тіке сыйымдылықты конденсаторлар. Тіке сыйымдылықты конденсаторлар ротордың бұрылу бұрышының бірдей мәндерінде жәнеде сыйымдылық шкаласы біркелкі мәндерінде сыйымдылықтың өзгерісі бірдей болады. Сондықтан тіке сыйымдылықты конденсаторлар негізінен өлшеуіш аппараттарда түзеткіш конденсаторлар, контурларын түзеткіш конденсаторлар ретінде қолданылады.
Кез - келген айнымалы сыйымдылықты конденсаторлардың құрылымы келідей элементтерден тұрады: жұқа және цилиндрлі қозғалмайтын пластиналар жүйесі (статор), қозғалатын пластиналар жүйесі (ротор), корпустан немесе конденсатордың барлық элементтерін құрастырушыдан. Статор конденсатордың негізі немесе металдық корпустан оқшаулайды, ротор корпуспен электрлі қосылған немесе одан оқшауланған.
Айнымалы сыйымдылықты конденсаторды қолданғанда келесіні ескерген жөн: сыйымдылықтың өлшемі немесе өзгеру сыйпаты, әртүрлі механикалық және климаттық факторлардың әсерінен анықталған жағдайдағы сыйымдылықтың тұрақтылығы, жұмыстық кернеудің өлшемі, конденсатор шығынының тангенс бұрышы, айнымалы сыйымдылықты конденсатордың жұмыс жолы, конденсатордың айналу моменті. Бұл факторлардың әрқайсысы конденсатор құрылысына тигізетін әсері зор.
Конденсаторлар топтасуының жалпыға бірдей ресми түрі жоқ. Сондықтан конденсаторларды кейбір белгілері бойынша жіктеуге болады.
Қолдану аясы бойынша: 1) радио аппараттары үшін; 2) кәсіби қабылдағыштардың үлкейткіш каскадтары үшін; 3) кіші қуатты қабылдағыштардың берілген генераторлары және гетеративті кәсіби қабылдағыштар үшін; 4) жібергіштердің шықпа каскады үшін; 5) әр түрлі қолданыс аясындағы өлшеуіш құрылғылар үшін.
Қолданылған диэлектрик бойынша: 1) қатты диэлектрикті; 2) сұйық диэлектрикті; 3) газ тәріздес диэлектирикті, соның ішінде ауалы, газ толтырылған, вакумді.
Сыйымдылықтың өзгеру заңдылығы бойынша: 1) тіке сыйымдылықты; 2) тіке жиілікті; 3) тіке толқынды; 4) логарифмдік; 5) синусоидалды және т.б.
Сыйымдылықтың және жиілік диапазонының өлшемдеріне байланысты: 1) үлкен толқынды және орта толқынды аралықтағы конденсаторлар; 2) кіші толқынды диапозонды конденсаторлар; 3) ультрақысқа толқынды диапозонды конденсаторлар; 4) дециметрлі диапозонды конденсаторлар.
Электродтардың формасына байланысты: 1) пластиналық; 2) цилиндрлік; 3) спиралдық.
Электродтардың орын ауысу жүйесіне байланысты: 1) айнымалы қозғалыстағы; 2) біркелкі қозғалыстығы.
Сыйымдылықтың өгеру принципі бойынша: 1) пластиналар ауданының айнымалылығына байланысты; 2) пластиналар арасындағы айнымалы сңылауға байланы.
Секциялар саны бойынша: 1) бір секциялы; 2) бірнеше секциялы;
Бұралу бұрышына байланысты: 1) қалыпты бұралу бұрышы бар (жуықтап 1800-қа жақын); 2) кеңейтілген бұралу бұрышы бар (1800-тан жоғары); 3) бұралу бұрышы 900- қа жуық болатын.
2. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар
Конденсатордың сыйымдылығы максималды мәнінен 1000 - 1500 пФ дейін бірқалыпты өзгеретін болса, бұндай конденсаторларды айнымалы ауалы конденсатор ретінде қарастырған жөн. Әдетте сыйымдылығы аз болған кезде цилиндрлік конденсаторлар қолданылады.
