Enerģija, mēs to nevaram iznīcināt, bet enerģiju varam mainīt no vienas formas uz citu. Dažās situācijās mums ir jāizmanto palīdzība no viena enerģijas veida, lai to mainītu citā formā. Tātad enerģijas pārveidošanas procesu var veikt, izmantojot Devēji ”. Ir dažāda veida devēji, piemēram, spiediena devēji, pjezoelektriskais devēji, ultraskaņas devēji, temperatūras pārveidotāji, kapacitatīvie pārveidotāji utt. Šajā rakstā mēs uzzināsim par to, kas ir kapacitatīvais devējs, tā darbības principu, shēmu, veidus, pielietojumu, priekšrocības un trūkumus.
Kas ir kapacitatīvais devējs?
Devēji tiek iedalīti divos veidos, piemēram, aktīvie devēji un pasīvie devēji. Aktīvie devēji ir viena veida pārveidotāji, kuru darbībai nav nepieciešama nekāda veida jauda. Tā kā pasīvajam pārveidotājam to darbībai enerģijas pārveidošanas procesā ir nepieciešama ārēja jauda. Šie pārveidotāji ir nonākuši zem pasīvajiem devējiem.
Kapacitatīvā pārveidotāja definīcija ir izmērīt pārvietojumu (cik lielu attālumu tas veic), spiedienu un citus vairākus fiziskos lielumus, priekšroka dodama šiem devējiem. Šajos pārveidotājos kapacitāte starp plāksnēm tiek mainīta attāluma starp plāksnēm, plākšņu pārklāšanās, dielektriskās barotnes maiņas utt.
Kapacitīvo pārveidotāju darbības princips
Iepriekš redzamā diagramma norāda kapacitatīvo pārveidotāju. The kapacitatīvā devēja darbības princips ir mainīga kapacitāte. Saskaņā ar tā struktūru tiem ir divas paralēlas metāla lāpstiņas, kas uztur attālumu starp tām. Starp tiem var piepildīt dielektrisko barotni (piemēram, gaisu). Tātad attālums starp šīm divām metāla plāksnēm un plākšņu pozīcijām var mainīt kapacitāti. Tātad mainīgā kapacitāte ir šo pārveidotāju princips. Pamata atšķirība starp parastajiem kondensatoriem un kapacitatīvajiem devējiem ir, kondensators plāksnes normālā stāvoklī ir nemainīgas kondensatori kur šie pārveidotāji, kondensatora plāksnes ir kustīgi apstākļi.
kapacitatīvais devējs
Mainīgā kondensatora kapacitāti var izmērīt pēc šīs formulas.
Kapacitatīvā-pārveidotāja-formula
Šajā formulā:
C norāda mainīgās kapacitātes kapacitāti
εo norāda brīvās vietas caurlaidību
εr norāda relatīvo caurlaidību
A norāda plākšņu laukumu
D norāda attālumu starp plāksnēm
Tātad pēc formulas mainīgā kapacitātes vērtība ir atkarīga no četriem svarīgiem parametriem. Tie ir attālums starp mainīgā kondensatora plāksnēm, plākšņu aizņemošais laukums, brīvās telpas caurlaidība, relatīvā caurlaidība un dielektriskais materiāls. Šie parametri var mainīt mainīgā kondensatora kapacitātes vērtību.
- Dielektriskās konstantes izmaiņas var mainīt šī pārveidotāja kapacitāti.
- Šo pārveidotāju plākšņu laukums var mainīt tā kapacitātes vērtību.
- Attālums starp plāksnēm var mainīt devēju kapacitātes vērtību. Šo metodi galvenokārt izmanto. Šajā metodē dielektriskā barotne un plākšņu laukums tiek turēts nemainīgs. Kad plātnes pārvietojas, attālums tiek mainīts, un tas maina kapacitatīvā pārveidotāja kapacitāti.
Šīs iepriekš minētās trīs metodes tiek izmantotas, lai mainītu šī pārveidotāja kapacitātes vērtību.
Kapacitatīvās shēmas diagramma
Iepriekš minētā shēma norāda ekvivalento kapacitatīvā pārveidotāja shēmu. Atšķirība starp mainīgo kondensatoru un parasto kondensatoru ir tāda, ka mainīgā kondensatora kapacitāte tiek mainīta, turpretī parastā kondensatorā kapacitātes vērtība ir fiksēta un to nevar mainīt.
kapacitatīvā-pārveidotāja-shēmas shēma
Kapacitatīvā pārveidotāja veidi
Saskaņā ar kapacitatīvā pārveidotāja struktūru tie ir četri veidi, kas tiek aplūkoti turpmāk. Viņi ir
- Paralēlā plāksnes kapacitāte ar taisnstūrveida plāksnēm.
