Ano ang Air Capacitor : Circuit, Working & Its Applications

A variable na kapasitor ay isang uri ng kapasitor na may variable na halaga ng kapasidad. Ito kapasitor may kasamang dalawang plates kung saan ang lugar sa pagitan ng mga plate na ito ay simpleng inaayos para sa pagbabago ng capacitance ng capacitor. Ang mga capacitor na ito ay magagamit sa dalawang uri ng air capacitor at trimmer capacitor. Sa pangkalahatan, ang mga capacitor na ito ay ginagamit lalo na sa Mga LC circuit para sa frequency tuning sa loob ng mga radyo. Kaya tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng isa sa mga uri ng variable capacitors tulad ng isang kapasitor ng hangin – gumagana at mga aplikasyon nito.

Ano ang Air Capacitor?

An Ang kahulugan ng air capacitor ay isang kapasitor na gumagamit ng hangin bilang dielectric medium. Ang kapasitor na ito ay maaaring idisenyo sa isang nakapirming o variable na capacitance form. Ang uri ng nakapirming kapasidad ay hindi madalas na ginagamit dahil may iba't ibang uri mga uri ng mga capacitor magagamit na may higit na mahusay na mga katangian samantalang ang uri ng variable na kapasidad ay ginagamit nang mas madalas dahil sa kanilang simpleng konstruksyon.

Ang mga air capacitor ay karaniwang ginawa gamit ang dalawang set ng kalahating bilog na metal plate na pinaghihiwalay sa pamamagitan ng hangin dielectric na materyal . Sa mga metal plate na ito, ang isang set ay permanente at ang isa pang set ay konektado sa isang baras na nagbibigay-daan sa operator na paikutin ang assembly upang baguhin ang capacitance kapag kinakailangan. Kapag mas malaki ang overlap sa pagitan ng dalawang metal plate, mas mataas ang capacitance. Kaya't ang pinakamataas na kondisyon ng kapasidad ay matamo kapag ang overlap sa pagitan ng dalawang hanay ng mga metal plate ay pinakamataas samantalang ang pinakamababang kondisyon ng kapasidad ay natamo kapag walang overlap. Para sa mas mahusay na capacitance control, mas pinong tuning, at mas mataas na precision, ginagamit ang mga mekanismo ng reduction gear.

Ang mga air capacitor ay may maliit na capacitance value na mula 100 pF – 1 nF samantalang ang operating voltage ay mula 10 hanggang 1000V. Ang breakdown boltahe ng dielectric ay mas mababa kaya ang electrical breakdown ay magbabago sa loob ng capacitor kaya ito ay maaaring humantong sa depektong paggana ng air capacitor.

Konstruksyon ng Air Capacitor at Paggana Nito

Ang isang adjustable na kapasitor tulad ng isang air capacitor ay may kasamang serye ng mga semi-circular, umiikot na aluminum plate sa ibabaw ng isang central shaft na nakaayos sa pagitan ng isang pantay na pagitan ng hanay ng mga fixed aluminum plate. Ang kapasitor na ito ay may drilled hole sa loob ng gitna nito upang maipasa ang isang control rod. Upang kontrolin ang baras na ito, ang mga kahaliling disc ay konektado upang malayang ipasa ito sa iba pa na nangangahulugan na ang disc set ay mahusay na pinaghihiwalay sa dalawang grupo na magkasamang bumubuo sa dalawang rehiyon ng plate ng kapasitor.

Kapag ang mga capacitor disc ay nasa semi-circular na hugis, pagkatapos ay ang pagpihit sa gumagalaw na set ay nagiging sanhi ng halaga kung saan ang dalawang grupo ay nagsasapawan upang baguhin sa buong lugar ng plato. Kapag ang capacitance ng capacitor na ito ay nakasalalay sa buong plate area nito, ang pagbabago sa loob ng area ay maaaring magdulot ng katumbas na pagbabago sa loob ng capacitance ng component, kaya pinahihintulutan ang operator na baguhin ang halaga ng component sa kalooban.

Kapag ang mga gumagalaw na aluminum plate ay pinaikot, at ang dami ng overlap sa pagitan ng static at gumagalaw na mga plate ay mababago. Ang hangin sa pagitan ng mga hanay ng mga plate na ito ay gumagana tulad ng isang epektibong dielectric na insulates ang mga set mula sa isa't isa. Kapag ang kapasidad ng kapasitor ay nakasalalay sa magkaparehong laki ng plato, kung gayon ang pagsasaayos na ito ay nagbibigay-daan lamang sa halaga ng air capacitor na maisaayos.