Кернеуі 3000 B - қа дейін нормальды температура және қысым шарттарында жұмыспен қамтамасыз ететін, радиожібергіштер үшін жасалатын конденсаторлар айнымалы сыйымдылықта жаслады. Құралымы бойынша олар әдетте радиоқабылдағыштардың конденсаторларына ұқсас, бірақ алюминийден немесе қоладан жасалған пластиналардың жиектері дөңгелек және майланған үлкен өзекшеменажыратылған. Қозғалатын және қозғалмайтын пластиналар жүйесінің арасында керамикадан жасалған оқшаулағыш қолданылған. Тіке толқынды сыйымдылығы 500nФ - қа дейін және тіке сыйымдылықты сыйымдылығы 1000nФ - қа дейінгі конденсаторлар жасалынады.
2.1 сурет. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар
Жібергіштер үшін қолданылатын ауалы конденсаторларды құрастыру үшін шамамен келесідей электрлік сипаттамаларға ие:
Сыйымдылықтың температуралық коэффициенті - 100∙10-6 град-1
Контактілердің өтпелі кедергісі - (5-15)∙10-3 Ом
Ротор және статор арасындағы оқшаулағыштың кедергісі - 1000 Мом
Қондырғы дәлдігі - 0,1%
Ауалы диэлектриктің жоғарғы жиілікте немесе жоғарғы кернеудегі тесілуі көптеген зерттеулердің негізі болды, соның нәтижесінде олар радиожібергіштердің контурларын құрастырғанда қолданады. Бұл зерттеулердің көбінде сфералық және инелік электродтар қолданылады.
Авиақұрылғыларда қолданылатын жібергіштердің конденсаторында теңіз деңгейінен үлкен биіктікте болатын тесілу кернеуінің төмендеуін ескеру қажет. Пластиналар арасындағы өзекшенің қосымша өзгеруін талап етеді. Бұл жағдайда айнымалы сыйымдылықтағы вакуумдік конденсаторлардың мүмкіндіктерін пайдаланған жөн.
Көп пластинкалы жұқа пластиналы конденсатордың сыйымдылығының өзгеруі өзекшенің d тұрақты мәнінде пластинаның S ауданының өзгеруі есебінен жүзеге асады. Бұл жүйе үшін статор пластиналарын қозғалмайтын, ал ротор пластиналарын қозғалмалы етіп жасайды. Көбіне ротор және статордың пластина жабындарының ауданының өзгеруі ротордың айнымалы қозғалысы арқылы жүзеге асады, бірақ кейбір құралымдарында жай қозғалысында қолданады. Мұндай конденсаторларда сыйымдылықтың мөлшері пластиналардың жабын ауданына тура пропорционал.
Екі пластина жұқа конденсатордың сыйымдылығының өзгеруін S ауданының тұрақты мәнінде қозғалмай тұрған пластинанаға қарағанда келесі пластинаның қозғалысы арқылы d өзекшенің өзгеруі арқылы аламыз. Мұндай конденсатордың сыйымдылығы өзекше мәніне кері пропорционал өзгереді; сыйымдылықтың өзгеру нәтижесінде конденсатордың тесілу кернеуіде өзгереді, бұл көп жағдайда тиімді емес. Бұл типтес конденсаторлар кейде икемделген конденсаторлар ретінде қолданылады.
Ал цилиндрлі конденсатрларда сыйымдылықтың өзгеруін ішкі электродтардың сыртқы электродтарға қарағанда ілгерілемелі ауысуы кезінде электродтардың активті ұзындығының l өзгеруі кезінде пайда болады. Бұл конденсаторладың сыйымдылығының өзгеруі l электродтардың активті ұзындығының өзгеруіне тура пропорционал. Бұл типтес конденсаторларды сыйымдылығы кіші мәнінде икемделген конденсатор ретінде жиі қолданылады, ал айнымалы конденсатор ретінде сирек қолданылады.
Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсатордың негізгі түрі жұқа пластиналары айнымалы қозғалатын конденсаторлар радиотехникада кабельді контурларды баптау үшін және электрөлшеуіш техникада сыйымдылықты бірқалыпты өзгерту үшін кең қолданылады.
Ротор пластиналарының қай түрін қолдансада ротордың бұралу бұрышымен бірге сыйымдылықтың өзгеру заңын қамтамасыз етуге болады. Ротор пластинасының формасын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
I. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
II.Негізгі бөлім
1. Айнымалы сыйымдылықтағы кондонсаторлардың электрлік және
құрылымдық негізгі қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... . ... ..8
3. Жартылай айнымалы ауалы конденсаторлар ... ... ... ... ... . ... ... ... .11
4. Сегнетокерамикалық конденсаторлар ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... 13
III. Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
IV.Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
Кіріспе
Электрлік конденсаторлар - көптен қолданылатын массалық бұйым, зарядты және электрлік өрістің энергиясын жинайтын құрылғы. Қазіргі заманғы электрониканың тез дамуына байланысты конденсаторларға деген қажеттілік үзіліссіз өсіп келеді. Қазіргі кезде, бұл бұйымдардың едәуір кең номенклатурасы жасалынды және аса жоғары электрлік, тасымалдаушылық сипаттамалардың жаңа түрлерінің әзірленуі жалғасуда.