- Cilindriskais kondensatora devējs.
- Daļēji apaļas paralēlas plāksnes.
- Dielektrikas izmaiņas starp paralēlām plāksnēm.
Paralēlās plāksnes kapacitāte ar taisnstūrveida plāksnēm
To sauc arī par plakana tipa kapacitatīvo pārveidotāju. Šāda veida pārveidotājos viena plāksne ir fiksēta, un otru plāksni var pārvietot. Pēc šīs variācijas var mainīt attālumu d vai laukumu A. Tā rezultātā rodas šī pārveidotāja kapacitātes vērtība.
plakana tipa kapacitatīvais devējs
Ja laukums A mainās un kapacitātes vērtība C būtu, ja plāksnēm būtu x attālums, tad
C = ε (A-wx) / d
Cilindriskais kapacitatīvais devējs
cilindrisks-kapacitatīvs devējs
Ņemot vērā cilindra garumu, jābūt L, tad kapacitātei
cilindrisks-kapacitatīvs vienādojums
Daļēji apļveida kapacitātes pārveidotājs
Šis tips nodrošinās visaugstāko kapacitātes vērtību, kad abas kapacitatīvās plāksnes pārklājas viena ar otru. Tie ir vēlami, ja ķēdei nepieciešama maksimālā kapacitāte.
apļveida-paralēlplāksnes-diagramma
Šāda veida kapacitatīvā pārveidotāja apgabals A = πr ^ 2/2 un kapacitāte C = ε πr ^ 2 / 2d
Izmaiņas dielektriskajā vidē starp paralēlām plāksnēm
Kad dielektriskā vide mainās starp abām šī devēja paralēlajām plāksnēm, tas maina arī devēja kapacitāti.
Tāpēc kapacitāte C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d
Šeit - L1 un L2 norāda 1. un 2. plāksnes garuma garumu.
W norāda plāksnes platumu
D norāda attālumu starp plāksnēm
Priekšrocības
The kapacitatīvā devēja priekšrocības tiek apspriesti turpmāk. Viņi ir
- Šie pārveidotāji piedāvā augstu ieejas pretestību. Tātad slodzes efektu vērtība būs pārāk zema.
- Šo pārveidotāju frekvences reakcija ir ārkārtīgi augsta.
- Šie pārveidotāji ir ļoti jutīgi.
- Darbībai tie patērē maz enerģijas. Tātad, šos pārveidotājus sauc par ierīcēm, kas patērē maz enerģijas.
- Izmantojot šos pārveidotājus, var būt iespējama augsta izšķirtspēja.
Trūkumi
Ir daži kapacitatīvā devēja trūkumi ir uzskaitīti zemāk. Viņi ir
- Tam ir augsta izejas pretestība. Šīs lielās izejas pretestības vērtības dēļ izejas mērīšanai ir nepieciešama sarežģīta shēma. Lai saglabātu šo lielo izejas milzīgo vērtību, izejas ķēdei jābūt jaudīgai.
- Šie pārveidotāji mala efektu dēļ uzrāda nelineāru uzvedību.
- Tie ir atkarīgi no temperatūras. Ārējā temperatūras vērtība var ietekmēt šo devēja kapacitātes vērtību.
Pieteikumi
Kapacitatīvā pārveidotāja pielietojums ir
- Šim pārveidotājam ir plašs pielietojuma diapazons, nosakot tādus lielumus kā temperatūra, pārvietojums, spiediens utt. Tālāk ir uzskaitīti kapacitatīvo devēju pielietojumi.
- Šiem pārveidotājiem ir pielietojums lineārās un leņķiskās pārvietošanas jomā ar jutības koeficientu.
- Viens no labākajiem šī devēja pielietojumiem ir mitruma līmeņa noteikšana. Mainoties mitruma vērtībai, mainās arī šī pārveidotāja kapacitātes vērtība. Pēc šīs vērtības mēs varam izmērīt mitruma izmaiņas.
- Mainīgā kapacitātes spiediena devējs ir piemērots, lai atrastu spiediena svārstības, izmantojot mainīgo kapacitāti.
Tādējādi kapacitatīvs devēji ir noderīgi, lai pārveidotu vienu enerģijas veidu citā enerģijas formā, ņemot vērā kapacitātes vērtības izmaiņas. Tie ir pasīvie devēji, jo to darbināšanai ir nepieciešama ārēja jauda. Un ar šo devēju palīdzību mēs varam izmērīt spiedienu, temperatūru un pārvietojumu utt.
