V tokokrogih izmeničnega in enosmernega tokokroga kondenzatorji izpolnjujejo različne aplikacije, kot so korekcija faktorja moči, popravljanje, odstranjevanje šuma iz signalov itd. Kondenzatorji delujejo tako, da za kratek čas kopičijo električni naboj med svojimi ploščami in nato po potrebi razpršijo naboj. Na ta način kondenzatorji vzdržujejo raven napetosti v tokokrogu, kar posledično zmanjša nihanje napetosti v tokokrogu.
Oris:
Kako napolniti kondenzator
Polnjenje kondenzatorjev je v prvi vrsti odvisno od njihove vrste, saj obstajajo kondenzatorji, ki so samo za DC tokokroge, pogosto imenovani polarizirani kondenzatorji. Medtem ko se za AC tokokroge uporabljajo AC kondenzatorji, pogosto imenovani nepolarizirani kondenzatorji. Zato je način polnjenja za oba različen, saj eden vključuje napajanje z enosmernim tokom, drugi pa napajanje z izmeničnim tokom.
- Polnjenje enosmernega kondenzatorja
- Polnjenje AC kondenzatorja
Polnjenje enosmernega kondenzatorja
Kondenzatorji za enosmerni tok imajo fiksne polaritete, saj enosmerni tok teče samo v eno smer, zato je za polnjenje potreben napajalnik z enosmernim tokom. Kondenzator DC blokira pretok toka, ko je popolnoma napolnjen, saj se obe plošči kondenzatorja nasičita. Za polnjenje enosmernega kondenzatorja obstajata dva načina:
1. način: Skozi baterijo z upori
Upori v električnih tokokrogih se uporabljajo za omejevanje pretoka toka, kar se izkaže za koristno pri zaščiti priključene naprave, če napetost ali tok preseže svojo varno vrednost. Podobno lahko uporaba uporov za polnjenje kondenzatorjev dejansko prepreči poškodbe kondenzatorja, če je baterija nanj priključena dlje časa. Poleg tega tudi upočasni hitrost polnjenja in prepreči kakršno koli škodo, ki jo povzroči hitro polnjenje, za polnjenje kondenzatorja z uporabo upora je nekaj korakov:
1. korak: Povežite kondenzator z uporom
Najprej preverite, ali je kondenzator, ki ga boste polnili, saj imajo nekateri kondenzatorji vgrajen upor, in ga poiščite v podatkovnem listu kondenzatorja. Če ni upora s kondenzatorjem, povežite upor s kondenzatorjem zaporedno s pozitivnim priključkom kondenzatorja:
Vrednost upora mora biti okoli 1K Ohmov, saj višja kot je impedanca, počasneje se bo kondenzator polnil in zato obstaja možnost, da se kondenzator poškoduje.
2. korak: Povežite multimeter s kondenzatorjem
Najprej premaknite gumb multimetra in ga nastavite na napetost, nato povežite pozitivni priključek kondenzatorja s pozitivno sondo multimetra in negativno sondo multimetra z negativnim polom kondenzatorja:
3. korak: Povežite baterijo s kondenzatorjem
Ko je multimeter povezan s kondenzatorjem, zdaj poveže baterijo s kondenzatorjem. Bolje bi bilo, če bi bateriji dodali stikalo, saj jo lahko izklopite, ko je kondenzator napolnjen, namesto da trgate žice, ki lahko povzročijo kakršno koli škodo:
Napetost baterije ne sme biti višja od nazivne napetosti kondenzatorja, zato preverite nazivno napetost, ki je zapisana na kondenzatorju.
4. korak: Napolnite kondenzator z baterijo
Ko je vse na svojem mestu, vklopite stikalo za napajanje ali priključite pozitivno žico baterije. Na multimetru boste videli, da bo napetost začela naraščati in takoj, ko napetost kondenzatorja doseže enako raven napetosti kot napetost baterije, to pomeni, da je kondenzator popolnoma napolnjen. Zdaj izklopite napajanje, bodisi tako, da izklopite stikalo ali tako, da izvlečete pozitivno žico baterije.
Zdaj boste videli, da se napetost na multimetru zmanjšuje in zato se kondenzator prazni. Naboj kondenzatorja se razprši na multimeter.
2. način: Skozi baterijo z žarnico
Drug način za polnjenje kondenzatorja DC je uporaba žarnice namesto upora, saj je žarilna nitka žarnice nekakšen upor, ki sveti, ko skozenj teče elektrika. Poleg tega ta metoda omogoča preprosto odkrivanje, ali je kondenzator ob izklopu dosegel enako raven napetosti kot baterija. To je zato, ker sta tako kondenzator kot baterija na istem potencialu, zaradi česar se tok elektronov ustavi. Za polnjenje kondenzatorja skozi baterijo z uporabo žarnice z žarilno nitko je tukaj nekaj korakov:
1. korak: Priključite kondenzator na žarnico
Najprej povežite pozitivni pol žarnice s pozitivnim polom kondenzatorja in negativni pol kondenzatorja z negativnim polom žarnice.
