あ 可変コンデンサ 可変容量値を持つコンデンサの一種です。これ コンデンサ これらのプレート間の領域は、コンデンサの静電容量を変更するために単純に調整される 2 つのプレートを含みます。これらのコンデンサには、エア コンデンサとトリマ コンデンサの 2 種類があります。一般に、これらのコンデンサは特に LC回路 ラジオ内の周波数チューニング用。そのため、この記事では、可変コンデンサのタイプの 1 つの概要について説明します。 空気コンデンサ – 作業とその応用。
空気コンデンサとは何ですか?
アン 空気コンデンサの定義 誘電媒体として空気を使用するコンデンサです。このコンデンサは、固定容量または可変容量の形式で設計できます。固定容量タイプは容量が違うのであまり使わない コンデンサの種類 容量可変タイプは構造がシンプルなため使用頻度が高いのに対し、優れた特性を持っています。
空気コンデンサーは一般に、空気を介して分離された 2 組の半円形の金属板で作られています。 誘電体 .これらの金属プレートでは、一方のセットは永久的で、もう一方のセットはシャフトに接続されているため、オペレーターは必要に応じてアセンブリを回転させて静電容量を変更できます。 2枚の金属板の重なりが大きいほど、静電容量は大きくなります。したがって、2 組の金属プレート間のオーバーラップが最大になると最大の静電容量条件が達成され、オーバーラップがなくなると最小の静電容量条件が達成されます。より良い静電容量制御、より細かい調整、および精度の向上のために、減速ギア機構が使用されます。
空気コンデンサの静電容量値は 100 pF ～ 1 nF と小さいのに対し、動作電圧は 10 ～ 1000 V です。誘電体は絶縁破壊電圧が低いため、コンデンサ内部で絶縁破壊が変化し、エアコンデンサの作動不良につながる可能性があります。
空気コンデンサの構造とその働き
空気コンデンサのような調整可能なコンデンサには、等間隔に配置された一連の固定アルミニウム プレートの間に配置された中央シャフトの上部に一連の半円形の回転アルミニウム プレートが含まれています。このコンデンサには、中央に制御棒を通すためのドリル穴があります。このロッドを制御するために、交互のディスクが接続され、他のディスク全体に自由に通過します。つまり、ディスク セットは、コンデンサの 2 つのプレート領域を共同で形成する 2 つのグループに効率的に分割されます。
コンデンサディスクが半円形になったら、可動セットを回転させると、2つのグループが重なる量がプレート領域全体に変化します。このコンデンサの静電容量がそのプレート領域全体に依存する場合、領域内の変化はコンポーネントの静電容量内で同等の変化を引き起こす可能性があるため、オペレータはコンポーネントの値を自由に変更できます。
可動アルミ板を回転させると、固定板と可動板の重なり量が変化します。これらのプレートのセット間の空気は、セットを互いに絶縁する効果的な誘電体のように機能します。コンデンサの静電容量がプレートの相互のサイズに依存する場合、この調整により単純に空気コンデンサの値を調整できます。
空気コンデンサ回路
簡単な空気コンデンサ回路を以下に示します。このコンデンサは、空気を誘電体として使用し、2枚のメタライズド箔または金属板を互いに距離を置いて平行に接続することによって設計されています。コンデンサは、エネルギーを電荷の形でプレートに蓄えます。
エア キャパシタに電圧を印加して 2 つのプレートの電荷を測定すると、「V」電圧に対する「Q」電荷の比率がキャパシタの静電容量の値を提供するため、C = のように与えられます。 Q/V。この式は、Q = C x V のように、2 つのプレートの電荷量を測定するための式を提供するために書くこともできます。
電流がコンデンサに供給されると、充電され、2 つのプレート間により多くのエネルギーが蓄えられるため、静電界が非常に強くなります。
同様に、空気コンデンサから電流が流れると、これら 2 つのプレート間の電位差が減少し、電気エネルギーがプレートから離れると静電界が減少します。したがって、静電容量は、静電場の形で2つのプレートに電荷を蓄えるために使用されるコンデンサの特性の1つです。
空気コンデンサの誘電率
誘電率は、各材料の特性として定義できます。それ以外の場合は、電界形成に対して提供される抵抗を測定するために使用される媒体です。ギリシャ文字の「ϵ」（イプシロン）で表され、単位は F/m またはファラド/メートルです。