Алуантүрлі конденсаторлардың әртүрлілігі және ақпараттық материалдардың болмауымен сипатталады.
Электрлік конденсаторлар радиоэлектроникада және электротехникалық құрылғыларда кең қолданылатын элементтердің бірі болып табылады.
Конденсаторлар көп заряд жинақтай алатындықтан жапсарларындағы кернеу үлкен болады, сондықтан оны зарядталған бөлшекті үдету үшін де қолданылады.
Конденсаторлардың пайдалану облысы кең - электроэнергетика, транспорт, байланыс, телевидение, радиохабарлағыш, есептеуіш және өлшеуіш техника болып табылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор жаңа заманғы радиоаппараттардың маңызды тармақтарының бірі болып табылады. Қабылдағыштардың және жібергіштердің контурларын баптау көп жағдайда айнымалы сыйымдылықты конденсатор арқылы жүзеге асады. Электрлік және радиоөлшеуіш аппараттарда және де көптеген арнаулы радиоқұрылғыларда кең қолданыс тапты.
Соңғы 15-20 жылда қиындылығы ұлғая түсті. Жеке тармақтарға, оның ішінде айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторларға қойылатын талаптарда өсті. Бұл ең алдымен нақтылыққа, сыйымдылықтың тұрақтылығына және де конденсатор габаритіне қатысты. Жартылай өткізгішті техниканың дамуына байланысты. Кішігабаритті тармақтардың және бөлшектердің (кедергі, тұрақты сыйымдылықтағы конденсатор, фильтрлер және аралық жиіліктегі контурлар) дамуына байланысты қазіргі заманда айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар белгілі бір дәрежеде радиоқұрылғылардың габариттері анықталады.
1. Айнымалы сыйымдылықтағы кондонсаторлардың электрлік және құрылымдық негізгі қасиеттері
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор - сыйымдылығы номиналды өлшемдердің аумағында өгеретін жәнеде кез-келген жағдайда тағайындалатын конденсаторларды айтады. Айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар радиобайланыс аппараттарында (қабылдағыштар және жібергіштер) және де радиоөлшеуіш аппараттарда электрлік контурларын түзету элементі ретінде кеңінен қолданылады.
1.1 сурет. Айнымалы сыйымдылықты конденсатор.
Айнымалы сыйымдылықты конденсатор ротор, статор, корпус, осьтерден және байланыс пружиналарынан тұрады. Ротор және статор бір-біріне бекітілген параллель пластиналар жүйесінен тұрады.
Берілген аймақтағы жиіліктердегі контурды баптау айнымалы сыйымдылық немесе айнымалы индуктивтілік немесе сыймдылықпенде индуктивтілікпенде жүргізіледі. Сыйымдылықтың Cмин және индуктивтіліктің Lмин бастапқы мәні арқылы табылатын резонансты жиіліктің өзінің максималды мәнінен fмакс минималды мәніне fмин дейінгі өзгерісі сыйымдылықтың ∆C-ке және индуктивтіліктің ∆L-ке өсуімен бірдей дәрежеде жүргізіледі.
fмакс=12PILминCмин (1.1)
fмин=12PI(Lмин+∆L)Cмин (1.2)
fмин=12PILмин(Смин+∆С) (1.3)
Егер индуктивтілік L өсуінен контурдың резонанстық кедергісі Rэ өссе, ал сыйымдылық C өсуінен резонанстық кедергісі Rэ кемиді:
RЭ=ρ2r=LCr=ρQ (1.4)
Мұндағы ρ - толқындық кедергі; Q - беріктігі; r - контур шығындарының кедергісі.
