에어 커패시터 란 무엇입니까 : 회로, 작동 및 응용

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ㅏ 가변 커패시터 가변 커패시턴스 값을 갖는 커패시터의 한 유형입니다. 이것 콘덴서 이 플레이트 사이의 영역은 커패시터의 커패시턴스를 변경하기 위해 간단히 조정되는 두 개의 플레이트를 포함합니다. 이 커패시터는 두 가지 유형의 에어 커패시터 및 트리머 커패시터로 제공됩니다. 일반적으로 이러한 커패시터는 특히 다음에서 사용됩니다. LC 회로 라디오 내에서 주파수 튜닝을 위해. 따라서 이 기사에서는 다음과 같은 가변 커패시터 유형 중 하나에 대한 개요를 설명합니다. 에어 커패시터 – 작업 및 응용 프로그램.


에어 커패시터 란 무엇입니까?

에어 커패시터 정의 공기를 유전 매질로 사용하는 커패시터입니다. 이 커패시터는 고정 또는 가변 커패시턴스 형태로 설계할 수 있습니다. 고정 커패시턴스 유형은 서로 다르기 때문에 자주 사용되지 않습니다. 커패시터의 종류 특성이 우수한 반면 가변용량형은 구조가 간단하여 사용빈도가 높습니다.



  에어 커패시터
에어 커패시터

에어 커패시터는 일반적으로 공기를 통해 분리된 두 세트의 반원형 금속판으로 만들어집니다. 유전 물질 . 이 금속판에서 한 세트는 영구적이고 다른 세트는 샤프트에 연결되어 작업자가 필요할 때 캐패시턴스를 변경하기 위해 어셈블리를 돌릴 수 있습니다. 두 금속판의 겹침이 클수록 커패시턴스가 높아집니다. 따라서 두 세트의 금속판 사이의 겹침이 최대일 때 가장 높은 커패시턴스 조건이 달성되고 겹치지 않으면 가장 낮은 커패시턴스 조건이 달성됩니다. 더 나은 정전 용량 제어, 미세 조정 및 증가된 정밀도를 위해 감속 기어 메커니즘이 사용됩니다.

에어 커패시터는 100pF~1nF 범위의 작은 정전용량 값을 갖는 반면 작동 전압 범위는 10~1000V입니다. 유전체의 항복전압이 작아 콘덴서 내에서 전기적인 항복이 변화하여 에어콘덴서의 오동작을 일으킬 수 있습니다.

에어 커패시터 구성 및 작동

에어 커패시터와 같은 조정 가능한 커패시터는 동일한 간격의 고정 알루미늄 플레이트 세트 사이에 배열된 중앙 샤프트 상단에 일련의 반원형 회전 알루미늄 플레이트를 포함합니다. 이 축전기는 중앙에 제어봉을 통과시키기 위한 구멍이 뚫려 있습니다. 이 막대를 제어하기 위해 대체 디스크가 연결되어 다른 디스크를 통해 자유롭게 통과합니다. 이는 디스크 세트가 커패시터의 두 플레이트 영역을 공동으로 형성하는 두 그룹으로 효율적으로 분리된다는 것을 의미합니다.

  에어 커패시터 건설
에어 커패시터 건설

커패시터 디스크가 반원형이 되면 이동 세트를 돌리면 두 그룹이 겹치는 양이 전체 플레이트 영역으로 변경됩니다. 이 커패시터의 커패시턴스가 전체 플레이트 영역에 따라 달라지면 영역 내 변화가 부품의 커패시턴스 내에서 등가의 변화를 일으킬 수 있으므로 작업자는 컴포넌트의 값을 마음대로 수정할 수 있습니다.

움직이는 알루미늄 판을 회전시키면 고정판과 움직이는 판의 겹치는 정도가 바뀝니다. 이 판 세트 사이의 공기는 세트를 서로 절연시키는 효과적인 유전체처럼 작동합니다. 커패시터의 커패시턴스가 플레이트의 상호 크기에 따라 달라지면 이 조정을 통해 단순히 에어 커패시터 값을 조정할 수 있습니다.

에어 커패시터 회로

간단한 에어 커패시터 회로는 아래와 같습니다. 이 커패시터는 공기를 유전체로 사용하며 두 개의 금속박 또는 금속판을 사용하여 일정 거리를 두고 병렬로 연결하도록 설계되었습니다. 커패시터는 플레이트에 전하 형태로 에너지를 저장합니다.

  에어 커패시터 회로
에어 커패시터 회로

두 판의 전하를 측정하기 위해 공기 커패시터에 전압이 적용되면 'V' 전압에 대한 'Q' 전하의 비율이 커패시터의 커패시턴스 값을 제공하므로 C = Q/V. 이 방정식은 Q = C x V와 같이 두 판의 전하량을 측정하는 공식을 제공하기 위해 작성할 수도 있습니다.

전류가 커패시터에 공급되면 충전되므로 두 플레이트 사이에 더 많은 에너지를 저장하기 때문에 정전기장이 매우 강해집니다.

유사하게, 전류가 에어 커패시터에서 흘러나오면 이 두 판 사이의 전위차가 감소하고 전기 에너지가 판에서 멀어지면 정전기장이 감소합니다. 따라서 정전용량은 정전장 형태로 두 판에 전하를 저장하는 데 사용되는 커패시터의 특성 중 하나입니다.

에어 커패시터의 유전율

유전율은 전기장 형성에 대해 제공되는 저항을 측정하는 데 사용되는 매체가 아닌 각 재료의 특성으로 정의될 수 있습니다. 그리스 문자 'ϵ'(엡실론)로 표시되며 단위는 F/m 또는 미터당 패럿입니다.

