Ενέργεια, δεν μπορούμε να την καταστρέψουμε αλλά μπορούμε να αλλάξουμε την ενέργεια από τη μία μορφή στην άλλη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, πρέπει να λάβουμε βοήθεια από μια μορφή ενέργειας για να την αλλάξουμε σε άλλη μορφή. Έτσι, η διαδικασία μετατροπής ενέργειας μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας το « Μετατροπείς '. Υπάρχουν διάφοροι τύποι μορφοτροπέων όπως μορφοτροπείς πίεσης, πιεζοηλεκτρικό μετατροπείς, μετατροπείς υπερήχων, μετατροπείς θερμοκρασίας, χωρητικοί μετατροπείς κ.λπ. Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε για το τι είναι ένας χωρητικός μετατροπέας, η αρχή λειτουργίας του, το διάγραμμα κυκλώματος, οι τύποι και οι εφαρμογές του, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα.
Τι είναι ένας χωρητικός μετατροπέας;
Οι μορφοτροπείς κατηγοριοποιούνται σε δύο τύπους, όπως ενεργούς μετατροπείς και παθητικοί μορφοτροπείς. Οι ενεργοί μορφοτροπείς είναι ένα είδος μορφοτροπέων που δεν απαιτούν κανένα είδος ισχύος για τη λειτουργία τους. Ενώ ο παθητικός μετατροπέας απαιτεί εξωτερική ισχύ για τη λειτουργία τους στη διαδικασία μετατροπής ενέργειας. Αυτοί οι μορφοτροπείς έχουν υποστεί παθητικούς μετατροπείς.
Ο ορισμός του χωρητικού μορφοτροπέα είναι να μετρηθεί η μετατόπιση (πόση απόσταση καλύπτει), η πίεση και άλλες διάφορες φυσικές ποσότητες, προτιμώνται αυτοί οι μορφοτροπείς. Σε αυτούς τους μορφοτροπείς, η χωρητικότητα μεταξύ των πλακών ποικίλλει λόγω της απόστασης μεταξύ των πλακών, της επικάλυψης πλακών, λόγω αλλαγής διηλεκτρικού μέσου κ.λπ.
Αρχή εργασίας χωρητικού μετατροπέα
Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει τον χωρητικό μορφοτροπέα. ο αρχή λειτουργίας ενός χωρητικού μορφοτροπέα είναι μεταβλητή χωρητικότητα. Σύμφωνα με τη δομή του, αυτά έχουν δύο παράλληλους μεταλλικούς πατέ που διατηρούν την απόσταση μεταξύ τους. Ανάμεσά τους, μπορεί να γεμίσει διηλεκτρικό μέσο (όπως αέρας). Έτσι, η απόσταση μεταξύ αυτών των δύο μεταλλικών πλακών και των θέσεων των πλακών μπορεί να αλλάξει την χωρητικότητα. Έτσι, η μεταβλητή χωρητικότητα είναι η αρχή αυτών των μετατροπέων. Η βασική διαφορά μεταξύ των κανονικών πυκνωτών και των χωρητικών μετατροπέων είναι, ο πυκνωτής Οι πλάκες είναι σταθερές στο φυσιολογικό πυκνωτές όπου αυτοί οι μορφοτροπείς, οι πλάκες πυκνωτών είναι η κινητή κατάσταση.
χωρητικός μετατροπέας
Η χωρητικότητα του μεταβλητού πυκνωτή μπορεί να μετρηθεί με αυτόν τον τύπο.
Χωρητικός τύπος μετατροπέα
Σε αυτόν τον τύπο:
Το C υποδηλώνει την χωρητικότητα της μεταβλητής χωρητικότητας
Το εo υποδεικνύει τη διαπερατότητα του ελεύθερου χώρου
Το εr δείχνει τη σχετική διαπερατότητα
Το Α υποδεικνύει την περιοχή των πλακών
Το D υποδεικνύει την απόσταση μεταξύ των πλακών
Έτσι, σύμφωνα με τον τύπο, η τιμή μεταβλητής χωρητικότητας εξαρτάται από τέσσερις σημαντικές παραμέτρους. Είναι η απόσταση μεταξύ των πλακών του μεταβλητού πυκνωτή, της περιοχής καταλήψεως των πλακών, της διαπερατότητας του ελεύθερου χώρου, της σχετικής διαπερατότητας και του διηλεκτρικού υλικού. Αυτές οι παράμετροι μπορεί να μεταβάλλουν την τιμή χωρητικότητας του μεταβλητού πυκνωτή.