Контурдың қабылдағыш аппараттарының күшеюі немесе контр жібергіштерінің қуатының қуаттылығы резонастық контур кедергісіне байланысты. Контур индуктивтілігін баптау артықшылығына қарамастан айнымалы сыйымдылықты қонтурды баптау жие қолданылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар қойылатын талаптар мен атқарылатын функциялар және де құрылымдық орындалуымен ажыратылады. Айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторда қолданылатын диэлектриктерге байланысты конденсаторлар қатты, сұйық және газ тәріздес диэлектриктер болып бөлінеді. Өз кезегінде газ тәрізді диэлектриктік конденсаторлар газ толтырылған ауалы диэлектрикті конденсаторлар болып бөлінеді.
Көптеген жағдайларда тербемелі контурларда ауалы диэлектрикті айнымалы сыйымдылықты конденсатор қолданылады. Егер ауа диэектрик сияқты төменгі электрлік беріктілікті және төменгі диэлектрлік өтімділікті болса, онда бірнеше құнды қасиеттерге ие: шығынның болмауы, ылғалдылыққа төзімділік, диэлектрлік өтімділіктің тұрақтылыығы, электрлік тесілуінен кейін қайта қалпына келуі, алалы диэлектрлікті айнымалы сыйымдылықты конденсатордың құрылымы тым қарапайым және жоғары электрлік және механикалық көрсеткіштерді алуға мүмкіндік береді.
Қатты диэлектрлікті айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар электрлі параметрлерінен ауалы диэлектрлікті конденсаторлардан қалыс қалады және аз қолданылады, тек аздаған габариттер керек кезде және параметрлердің тұрақтылығының аздылығында ғана қолданылады. Мысалы: қалталық радиоқабылдағыштар.
Екі жұқа пластинкадан тұратын конденсатордың сыйымдылығы келесі формула арқылы өрнектеледі:
c=1,11εS4PId (1.5)
Мұндағы С - сыйымдылық;
ε - диэлектриктің диэлектрлік өтімділігі;
d - диэлектриктің қалыңдығы;
S - пластинаның активті бөлігі;
Егер пластина параллель біріктірілген n пластинадан тұратын болса, онда сыйымдылық былай өрнектеледі:
С=1,11εS(n-1) 4PId (1.6)
Пластинкалардың санының көбеюі пластинкалардың активті ауданының көбеюіне эквивалентті. Пластинкалардың саны айнымалы болмайтындықтан, конденсаторларда айнымалы параметр ретінде ε, S және d болады.
Диэлектрлік өтімділігі электрлі өрістің кернеуінің өзгеруіне байланысты өзгеретін диэлектриктер болады. Бұндай диэлектриктер вариконда деп аталатын айнымалы сыйымдылықты конденсаторларды жасау үшін қолданылады. Бірақ бұл конденсаторлар үлкен шығынға, аздаған тұрақтылыққа ие жәнеде сыйымдылықтың өзгеру диапозоны көп емес болады. Сондықтан диэлектрлік өтімділігі ε айнымалы конденсаторларды қолдану кең тарамаған.
Жұқа конденсатордың қалыңдығының d өзгеру әсерінен сыйымдылығының өзгеруі қалыңдығына d кері пропорционал болады. Бұндай конденсаторларда сыйымдылықтың өзгеруіне байланысты тесілу кернеуіде өзгереді, көптеген жағдайда бұл ыңғайсыз. Бұл конденсатордың негізі ерекшелігі құрылымының қарапайымдығы.
Айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторлардың негізгі түрі сыйымдылығының өзгеруі пластинаның активті ауданының өзгеруіне байланысты болатын конденсаторлар жатады. Бұндай пластина жүйесінің біреуі қозғалыссыз, екіншісі қозғалыста болады.
Айнымалы сыйымдылықтағы конденсаторлардың негізгі түріне жұқа пластинкалары айнымалы қозғалыста болатын және де ауалы диэлектрикті конденсаторлар жатады, олар радиотехникада кеңінен қолданылады.
Айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар жилік пен тербелмелі контурдың толқын ұзындығының өзгерісі арқылы анықталатын сыйымдылықтың өзгеру заңына байланыстыда бөлінеді. Осы белгісіне байланысты конденсаторлар тіке сыйымдылықты, тіке жиілікті, тіке толқынды, логарифмдік және синусоидалды болып бөлінеді.
Қабылдағыштардың, жібергіштердің, өлшеуіш құрылғылардың тербелмелі контурларын баптау үшін жиілігі диапазон бойынша біркелкі өзгеретін тіке жиілікті конденсаторлар кеңінен қолданылады.
Тіке жиілікті конденсаторлар тек толқын ұзындығы диапазонына біркелкі тығыздық қажет кезде қолданылады.
