ما هو المكثف ولماذا هو مطلوب؟

مبدأ التشغيل

المتغير هو عبارة عن جهاز أشباه الموصلات يتميز بخاصية الجهد المتناظر غير الخطية. وفقًا لشكله ، يمكننا أن نستنتج أن المكثف يعمل في كل من التيار المتناوب والتيار المباشر. دعونا ننظر في الأمر بمزيد من التفصيل.

في الحالة الطبيعية ، يكون التيار من خلال المكثف صغيرًا جدًا ، ويطلق عليه التسرب الحالي. يمكن اعتباره مكونًا عازلًا بقدرة كهربائية معينة ويمكننا القول أنه لا يمر بالتيار. ولكن ، عند جهد معين (في الصورة هو + - 60 فولت) ، يبدأ في تمرير التيار.

وبعبارة أخرى ، يشبه مبدأ تشغيل المكثف في الدوائر الواقية فجوة شرارة ، فقط في جهاز أشباه الموصلات لا يحدث تفريغ قوس ، ولكن مقاومته الداخلية تتغير. مع انخفاض المقاومة ، يزداد التيار من وحدات المعسكرات الصغيرة إلى مئات أو آلاف الأمبيرات.

الصورة الرسومية الشرطية للمكثف في الدوائر:

يشبه تعيين العنصر في المخططات مقاومًا تقليديًا ، ولكن يتم شطبه قطريًا بخط يمكن تطبيق الحرف U عليه. للعثور على هذا العنصر على اللوحة أو في الدائرة ، انتبه للتوقيعات ، غالبًا ما يشار إليها على أنها RU أو VA.

مظهر المكثف:

يتم تثبيت مكثف موازٍ للدائرة لحمايته. لذلك ، مع نبض الجهد للدائرة المحمية ، لا تدخل الطاقة إلى الجهاز ، ولكنها تتبدد كحرارة على المكثف. إذا كانت طاقة النبض عالية جدًا ، فسيحترق المكثف. لكن المفهوم يحترق ، هناك خياران للتطوير. إما أن المكثف سوف يمزق ببساطة إلى قطع ، أو سوف تنهار بلوراته ، وستكون الأقطاب الكهربائية قصيرة الدائرة. سيؤدي ذلك إلى احتراق المسارات والموصلات ، أو سيكون هناك حريق في عناصر السكن والأجزاء الأخرى.

لتجنب هذا أمام المكثف ، يتم تثبيت المصهر في سلسلة مع الدائرة بأكملها في إشارة أو سلك الإمداد. بعد ذلك ، في حالة نبض جهد قوي وتشغيل طويل الأمد أو احتراق المكثف ، سيحترق المصهر أيضًا ، مما يؤدي إلى كسر الدائرة.

باختصار ، لماذا هناك حاجة لمثل هذا المكون - تحمي خصائصه الدائرة الكهربائية من العواصف القاتلة التي يمكن أن تحدث في خطوط المعلومات والخطوط الكهربائية ، على سبيل المثال ، عند تبديل الأجهزة الكهربائية القوية. سنناقش هذه المشكلة أدناه قليلاً.

جهاز

يتم ترتيب المكثفات ببساطة شديدة - يوجد داخلها بلورة من مادة أشباه الموصلات ، وغالبًا ما تكون أكسيد الزنك (ZiO) أو كربيد السيليكون (SiC). يتعرض البودرة المضغوطة لهذه المواد للمعالجة بدرجة حرارة عالية (مخبوزة) ومغلفة بغلاف عازل.هناك إصدارات إما مع أطراف محورية للتركيب في ثقوب على لوحة الدوائر المطبوعة ، وكذلك في حالة SMD.

يوضح الشكل أدناه بوضوح الهيكل الداخلي للمكثف:

المؤشرات الرئيسية

لاختيار المكثف بشكل صحيح ، تحتاج إلى معرفة خصائصه التقنية الرئيسية:

1. تصنيف الجهد ، قد يتم تعيينه على أنه Un. هذا هو الجهد الذي يبدأ فيه تيار 1 مللي أمبير في التدفق من خلال المكثف ، مع زيادة إضافية ، يزداد التيار مثل الانهيار الجليدي. يشار إلى هذه المعلمة في علامة مكثف.
2. تبديد الطاقة الاسمية P. يحدد المقدار الذي يمكن للعنصر تبديده مع الحفاظ على خصائصه.
3. أقصى طاقة لنبضة واحدة. تقاس بالجول.
4. أقصى نبضة Ipp الحالية. بينما ينمو الجزء الأمامي خلال 8 ،s ، ومدته الإجمالية 20 μs.
5. القدرة المغلقة - شركة نظرًا لأن المكثف في الحالة المغلقة هو نوع من المكثف ، لأن أقطابه مفصولة بمادة غير موصلة ، فإنه يتمتع بسعة معينة. هذا مهم عند استخدام الجهاز في دوائر عالية التردد.