2. korak: Povežite multimeter s kondenzatorjem
Najprej premaknite gumb multimetra in ga nastavite na napetost, nato povežite pozitivni priključek kondenzatorja s pozitivno sondo multimetra in negativno sondo multimetra z negativnim polom kondenzatorja:
3. korak: Povežite baterijo s kondenzatorjem
Ko je multimeter povezan s kondenzatorjem, zdaj poveže baterijo s kondenzatorjem. Bolje bi bilo, če bi bateriji dodali stikalo, saj jo lahko izklopite, ko je kondenzator napolnjen, namesto da trgate žice, ki lahko povzročijo kakršno koli škodo.
4. korak: Napolnite kondenzator z baterijo
Ko je vse na svojem mestu, vklopite stikalo za napajanje ali priključite pozitivno žico baterije. Na multimetru boste videli, da bo napetost začela naraščati in takoj, ko napetost kondenzatorja doseže enako raven napetosti kot napetost baterije, to pomeni, da je kondenzator popolnoma napolnjen.
Prav tako bo žarnica začela svetiti, intenzivnost žarnice pa se bo povečala, ko se poveča napetost kondenzatorja. Podobno, ko začneta baterija in kondenzator dosegati enak potencial, se intenzivnost svetlobe žarnice začne zmanjševati in žarnica se bo sčasoma izklopila. Zdaj izklopite napajanje, bodisi tako, da izklopite stikalo ali tako, da izvlečete pozitivno žico baterije.
Zdaj boste videli, da se napetost na multimetru zmanjšuje in žarnica začne svetiti, saj se kondenzator prazni. Ko žarnica ugasne, to pomeni, da je kondenzator izpraznjen.
Polnjenje AC kondenzatorja
Glavna razlika med kondenzatorjema AC in DC je v tem, da kondenzator AC nima nobene polarnosti, medtem ko ima kondenzator DC fiksno polarnost. Poleg tega se lahko kondenzatorji AC uporabljajo namesto kondenzatorjev DC, saj nimajo fiksne polarnosti. Za polnjenje izmeničnega kondenzatorja lahko uporabimo izmenični vir napajanja in tukaj je nekaj korakov za polnjenje izmeničnega kondenzatorja.
1. korak: povežite kondenzator z uporom
Najprej preverite, ali je kondenzator, ki ga boste polnili, saj imajo nekateri kondenzatorji vgrajen upor, in ga poiščite v podatkovnem listu kondenzatorja. Če ni upora s kondenzatorjem, povežite upor s kondenzatorjem zaporedno s pozitivnim priključkom kondenzatorja:
2. korak: Povežite multimeter s kondenzatorjem
Najprej premaknite gumb multimetra in ga nastavite na napetost, nato povežite pozitivni priključek kondenzatorja s pozitivno sondo multimetra in negativno sondo multimetra z negativnim polom kondenzatorja:
3. korak: Priključite AC napajalnik na kondenzator
Ko je multimeter povezan s kondenzatorjem, priključite napajalnik AC s kondenzatorjem. Pred tem izklopite stikalo za napajanje, saj se lahko kondenzator poškoduje zaradi prenapolnjenosti ali nenadne napetosti:
4. korak: Napolnite kondenzator z AC napajalnikom
Ko je vse na svojem mestu, vklopite stikalo za napajanje in na multimetru boste videli, da bo napetost začela naraščati takoj, ko napetost kondenzatorja doseže enako raven napetosti kot napajalna napetost, potem to pomeni da je kondenzator popolnoma napolnjen. Zdaj izklopite napajanje:
Opomba: Pri polnjenju kondenzatorja je potrebna velika previdnost, saj so ti kondenzatorji nekoliko občutljivi na višje napetosti. Če skozi kondenzator teče čezmerni tok ali napetost, se ta poškoduje. Poleg tega, če želite preizkusiti vse te metode, morate nositi varnostno opremo, kjer je to potrebno, da preprečite morebitne poškodbe.
Zaključek
Kondenzatorji hranijo električno energijo v električnih poljih med svojimi ploščami, ki se nato razprši v tokokrog zaradi drugih komponent, ki so z njim povezane. Kondenzatorji se funkcionalno razlikujejo, ko gre za tokokroge AC in DC, saj v tokokrogu DC kondenzator blokira pretok toka, ko je popolnoma napolnjen.
Po drugi strani pa kondenzatorji v izmeničnih tokokrogih omogočajo dvosmerni tok toka, ki služi številnim aplikacijam. Če želite napolniti kondenzator, preprosto povežite upor z njim zaporedno in ga nato priključite na AC ali DC napajanje za največ 2 do 3 sekunde, odvisno od vrste kondenzatorja.