- Η αλλαγή στη διηλεκτρική σταθερά μπορεί να μεταβάλλει τη χωρητικότητα αυτού του μορφοτροπέα.
- Η περιοχή των πλακών αυτών των μορφοτροπέων μπορεί να μεταβάλλει την τιμή χωρητικότητάς της.
- Η απόσταση μεταξύ των πλακών μπορεί να μεταβάλλει την τιμή χωρητικότητας των μορφοτροπέων. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται κυρίως. Σε αυτήν τη μέθοδο, το διηλεκτρικό μέσο και η περιοχή των πλακών διατηρούνται σταθερά. Όταν οι πλάκες κινούνται τότε η απόσταση ποικίλλει και αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αλλαγή της χωρητικότητας του χωρητικού μετατροπέα.
Αυτές οι τρεις παραπάνω μέθοδοι χρησιμοποιούνται για να αλλάξουν την τιμή χωρητικότητας αυτού του μορφοτροπέα.
Διάγραμμα χωρητικού κυκλώματος
Το παραπάνω διάγραμμα κυκλώματος δείχνει το ισοδύναμο διάγραμμα κυκλώματος ενός χωρητικού μορφοτροπέα. Η διαφορά μεταξύ του μεταβλητού πυκνωτή στον κανονικό πυκνωτή είναι, η χωρητικότητα του μεταβλητού πυκνωτή ποικίλλει ενώ σε έναν κανονικό πυκνωτή, η τιμή χωρητικότητας είναι σταθερή και δεν μπορεί να αλλάξει.
χωρητικό-μετατροπέα-κύκλωμα-διάγραμμα
Τύποι χωρητικού μορφοτροπέα
Σύμφωνα με τη δομή του χωρητικού μορφοτροπέα, είναι τέσσερις τύποι που συζητούνται παρακάτω. Αυτοί είναι
- Παράλληλη χωρητικότητα πλάκας με ορθογώνιες πλάκες.
- Κυλινδρικός μετατροπέας πυκνωτών.
- Ημικυκλικές παράλληλες πλάκες.
- Αλλαγή διηλεκτρικού μεταξύ παράλληλων πλακών.
Παράλληλη χωρητικότητα πλάκας με ορθογώνιες πλάκες
Αυτό ονομάζεται επίσης επίπεδος χωρητικού μορφοτροπέα. Σε αυτόν τον τύπο μορφοτροπέα, η μία πλάκα είναι σταθερή και η άλλη πλάκα μπορεί να μετακινηθεί. Με αυτήν την παραλλαγή, η απόσταση d ή η περιοχή Α μπορεί να μεταβληθεί. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την τιμή χωρητικότητας αυτού του μορφοτροπέα.
επίπεδος-χωρητικός-μορφοτροπέας
Εάν η περιοχή Α ποικίλει και η τιμή χωρητικότητας C θα είναι όταν οι πλάκες έχουν την απόσταση x, τότε
C = ε (Α-βx) / d
Κυλινδρικός χωρητικός μορφοτροπέας
κυλινδρικός χωρητικός μετατροπέας
Λαμβάνοντας υπόψη το μήκος του κυλίνδρου είναι L, τότε η χωρητικότητα
κυλινδρική-χωρητική-εξίσωση
Ημικυκλικός χωρητικός μορφοτροπέας
Αυτός ο τύπος θα παρέχει την υψηλότερη τιμή χωρητικότητας όταν οι δύο χωρητικές πλάκες αλληλεπικαλύπτονται μεταξύ τους. Αυτά είναι προτιμότερα όταν το κύκλωμα απαιτεί τη μέγιστη χωρητικότητα.
κυκλικό-παράλληλο-διάγραμμα πλάκας
Σε αυτόν τον τύπο χωρητικό μορφοτροπέα, περιοχή Α = πr ^ 2/2 και η χωρητικότητα C=ε πr^2/2d
Αλλαγή σε διηλεκτρικό μέσο μεταξύ παράλληλων πλακών
Όταν το διηλεκτρικό μέσο μεταβάλλεται μεταξύ των δύο παράλληλων πλακών αυτού του μορφοτροπέα, αυτό επίσης μεταβάλλει την χωρητικότητα του μορφοτροπέα.