يتم تمييز نوعين من الضغوط أيضًا:

• أم ~ هو الحد الأقصى الفعال أو متغير جذر متوسط ​​التربيع ؛
• Um = هو الحد الأقصى الثابت.

وضع العلامات واختيار مكثف

من الناحية العملية ، على سبيل المثال ، عند إصلاح جهاز إلكتروني ، يجب عليك العمل مع علامة المكثف ، وعادة ما يتم ذلك في النموذج:

20 د 471 ك

ما هو وكيف نفهمه؟ الأحرف 20D الأولى هي القطر. كلما كان أكبر وأكثر سمكًا ، كلما زادت الطاقة التي يمكن أن يتبددها المكثف. علاوة على 471 هو جهد تصنيف.

قد توجد أحرف إضافية أخرى ، تشير عادة إلى الشركة المصنعة أو ميزة المكون.

الآن دعونا نكتشف كيفية اختيار المكثف بشكل صحيح ، بحيث يؤدي وظيفته بشكل صحيح. لتحديد مكون ، يجب أن تعرف في الدائرة بالجهد ونوع التيار الذي ستعمل به. على سبيل المثال ، يمكننا أن نفترض أنه لحماية الأجهزة التي تعمل في دائرة 220 فولت ، من الضروري استخدام مكثف ذو جهد تصنيف أعلى قليلاً (بحيث يعمل عندما يتم تجاوز القيمة الاسمية بشكل كبير) ، أي 250-260 فولت. هذا خطأ جوهري.

والحقيقة هي أنه في دوائر التيار المتردد 220 فولت هي القيمة الفعالة. إذا لم تدخل في التفاصيل ، فإن اتساع الإشارة الجيبية إلى الجذر مرتين أكثر من القيمة الفعلية ، أي 1.41 مرة. ونتيجة لذلك ، فإن جهد السعة في منافذنا هو 300-310 فولت.

240 * 1.1 * 1.41 = 372 فولت.

حيث 1،1 هو عامل الأمان.

في مثل هذه الحسابات ، سيبدأ العنصر في العمل عندما يقفز الجهد الحالي أكثر من 240 فولت ، لذلك يجب أن يكون جهد التصنيف الخاص به 370 فولت على الأقل.

فيما يلي تصنيفات نموذجية للمغيرات لشبكات التيار المتردد بجهد:

• 100 فولت (100 ~ 120) - 271 كيلو ؛
• 200 فولت (180 ~ 220) - 431 كيلو ؛
• 240 فولت (210 ~ 250) - 471 كيلو ؛
• 240 فولت (240 ~ 265) - 511 كيلو.

استخدام محلي

الغرض من المكثفات هو حماية الدائرة أثناء النبضات و الجهد الزائد على الخط. سمحت هذه الخاصية للعناصر قيد النظر بإيجاد تطبيقها كحماية:

• خطوط الاتصال ؛
• مدخلات المعلومات للأجهزة الإلكترونية ؛
• دارات القدرة.

معظم مصادر الطاقة الرخيصة لا تثبت أي حماية. ولكن في النماذج الجيدة ، يتم تثبيت المتغيرات عند الإدخال.

بالإضافة إلى ذلك ، يعلم الجميع أنه يجب توصيل الكمبيوتر بالطاقة من خلال سلك تمديد خاص مع زر - مرشح الشبكة. إنه لا يرشح التداخل فحسب ، بل يتم أيضًا تثبيت المكثفات في دوائر التصفية العادية.

في كثير من الأحيان ، يوصي الكهربائيون بحماية مصابيح LED الصينية عن طريق تثبيت مكثف مواز للخرطوشة. تحمي الأجهزة الأخرى أيضًا ، بعضها يثبت المكثف في مقبس أو في قابس لحماية المعدات المتصلة.

لحماية الشقة بأكملها - يمكنك تثبيت المكثف على قضيب ديناميكي ، في الأجهزة الجيدة في الحالة عبارة عن متغيرات قوية حقيقية بقطر قبضة.مثال على هذا الجهاز هو SPE-1 ، الذي يظهر في الصورة أدناه:

في الختام ، أود أن أشير إلى أن الغرض من المكثف هو حماية أي دائرة كهربائية. يعتمد مبدأ التشغيل على تغيير في مقاومة هيكل أشباه الموصلات تحت تأثير الجهد العالي. يسمى الجهد الذي يبدأ عنده تيار 1 مللي أمبير في التدفق عبر العنصر التصنيف. هذا وقطر العنصر هما المعلمتان الرئيسيتان عند الاختيار. ربما أوضحنا بوضوح ما هو مكثف ولماذا هناك حاجة إليه ، اطرح أسئلة في التعليقات إذا كنت لا تفهم شيئًا.

في النهاية ، نوصي بمشاهدة مقاطع فيديو مفيدة حول موضوع المقالة:

بالتأكيد أنت لا تعرف:

• ما نوع التداخل الموجود في التيار الكهربائي؟
• مبدأ عمل SPD
• كيفية عمل واقي زيادة افعل بنفسك
• كيفية اختبار المقاوم في المنزل