קבלים למתקני חשמל AC

במאמר "קבלים: מטרה, מכשיר, עיקרון הפעולה" נאמר על קבלים אלקטרוליטיים. הם משמשים בעיקר במעגלי DC, כיכולות פילטר במיישרים. כמו כן, הם לא יכולים להסתדר בלי לנתק מעגלי אספקת חשמל של מפל טרנזיסטור, מייצבים ומסנני טרנזיסטור. יתר על כן, כפי שנאמר במאמר, הם אינם מאפשרים זרם ישר, אך אינם רוצים לעבוד על זרם חילופין.

קבלים לא קוטביים קיימים עבור מעגלי זרם חילופין, ורבים מסוגיהם מעידים שתנאי ההפעלה מגוונים מאוד. במקרים בהם נדרשת יציבות גבוהה של פרמטרים, והתדר גבוה מספיק, משתמשים בקבלים אוויר וקרמיקה.

הפרמטרים של קבלים כאלה כפופים לדרישות מוגברות. ראשית כל, מדובר ברמת דיוק גבוהה (סובלנות נמוכה), כמו גם מקדם טמפרטורה חסר חשיבות של קיבול TKE. ככלל, קבלים כאלה ממוקמים במעגלי התנודה של ציוד הרדיו הקולט והמשדר.

אם התדר קטן, למשל, התדירות של רשת התאורה או התדר של טווח הצליל, אז בהחלט יתכן להשתמש בקבלים ונייר.

קבלים דיאלקטריים מנייר מצופים בנייר כסף דק, לרוב אלומיניום. עובי הלוחות משתנה בין 5 ... 10 מיקרומטר, התלוי בעיצוב הקבל. בין הצלחות מוטבע דיאלקטרי של נייר קבלים הספוגים בהרכב מבודד.

על מנת להגדיל את מתח הפעולה של הקבל, ניתן להניח את הנייר בכמה שכבות. כל החבילה הזו מעוותת כמו שטיח, ומונחת בתיק עגול או מלבני. במקרה זה, כמובן, מסקנות מהלוחות, והמקרה של קבל כזה אינו קשור לשום דבר.

קבלים מנייר משמשים במעגלים בתדרים נמוכים במתחי פעולה גבוהים ובזרמים משמעותיים. אחד היישומים הנפוצים הללו הוא הכללת מנוע תלת פאזי ברשת חד פאזית.

בקבלים של נייר מתכת, תפקיד הצלחות ממלא על ידי שכבה דקה של מתכת שרוססת בוואקום על נייר קבלים, כולם מאותו אלומיניום. העיצוב של קבלים זהה לזה של הנייר, עם זאת, הממדים קטנים בהרבה. היקף שני הסוגים זהה בערך: מעגלי DC, פועם וזרמי זרם חילופיים.

תכנון קבלים נייר ומתכת, בנוסף לקיבול, מספקים קבלים אלה השראות משמעותיות. זה מוביל לעובדה שבתדר מסוים קבל קבלת הנייר הופך למעגל תנודות מהדהד. לכן, קבלים כאלה משמשים רק בתדרים של לא יותר מ- 1 מגהרץ. איור 1 מראה קבלים ונייר המיוצרים בברית המועצות.

איור 1 קבלים נייר ונייר למעגלי זרם חילופין

קבלים מנייר מתכת עתיק היו בעלי תכונה של ריפוי עצמי לאחר פירוק. אלה היו קבלים מסוגי MBG ו- MBGCH, אך כעת הם הוחלפו בקבלים עם דיאלקטרי קרמי או אורגני מסוג K10 או K73.

במקרים מסוימים, למשל, במכשירי אחסון אנלוגיים, או בדרך אחרת, התקני אחסון לדגימה (SEC), מוטלות דרישות מיוחדות על קבלים, בפרט, זרם דליפה נמוך. ואז מגיעים קבלים להצלה, שהדיאלקטריקה שלהם עשויה מחומרים בעלי עמידות גבוהה. ראשית כל, מדובר בקבלים פלואורופלסטיים, קלקר ופוליפרופילן.התנגדות בידוד נמוכה מעט במבני נציץ, קרמיקה ופוליקרבונט.