Επομένως χωρητικότητα C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d
Εδώ - τα L1 και L2 δείχνουν το μήκος του μήκους της 1ης και της 2ης πλάκας.
Το W υποδεικνύει το πλάτος της πλάκας
Το D υποδεικνύει την απόσταση μεταξύ των πλακών
Πλεονεκτήματα
ο χωρητικά πλεονεκτήματα μετατροπέα συζητούνται παρακάτω. Αυτοί είναι
- Αυτοί οι μορφοτροπείς προσφέρουν υψηλή αντίσταση εισόδου. Έτσι, η τιμή των εφέ φόρτωσης θα είναι πολύ χαμηλή.
- Η απόκριση συχνότητας αυτών των μορφοτροπέων είναι εξαιρετικά υψηλή.
- Αυτοί οι μορφοτροπείς είναι πολύ ευαίσθητοι.
- Αυτά καταναλώνουν χαμηλή ισχύ για να λειτουργήσουν. Έτσι, αυτοί οι μετατροπείς ονομάζονται συσκευές χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας.
- Η υψηλή ανάλυση μπορεί να είναι δυνατή χρησιμοποιώντας αυτούς τους μορφοτροπείς.
Μειονεκτήματα
Υπάρχουν μερικά μειονεκτήματα ενός χωρητικού μορφοτροπέα αναφέρονται παρακάτω. Αυτοί είναι
- Έχει υψηλή αντίσταση εξόδου. Λόγω αυτής της υψηλής αντίστασης εξόδου, απαιτείται ένα περίπλοκο κύκλωμα για τη μέτρηση της εξόδου. Και το κύκλωμα εξόδου πρέπει να είναι ισχυρό για να διατηρήσει αυτήν την τεράστια τιμή εξόδου.
- Αυτοί οι μορφοτροπείς παρουσιάζουν μη γραμμικές συμπεριφορές λόγω των ακραίων επιδράσεων.
- Αυτά εξαρτώνται από τη θερμοκρασία. Η τιμή εξωτερικής θερμοκρασίας μπορεί να επηρεάσει αυτήν την τιμή χωρητικότητας μετατροπέα.
Εφαρμογές
Οι εφαρμογές του χωρητικού μορφοτροπέα είναι
- Αυτός ο μορφοτροπέας έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών για τον προσδιορισμό των ποσοτήτων όπως η θερμοκρασία, η μετατόπιση και η πίεση κ.λπ. Οι εφαρμογές χωρητικού μετατροπέα παρατίθενται παρακάτω.
- Αυτοί οι μορφοτροπείς έχουν εφαρμογές στο πεδίο της γραμμικής και γωνιακής μετατόπισης με τον παράγοντα ευαισθησίας.
- Μία από τις καλύτερες εφαρμογές αυτού του μορφοτροπέα είναι να βρείτε το επίπεδο υγρασίας. Καθώς η τιμή υγρασίας αλλάζει, η τιμή χωρητικότητας αυτού του μορφοτροπέα αλλάζει επίσης. Με αυτήν την τιμή, μπορούμε να μετρήσουμε την αλλαγή στην υγρασία.
- Ο μετατροπέας πίεσης μεταβλητής χωρητικότητας ισχύει για τον εντοπισμό των μεταβολών πίεσης χρησιμοποιώντας τη μεταβλητή χωρητικότητα.
Έτσι, χωρητικό μορφοτροπείς είναι χρήσιμα για τη μετατροπή μιας μορφής ενέργειας σε άλλη μορφή ενέργειας λαμβάνοντας τη μεταβολή στην τιμή χωρητικότητας. Αυτοί είναι οι παθητικοί μορφοτροπείς επειδή αυτό απαιτεί εξωτερική ισχύ για τη λειτουργία τους. Και με τη βοήθεια αυτών των μορφοτροπέων, μπορούμε να μετρήσουμε την πίεση, τη θερμοκρασία και την μετατόπιση κ.λπ.