Air Capacitor Circuit

Ang simpleng air capacitor circuit ay ipinapakita sa ibaba. Ang kapasitor na ito ay gumagamit ng hangin bilang isang dielectric at ito ay idinisenyo sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang metalized foil o metal plates na nagkokonekta ng parallel na may ilang distansya sa isa't isa. Iniimbak ng mga capacitor ang enerhiya sa isang anyo ng singil sa kuryente sa mga plato.

Kapag ang isang boltahe ay inilapat sa isang air capacitor upang sukatin ang singil sa dalawang plato, pagkatapos ay ang ratio ng 'Q' na singil sa 'V' na boltahe ay magbibigay ng halaga ng kapasidad para sa kapasitor kaya, ito ay ibinibigay tulad ng C = Q/V. Ang equation na ito ay maaari ding isulat upang magbigay ng formula para sa pagsukat ng dami ng singil sa dalawang plato tulad ng Q = C x V.

Kapag ang isang electric current ay ibinibigay sa kapasitor, pagkatapos ay nag-charge ito, kaya ang electrostatic field ay magiging napakalakas dahil nag-iimbak ito ng mas maraming enerhiya sa pagitan ng dalawang plate.

Katulad nito, kapag ang kasalukuyang umaagos palabas ng air capacitor, bababa ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang plate na ito at bababa ang electrostatic field kapag nawala ang electric energy sa mga plate. Kaya ang capacitance ay isa sa mga katangian ng isang capacitor na ginagamit upang mag-imbak ng electric charge sa dalawang plates nito sa isang electrostatic field form.

Pagpapahintulot ng Air Capacitor

Ang permittivity ay maaaring tukuyin bilang pag-aari ng bawat materyal kung hindi man ang medium na ginamit upang sukatin ang paglaban na inaalok laban sa isang electric field formation. Ito ay tinutukoy ng letrang Griyego na 'ϵ' (epsilon) at ang yunit nito ay F/m o farad kada metro.

Kung isasaalang-alang natin ang isang kapasitor na may kasamang dalawang plato na pinaghihiwalay ng distansya na 'd', ang dielectric na daluyan tulad ng hangin ay ginagamit sa dalawang plato na ito. Sa pagitan ng dalawang plato ng isang kapasitor, naroroon ang mga molekula na bumubuo ng mga electric dipole moments. Ang ibig sabihin ng electric dipole, isang pares ng magkasalungat at magkapantay na singil. Halimbawa, ang isang molekula ay may kasamang positibong singil sa isang dulo at isang negatibong singil sa isa pang dulo na pinaghihiwalay ng ilang distansya tulad ng ipinapakita sa sumusunod na pigura.

Sa sumusunod na diagram, ang mga molekula ay karaniwang nakahanay nang random sa loob ng mga capacitor plate. Sa sandaling mag-aplay kami ng isang electric field sa mga plate na ito sa labas, ang mga molekula sa loob ng kapasitor ay magdadala sa kanilang sarili sa isang mas mahusay na paraan na kilala bilang polarizability. Kaya, ang kanilang dipole moment ay bumubuo ng sarili nitong electric field. Ang electric field na ito ay sumasalungat sa panlabas na inilapat na electric field kaya, ito ay nagiging katulad ng magkatulad na poste ng dalawang magnet na patuloy na lumalaban sa isa't isa.

Kapag ang mga molekula ay pumila sa kanilang mga sarili o sila ay nag-polarize nang higit pa, sila ay sumasalungat sa panlabas na electric field na tinatawag nating permittivity. Dito, sinusukat ng permittivity ang paglaban na inaalok ng materyal o medium sa isang panlabas na larangan ng kuryente.

Kung mas mataas ang permittivity ng medium, mas maganda ang polarize ng mga molekula ng medium na iyon at sa gayon ay nag-aalok sila ng higit na pagtutol sa panlabas na electric field. Gayundin, kung mababa ang permittivity ng medium, mahina ang polarize ng mga molekula, kaya nag-aalok sila ng mas kaunting pagtutol sa panlabas na larangan ng kuryente.