Логарифмдік конденсаторлар жиіліктің қатыстық өзгерісінің тұрақтылығына немесе конденсатордың айналу роторының бұралу бұрышының бірдей болуымен сипатталады.
Синусоидалды конденсаторлар салыстырмалы түрде сирек қолданылады, көбіне жібергіш құрылғыларда кездеседі.
Бұл конденсаторлардың ішінде ең қарапайымы тіке сыйымдылықты конденсаторлар. Тіке сыйымдылықты конденсаторлар ротордың бұрылу бұрышының бірдей мәндерінде жәнеде сыйымдылық шкаласы біркелкі мәндерінде сыйымдылықтың өзгерісі бірдей болады. Сондықтан тіке сыйымдылықты конденсаторлар негізінен өлшеуіш аппараттарда түзеткіш конденсаторлар, контурларын түзеткіш конденсаторлар ретінде қолданылады.
Кез - келген айнымалы сыйымдылықты конденсаторлардың құрылымы келідей элементтерден тұрады: жұқа және цилиндрлі қозғалмайтын пластиналар жүйесі (статор), қозғалатын пластиналар жүйесі (ротор), корпустан немесе конденсатордың барлық элементтерін құрастырушыдан. Статор конденсатордың негізі немесе металдық корпустан оқшаулайды, ротор корпуспен электрлі қосылған немесе одан оқшауланған.
Айнымалы сыйымдылықты конденсаторды қолданғанда келесіні ескерген жөн: сыйымдылықтың өлшемі немесе өзгеру сыйпаты, әртүрлі механикалық және климаттық факторлардың әсерінен анықталған жағдайдағы сыйымдылықтың тұрақтылығы, жұмыстық кернеудің өлшемі, конденсатор шығынының тангенс бұрышы, айнымалы сыйымдылықты конденсатордың жұмыс жолы, конденсатордың айналу моменті. Бұл факторлардың әрқайсысы конденсатор құрылысына тигізетін әсері зор.
Конденсаторлар топтасуының жалпыға бірдей ресми түрі жоқ. Сондықтан конденсаторларды кейбір белгілері бойынша жіктеуге болады.
Қолдану аясы бойынша: 1) радио аппараттары үшін; 2) кәсіби қабылдағыштардың үлкейткіш каскадтары үшін; 3) кіші қуатты қабылдағыштардың берілген генераторлары және гетеративті кәсіби қабылдағыштар үшін; 4) жібергіштердің шықпа каскады үшін; 5) әр түрлі қолданыс аясындағы өлшеуіш құрылғылар үшін.
Қолданылған диэлектрик бойынша: 1) қатты диэлектрикті; 2) сұйық диэлектрикті; 3) газ тәріздес диэлектирикті, соның ішінде ауалы, газ толтырылған, вакумді.
Сыйымдылықтың өзгеру заңдылығы бойынша: 1) тіке сыйымдылықты; 2) тіке жиілікті; 3) тіке толқынды; 4) логарифмдік; 5) синусоидалды және т.б.
Сыйымдылықтың және жиілік диапазонының өлшемдеріне байланысты: 1) үлкен толқынды және орта толқынды аралықтағы конденсаторлар; 2) кіші толқынды диапозонды конденсаторлар; 3) ультрақысқа толқынды диапозонды конденсаторлар; 4) дециметрлі диапозонды конденсаторлар.
Электродтардың формасына байланысты: 1) пластиналық; 2) цилиндрлік; 3) спиралдық.
Электродтардың орын ауысу жүйесіне байланысты: 1) айнымалы қозғалыстағы; 2) біркелкі қозғалыстығы.
Сыйымдылықтың өгеру принципі бойынша: 1) пластиналар ауданының айнымалылығына байланысты; 2) пластиналар арасындағы айнымалы сңылауға байланы.
Секциялар саны бойынша: 1) бір секциялы; 2) бірнеше секциялы;
Бұралу бұрышына байланысты: 1) қалыпты бұралу бұрышы бар (жуықтап 1800-қа жақын); 2) кеңейтілген бұралу бұрышы бар (1800-тан жоғары); 3) бұралу бұрышы 900- қа жуық болатын.
2. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар
Конденсатордың сыйымдылығы максималды мәнінен 1000 - 1500 пФ дейін бірқалыпты өзгеретін болса, бұндай конденсаторларды айнымалы ауалы конденсатор ретінде қарастырған жөн. Әдетте сыйымдылығы аз болған кезде цилиндрлік конденсаторлар қолданылады.