距離「d」で分離された2つのプレートを含むコンデンサを考えると、空気のような誘電体媒体がこれら2つのプレート間で使用されます。コンデンサの 2 つのプレートの間には、電気双極子モーメントを形成する分子が存在します。電気双極子とは、反対の電荷と等しい電荷のペアを意味します。たとえば、単一の分子には、次の図に示すように、一方の端に正電荷があり、もう一方の端に負電荷があり、距離が離れています。
次の図では、分子は通常、コンデンサ プレート内でランダムに整列しています。外部からこれらのプレートに電界を印加すると、コンデンサ内の分子は、分極率として知られるより良い方法で整列します。そのため、それらの双極子モーメントは独自の電場を生成します。この電場は、外部から印加された電場に対抗するため、互いに抵抗し続ける2つの磁石の同様の極のようになります。
分子が整列するか、さらに分極すると、誘電率と呼ばれる外部電場に対抗します。ここで、誘電率は、外部電場に対して材料または媒体によって提供される抵抗を測定します。
媒体の誘電率が高い場合、その媒体の分子はよりよく分極するため、外部電場に対する抵抗が大きくなります。同様に、媒質の誘電率が低い場合、分子は弱く分極するため、外部電場に対する抵抗が小さくなります。
誘電率は一定ではないため、温度、湿度、媒体の種類、電界の周波数、電界強度などのさまざまな要因によって変化します。
誘電率は、コンデンサの静電容量を決定する上で重要な役割を果たします。したがって、平行板コンデンサの静電容量は次のように計算されます。
C = ϵ × A/d
どこ、
「A」は 1 枚のプレートの面積です。
「d」は、2 つのコンデンサ プレート間の距離です。
「ϵ」は、コンデンサの 2 つのプレート間の媒体の誘電率です。
次のコンデンサを観察すると、誘電率がコンデンサの静電容量に明確に影響を与える可能性があります。
次の 2 つのコンデンサでは、左側のコンデンサに使用されている誘電体は空気です。したがって、この空気コンデンサの比誘電率は 1 より少し大きく、つまり 1.0006 です。
同様に、2 番目のコンデンサでは、使用される誘電体はガラスです。したがって、このコンデンサの誘電率は約 4.9 ～ 7.5 です。そのため、空気コンデンサと比較して、ガラス誘電体を使用したコンデンサは誘電率が高くなります。
したがって、誘電率が低い材料は静電容量が小さく、誘電率が高い材料は静電容量が大きくなります。このように、誘電率は容量値を決定する上で重要な役割を果たします。
特徴
空気コンデンサーの特徴としては、以下のようなものがあります。
- 空気コンデンサは無極性です。つまり、これらのコンデンサは、最高電圧定格を超えない限り、AC アプリケーションで安全に使用できます。
- これらのコンデンサは、100pF と 1nF の間の小さな静電容量を持っています。
- 最大動作電圧は、主にコンデンサの物理的寸法に依存します。
- 高い動作電圧では、2 つのプレート間の空間が空気の電気的破壊を回避するのに十分である必要があります。
- 空気の絶縁耐力は他の多くの材料よりも低いため、これらのコンデンサは高電圧には不適切です。
利点
の 空気コンデンサの利点 以下のものが含まれます。
- 漏れ電流が少ないため、特に湿度が高くない場合、このコンデンサ内の動作損失が最小限に抑えられます。
- 絶縁抵抗が高い。
- 安定性良好。
- ブレークダウン電圧が低くなります。
- 散逸率は低いです。
の 空気コンデンサーの欠点 以下のものが含まれます。
- 空気コンデンサは大きいサイズで利用できます。
- これらのコンデンサは容量が少なくなっています。
- これらは高価です。
- 他のコンデンサと比較して、より多くのスペースを占有します。
アプリケーション
の 空気コンデンサーの応用 以下のものが含まれます。
- このコンデンサは通常、静電容量内での変更を必要とする共振 LC 回路で使用されます。これらは
- 回路は、ラジオ チューナー、周波数ミキサー、およびアンテナ チューナー用のインピーダンス マッチング コンポーネントで構成されます。
- これらは通常、共振回路のように調整可能な静電容量が必要な場合に使用されます。
- このコンデンサは、無線回路のチューニングや、損失を少なくする必要がある回路にも使用されます。
したがって、これは空気の概要です コンデンサ – 作動中 アプリケーションで。これらのコンデンサはアルミニウムで作られており、非常に強い磁場でうまく機能します。ここで質問です。コンデンサの誘電体とは何ですか?