거리 'd'로 분리된 두 개의 플레이트를 포함하는 커패시터를 고려하면 이 두 플레이트 사이에 공기와 같은 유전체 매체가 사용됩니다. 커패시터의 두 판 사이에는 전기 쌍극자 모멘트를 형성하는 분자가 존재합니다. 전기 쌍극자는 반대이고 동일한 전하 쌍을 의미합니다. 예를 들어, 단일 분자는 다음 그림과 같이 한쪽 끝에 양전하를 띠고 다른 쪽 끝에 음전하를 포함하며 일정 거리만큼 떨어져 있습니다.

  분자가 있는 공기 커패시터
분자가 있는 공기 커패시터

다음 다이어그램에서 분자는 일반적으로 커패시터 플레이트 내에서 무작위로 정렬됩니다. 외부에서 이 판에 전기장을 인가하면 축전기 내의 분자가 분극성(polarizability)으로 알려진 더 나은 방식으로 정렬됩니다. 따라서 쌍극자 모멘트는 자체 전기장을 생성합니다. 이 전계는 외부에서 인가되는 전계와 반대 방향으로 작용하여 서로 계속 저항하는 두 자석의 유사한 극처럼 된다.

  전기장이 있는 커패시터
전기장이 있는 커패시터

분자가 정렬되거나 더 분극화되면 유전율이라고 하는 외부 전기장에 반대합니다. 여기서 유전율은 외부 전기장에 대한 재료 또는 매체의 저항을 측정합니다.

매질의 유전율이 더 높으면 매질의 분자가 더 잘 분극되어 외부 전기장에 더 많은 저항을 제공합니다. 마찬가지로, 매질의 유전율이 낮으면 분자가 약하게 분극화되어 외부 전기장에 대한 저항이 줄어듭니다.

유전율은 일정하지 않으므로 온도, 습도, 매체 유형, 필드 주파수, 전계 강도 등과 같은 다양한 요인에 따라 다릅니다.

유전율은 커패시터의 커패시턴스를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 평행판 커패시터의 커패시턴스는 다음과 같이 계산됩니다.

C = ϵ x A/d

어디에,

'A'는 한 판의 면적입니다.

'd'는 두 축전기 판 사이의 거리입니다.

'ϵ'는 두 개의 커패시터 판 사이에 있는 매질의 유전율입니다.

다음 커패시터를 관찰하면 유전율이 커패시터의 커패시턴스에 명확하게 영향을 줄 수 있습니다.
다음 두 커패시터에서 왼쪽 커패시터에 사용된 유전체는 공기입니다. 따라서 이 에어 커패시터의 상대 유전율은 1보다 작습니다. 즉, 1.0006입니다.

  커패시터의 유전율
커패시터의 유전율

유사하게, 두 번째 커패시터에서 사용된 유전체는 유리입니다. 따라서 이 커패시터의 유전율은 약 4.9~7.5입니다. 따라서 공기 커패시터에 비해 유리 유전체가 있는 커패시터는 유전율이 높습니다.

따라서 유전율이 낮은 재료는 커패시턴스가 적고 유전율이 높은 재료는 커패시턴스가 높습니다. 따라서 유전율은 커패시턴스 값을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.

형질

에어 커패시터의 특성은 다음과 같습니다.

  • 에어 커패시터는 비극성이므로 이 커패시터는 최고 정격 전압을 초과하지 않을 때까지 AC 애플리케이션에서 안전하게 사용할 수 있습니다.
  • 이 커패시터는 100pF와 1nF 사이의 작은 커패시턴스를 가지고 있습니다.
  • 최대 작동 전압은 주로 커패시터의 물리적 치수에 따라 다릅니다.
  • 높은 작동 전압은 두 판 사이의 공간이 공기의 전기적 파괴를 피하기에 충분해야 합니다.
  • 공기의 유전 강도는 다른 많은 물질보다 낮기 때문에 이러한 커패시터는 고전압에 적합하지 않습니다.

장점

그만큼 에어 커패시터의 장점 다음을 포함합니다.

  • 누설 전류가 적기 때문에 특히 습도가 높지 않은 경우 이 커패시터 내의 작동 손실이 최소화됩니다.
  • 절연 저항이 높습니다.
  • 좋은 안정성.
  • 그들은 더 적은 항복 전압을 가지고 있습니다.
  • 손실 계수가 낮습니다.

그만큼 에어 커패시터의 단점 다음을 포함합니다.

  • 에어 커패시터는 큰 크기로 제공됩니다.
  • 이 커패시터는 커패시턴스가 적습니다.
  • 이것들은 비싸다.
  • 다른 커패시터에 비해 더 많은 공간을 차지합니다.

애플리케이션

그만큼 에어 커패시터의 응용 다음을 포함합니다.

  • 이 커패시터는 일반적으로 커패시턴스 내에서 변경이 필요한 공진형 LC 회로에 사용됩니다. 이것들
  • 회로는 라디오 튜너, 주파수 믹서 및 안테나 튜너용 임피던스 매칭 부품으로 구성됩니다.
  • 이들은 공진 회로와 같이 조정 가능한 커패시턴스가 필요한 곳에 일반적으로 사용됩니다.
  • 이 커패시터는 무선 회로 및 더 적은 손실이 필요한 회로를 조정하는 데 사용됩니다.

따라서 이것은 공기에 대한 개요입니다. 커패시터 - 작동 응용 프로그램과 함께. 이 커패시터는 알루미늄으로 만들어졌으며 매우 강한 자기장에서 잘 작동합니다. 여기 당신을 위한 질문이 있습니다. 커패시터의 유전체는 무엇입니까?