Кернеуі 3000 B - қа дейін нормальды температура және қысым шарттарында жұмыспен қамтамасыз ететін, радиожібергіштер үшін жасалатын конденсаторлар айнымалы сыйымдылықта жаслады. Құралымы бойынша олар әдетте радиоқабылдағыштардың конденсаторларына ұқсас, бірақ алюминийден немесе қоладан жасалған пластиналардың жиектері дөңгелек және майланған үлкен өзекшеменажыратылған. Қозғалатын және қозғалмайтын пластиналар жүйесінің арасында керамикадан жасалған оқшаулағыш қолданылған. Тіке толқынды сыйымдылығы 500nФ - қа дейін және тіке сыйымдылықты сыйымдылығы 1000nФ - қа дейінгі конденсаторлар жасалынады.
2.1 сурет. Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсаторлар
Жібергіштер үшін қолданылатын ауалы конденсаторларды құрастыру үшін шамамен келесідей электрлік сипаттамаларға ие:
Сыйымдылықтың температуралық коэффициенті - 100∙10-6 град-1
Контактілердің өтпелі кедергісі - (5-15)∙10-3 Ом
Ротор және статор арасындағы оқшаулағыштың кедергісі - 1000 Мом
Қондырғы дәлдігі - 0,1%
Ауалы диэлектриктің жоғарғы жиілікте немесе жоғарғы кернеудегі тесілуі көптеген зерттеулердің негізі болды, соның нәтижесінде олар радиожібергіштердің контурларын құрастырғанда қолданады. Бұл зерттеулердің көбінде сфералық және инелік электродтар қолданылады.
Авиақұрылғыларда қолданылатын жібергіштердің конденсаторында теңіз деңгейінен үлкен биіктікте болатын тесілу кернеуінің төмендеуін ескеру қажет. Пластиналар арасындағы өзекшенің қосымша өзгеруін талап етеді. Бұл жағдайда айнымалы сыйымдылықтағы вакуумдік конденсаторлардың мүмкіндіктерін пайдаланған жөн.
Көп пластинкалы жұқа пластиналы конденсатордың сыйымдылығының өзгеруі өзекшенің d тұрақты мәнінде пластинаның S ауданының өзгеруі есебінен жүзеге асады. Бұл жүйе үшін статор пластиналарын қозғалмайтын, ал ротор пластиналарын қозғалмалы етіп жасайды. Көбіне ротор және статордың пластина жабындарының ауданының өзгеруі ротордың айнымалы қозғалысы арқылы жүзеге асады, бірақ кейбір құралымдарында жай қозғалысында қолданады. Мұндай конденсаторларда сыйымдылықтың мөлшері пластиналардың жабын ауданына тура пропорционал.
Екі пластина жұқа конденсатордың сыйымдылығының өзгеруін S ауданының тұрақты мәнінде қозғалмай тұрған пластинанаға қарағанда келесі пластинаның қозғалысы арқылы d өзекшенің өзгеруі арқылы аламыз. Мұндай конденсатордың сыйымдылығы өзекше мәніне кері пропорционал өзгереді; сыйымдылықтың өзгеру нәтижесінде конденсатордың тесілу кернеуіде өзгереді, бұл көп жағдайда тиімді емес. Бұл типтес конденсаторлар кейде икемделген конденсаторлар ретінде қолданылады.
Ал цилиндрлі конденсатрларда сыйымдылықтың өзгеруін ішкі электродтардың сыртқы электродтарға қарағанда ілгерілемелі ауысуы кезінде электродтардың активті ұзындығының l өзгеруі кезінде пайда болады. Бұл конденсаторладың сыйымдылығының өзгеруі l электродтардың активті ұзындығының өзгеруіне тура пропорционал. Бұл типтес конденсаторларды сыйымдылығы кіші мәнінде икемделген конденсатор ретінде жиі қолданылады, ал айнымалы конденсатор ретінде сирек қолданылады.
Айнымалы сыйымдылықты ауалы конденсатордың негізгі түрі жұқа пластиналары айнымалы қозғалатын конденсаторлар радиотехникада кабельді контурларды баптау үшін және электрөлшеуіш техникада сыйымдылықты бірқалыпты өзгерту үшін кең қолданылады.
Ротор пластиналарының қай түрін қолдансада ротордың бұралу бұрышымен бірге сыйымдылықтың өзгеру заңын қамтамасыз етуге болады. Ротор пластинасының формасын ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz