Výpočet parametrov ladiaceho kondenzátora so vzduchovým dielektrikom

Výpočet parametrov ladiaceho kondenzátora so vzduchovým dielektrikom
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  244 zobrazení
2
 0
Kalkulačky
   

Ladiace kondenzátory sú elektronické súčiastky, ktoré slúžia na ladenie rezonančných obvodov. Ich výkon závisí od rôznych faktorov, vrátane kapacity a kvality dielektrika. Medzi najbežnejšie dielektriká patria keramika, plast a papier, avšak v tomto článku sa zameriame na ladiace kondenzátory s vzduchovým dielektrikom.

Vzduchové dielektrikum je považované za jedno z najlepších dielektrík pre ladiace kondenzátory, pretože má veľmi vysokú hodnotu dielektrického odporu a nízky koeficient stratených dielektrických parametrov. Tieto vlastnosti sú dôležité pre stabilitu a presnosť výkonu ladiacich kondenzátorov. Vzduchové ladiace kondenzátory sa vyrábajú s rôznymi konštrukčnými prvkami a parametrov, ktoré sú vhodné pre rôzne aplikácie. Zvyčajne sa vyrábajú s valcovým tvarom, pričom ich kapacita a kvalita závisia od priemeru a dĺžky kondenzátora.

Pre správne ladenie rezonančných obvodov je potrebné poznať parametre ladiaceho kondenzátora. Kapacita kondenzátora závisí od konštrukčných parametrov ako sú dĺžka, priemer a vzdialenosť medzi elektrodami. Vzorce pre výpočet kapacity kondenzátora sú založené na princípe plochy elektrod a vzdialenosti medzi nimi, ktorá ovplyvňuje silu elektrostatického poľa.  Vzduchové ladiace kondenzátory majú rôzne kapacity a hodnoty, ktoré sa líšia v závislosti od ich konštrukcie a použitia.

Vlastnosti ladiacich kondenzátorov sú kritické pre ich použitie v rôznych aplikáciách. Pretože vysoké hodnoty kapacity sú obvykle požadované, výrobcovia často používajú materiály s vysokou permitivitou. Pri návrhu ladiacich kondenzátorov je dôležité zvoliť správne dielektrikum s ohľadom na jeho tepelnú stabilitu, dielektrickú pevnosť, zmenšenie kapacity s teplotou a iné vlastnosti.

Najbežnejším dielektrikom pre ladiace kondenzátory je vzduch. Vzduchové ladiace kondenzátory sú vynikajúce pre vysokofrekvenčné aplikácie a majú vysoké hodnoty Q, čo znamená, že majú nízke straty. Pri výrobe ladiacich kondenzátorov s vzduchovým dielektrikom sa používajú vzduchové dosky, pričom vzdialenosť medzi doskami sa dá ľahko meniť pomocou posuvu kondenzátora.

Tabuľka nižšie ukazuje desať najbežnejších typov dielektrík a ich vlastnosti používané v kondenzátoroch.

Materiál Permitivita Teplotná stabilita Dielektrická pevnosť Zmena kapacity s teplotou
Vzduch (pri 1 atm) 1 stabilná vysoká žiadna
Voda 80 nestabilná nízka vysoká
Papier 3-4 stabilná nízka vysoká
Sklo 4-7 stabilná veľmi vysoká malá
Keramika 5-7 stabilná veľmi vysoká malá
Mica 5-7 stabilná veľmi vysoká malá
Teflon 2.1-2.4 stabilná vysoká malá
Polypropylén 2.2-2.4 stabilná vysoká malá
Polystyrén 2.4-2.7 stabilná vysoká malá
Polycarbonát (Lexan) 3.0-3.2 stabilná vysoká malá

 

Ale čo ak nastane situácia, že sa vám ocitne v ruke kondenzátor, ktorý nemá na sebe žiadne značenie? Možnosti sú dve. Prvá z nich je absolvovať pomerne zdĺhavú procedúru s papierom a perom v podobe výpočtu, alebo môžete zvoliť druhý spôsob a to online kalkulačku. Vzorce, ktoré  sa používajú pri návrhu a výpočte parametrov kondenzátora s vzduchovým dielektrikom.

  1. Vzorec na výpočet plochy plátov kondenzátora:

Vzorec na výpočet plochy plátov kondenzátora sa vypočíta podľa tvaru plátov. Ak sú pláty kondenzátora kruhového tvaru, vzorec sa vypočíta ako plocha = r * r * pi, kde r je polomer kruhu a pi je konštanta predstavujúca pomer obvodu k priemeru kruhu. Ak sú pláty kondenzátora ploché, vzorec sa vypočíta ako plocha = r * r, kde r je dĺžka strany štvorca. Ak sú pláty kondenzátora polkruhového tvaru, vzorec sa vypočíta ako plocha = r * r * pi / 2.

  1. Vzorec na výpočet kapacity kondenzátora:

Vzorec na výpočet kapacity kondenzátora je kapacita = εr * ε0 * plocha / vzdialenost, kde εr predstavuje relatívnu permitivitu vzduchu, ε0 je permitivita vákua, plocha je plocha plátov kondenzátora a vzdialenost je vzdialenosť medzi nimi.

  1. Vzorec na výpočet priepustného napätia kondenzátora:

Vzorec na výpočet priepustného napätia kondenzátora je priepustné_napätie = vzdialenost * 3, pričom 3 predstavuje priepustné elektrické pole vzduchu v kV/mm.

  1. Vzorec na výpočet zvyšnej kapacity vodiča:

Vzorec na výpočet zvyšnej kapacity vodiča, ktorá je daná jeho tvarom, sa vypočíta podľa vzorca pre kapacitu valcového kondenzátora: kapacita_vodica = 2 * pi * εr * ε0 * d * log(d / r - 1), kde d je vonkajší priemer vodiča a r je polomer vodiča.

  1. Vzorec na výpočet celkovej kapacity s vodičom:

Celková kapacita kondenzátora s vodičom sa vypočíta súčtom kapacity plátov a zvyšnej kapacity vodiča: celková_kapacita = kapacita_platov + kapacita_vodica.

  1. Vzorec na výpočet indukčnosti kondenzátora:

Vzorec na výpočet indukčnosti kondenzátora je indukčnosť = µr * µ0 * N^2 * plocha / d, kde µr je relatívna permeabilita prostredia, µ0 je permeabilita vákua, N je počet závitov a d je dĺžka vodiča.

  1. Vzorec na výpočet rezonančnej frekvencie:

Vzorec na výpočet rezonančnej frekvencie kondenzátora s indukčnosťou sa vypočíta ako rezonančná_frekvencia = 1 / (2 * pi * √(indukčnosť * kapacita)).

 

Informácia : Našli ste chybu, respektíve kalkulačka nepracuje správne? Dajte nám vedieť a chybu opravíme. Ďakujeme


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

       

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vaša reklama na tomto mieste

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

ourpcb Promo

PCBWay Promo

ourpcb Promo

PCBWay Promo

ourpcb Promo


Webwiki Button