Ang pagpapahintulot ay hindi pare-pareho, kaya nag-iiba ito sa iba't ibang mga kadahilanan tulad ng temperatura, halumigmig, katamtamang uri, dalas ng field, lakas ng electric field, atbp.

Ang pagpapahintulot ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagtukoy ng kapasidad ng kapasitor. Kaya, ang kapasidad ng isang parallel plate capacitor ay kinakalkula ng

C = ϵ x A/d

saan,

Ang 'A' ay ang lugar ng isang solong plato.

Ang 'd' ay ang distansya sa pagitan ng dalawang capacitor plate.

Ang 'ϵ' ay ang permittivity ng medium sa pagitan ng dalawang plates ng mga capacitor.

Kung mapapansin mo ang mga sumusunod na capacitor, ang permittivity ay maaaring makaapekto nang malinaw sa kapasidad ng capacitor.
Sa sumusunod na dalawang capacitor, ang dielectric na ginamit sa kaliwang bahagi ng kapasitor ay hangin. Kaya ang relatibong permittivity ng air capacitor na ito ay maliit > 1 ibig sabihin, 1.0006.

Katulad nito, sa pangalawang kapasitor, ang dielectric na ginamit ay salamin. Kaya ang permittivity ng kapasitor na ito ay humigit-kumulang 4.9 hanggang 7.5. Kaya, kumpara sa isang air capacitor, ang isang capacitor na may glass dielectric ay may mataas na permittivity.

Kaya, ang materyal na may mas kaunting permittivity ay magbibigay ng mas kaunting kapasidad at ang materyal na may mas mataas na permittivity ay magbibigay ng mataas na kapasidad. Kaya, ang permittivity ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa pagpapasya sa halaga ng kapasidad.

Mga katangian

Ang mga katangian ng isang air capacitor ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

• Ang mga air capacitor ay non-polar na nangangahulugang ang mga capacitor na ito ay maaaring ligtas na magamit sa mga AC application hanggang sa ang pinakamataas na rating ng boltahe ay hindi lalampas.
• Ang mga capacitor na ito ay may maliit na kapasidad na nasa pagitan ng 100pF at 1nF.
• Ang maximum na operating boltahe ay higit sa lahat ay nakasalalay sa mga pisikal na sukat ng kapasitor.
• Ang isang mataas na gumaganang boltahe ay nangangailangan na ang espasyo sa pagitan ng dalawang plato ay sapat upang maiwasan ang electrical breakdown ng hangin.
• Ang dielectric na lakas ng hangin ay mas mababa kaysa sa maraming iba pang mga materyales, na ginagawang hindi angkop ang mga capacitor na ito para sa mataas na boltahe.

Mga kalamangan

Ang Mga pakinabang ng mga air capacitor isama ang mga sumusunod.

• Ito ay may mas kaunting leakage current na nangangahulugan na ang operating losses sa loob ng capacitor na ito ay minimal, lalo na kung ang humidity ay hindi mataas.
• Mataas ang insulation resistance.
• Magandang katatagan.
• Mayroon silang mas kaunting breakdown boltahe.
• Mababa ang dissipation factor.

Ang disadvantages ng air capacitors isama ang mga sumusunod.

• Available ang mga air capacitor sa malalaking sukat.
• Ang mga capacitor na ito ay may mas kaunting kapasidad.
• Ang mga ito ay mahal.
• Sinasakop nito ang mas maraming espasyo kumpara sa iba pang mga capacitor.

Mga aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng air capacitors isama ang mga sumusunod.

• Ang kapasitor na ito ay karaniwang ginagamit sa resonant, LC circuits, na nangangailangan ng mga pagbabago sa loob ng kapasidad. Ang mga ito
• binubuo ng mga circuit ang mga radio tuner, frequency mixer, at impedance na tumutugma sa mga bahagi para sa antenna tuner.
• Karaniwang ginagamit ang mga ito kung saan kailangan ang adjustable capacitance tulad ng mga resonant circuit.
• Ang kapasitor na ito ay ginagamit upang ibagay ang mga circuit ng radyo at gayundin sa mga circuit kung saan kailangan ang mas kaunting pagkalugi.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng isang hangin kapasitor - gumagana kasama ang mga aplikasyon. Ang mga capacitor na ito ay gawa sa aluminyo at gumagana nang maayos sa napakalakas na magnetic field. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang dielectric sa isang kapasitor?