אותם קבלים משמשים במעגלים פועמים כאשר יש צורך ביציבות גבוהה. ראשית כל, להיווצרות עיכובי זמן שונים, פולסים של משך זמן מסוים, כמו גם להגדרת תדרי הפעולה של גנרטורים שונים.

בכדי שפרמטרי זמן המעגל יהיו יציבים עוד יותר, במקרים מסוימים מומלץ להשתמש בקבלים עם מתח הפעלה מוגבר: אין שום דבר פסול בהתקנת קבלים עם מתח הפעלה של 400 או אפילו 630 וולט במעגל 12 וולט. קבל כזה יתפוס, כמובן, יותר, אך גם יציבות המעגל כולו תגבר.

הקיבול החשמלי של קבלים נמדד ב- Farads F (F), אך ערך זה גדול מאוד. די אם נאמר כי יכולת הגלובוס אינה עולה על 1F. בכל מקרה, זה בדיוק מה שכתוב בספרי הלימוד של הפיזיקה. פרד 1 הוא הקיבולת שבה ההבדל הפוטנציאלי (מתח) בלוח המטען של q לכל 1 תליון הוא 1V.

עולה ממה שנאמר זה עתה כי פארדה היא ערך גדול מאוד, ולכן בפועל משתמשים לעתים קרובות יותר ביחידות קטנות יותר: מיקרו-פארדות (μF, μF), ננו-פאראדים (nF, nF) ופיקופארדות (pF, pF). ערכים אלה מתקבלים באמצעות קידומות שברים ומרובות, המוצגים בטבלה באיור 2.

איור 2

חלקים מודרניים הולכים ונעשים קטנים יותר, לכן לא תמיד ניתן לשים עליהם סימונים שלמים, יותר ויותר הם משתמשים במערכות סמלים שונות. את כל המערכות הללו בצורה של טבלאות והסברים להן ניתן למצוא באינטרנט. על קבלים המיועדים להתקנת SMD, לרוב אין שלטים כלל. את הפרמטרים שלהם ניתן לקרוא על האריזה.

על מנת לגלות כיצד הקבלים מתנהגים במעגלי זרם חילופין, מוצע לבצע כמה ניסויים פשוטים. יחד עם זאת, אין דרישות מיוחדות עבור קבלים. קבלים לנייר או לנייר הנפוצים ביותר מתאימים למדי.

קבלים מוליכים זרם חילופין

כדי לאמת זאת ממקור ראשון, די בהרכבת תרשים פשוט שמוצג באיור 3.

איור 3

ראשית עליכם להדליק את המנורה דרך קבלים C1 ו- C2 המחוברים במקביל. המנורה תזהה, אך לא בהירה במיוחד. אם נוסיף כעת קבלים נוספים C3, אז תאורת המנורה תגדל באופן ניכר, מה שמצביע על כך שהקבלים מתנגדים למעבר זרם חילופי. יתר על כן, חיבור מקביל, כלומר עלייה בקיבולת, התנגדות זו מפחיתה.

מכאן המסקנה: ככל שהקיבולת גדולה יותר, כך ההתנגדות של הקבל למעבר זרם חילופין נמוכה יותר. התנגדות זו נקראת קיבולית ומכונה בפורמולות Xc. Xc תלוי גם בתדירות הזרם, ככל שהוא גבוה יותר, כך פחות Xc. על כך נדון בהמשך.

ניתן לעשות חוויה נוספת באמצעות מד חשמל, לאחר שניתקה בעבר את כל הצרכנים. לשם כך עליכם לחבר במקביל שלושה קבלים של 1 μF ופשוט לחבר אותם לשקע חשמל. כמובן שצריך להיות זהיר ביותר, או אפילו להלחין תקע רגיל לקבלים. מתח ההפעלה של הקבלים חייב להיות לפחות 400V.

לאחר חיבור זה, מספיק רק לצפות במונה כדי לוודא שהוא עומד דומם, אם כי מעריכים כי קבל כזה שווה בהתנגדות למנורת ליבון עם הספק של כ 50 וולט. השאלה היא, מדוע לא מסובב את הדלפק? זה ידון גם במאמר הבא.

בוריס אלאדישקין