CONDENSATOARE CONDENSATOARE ELECTRICE ELECTRICE

PREZENTARE REFARAT : PREZENTARE REFARAT : Cristurean Daniel-IulianCristurean Daniel-Iulian

&&

Dumbrava MihaiDumbrava Mihai

CONDENSATORUL ELECTRICCONDENSATORUL ELECTRIC

DEF.DEF. Condensatorul electric este un sistem de douCondensatorul electric este un sistem de douăă condensatoare condensatoare separate printr-un dielectrice separate printr-un dielectrice

Q2,V2Q1,V1

U1,2 = V1-V2

Condensatoare electrice Condensatoare electrice

Conductoarele care formează condensatorul sunt numite armături , sunt încărcate Conductoarele care formează condensatorul sunt numite armături , sunt încărcate cu sarcinile q1=q , şi q2 = -q, potenţialele lor vor fi V1, V2 .cu sarcinile q1=q , şi q2 = -q, potenţialele lor vor fi V1, V2 .

Capacitatea electrică este dată de relaţia : C = q/V1-V2 = -q/V1-V2 = q/U12 =Capacitatea electrică este dată de relaţia : C = q/V1-V2 = -q/V1-V2 = q/U12 =

-q/U21-q/U21 Condensatorul are simbolul din figură : Condensatorul are simbolul din figură :

U12 = V1-V2

-qq

V1 V2

•Cel mai simplu şi mai utilizat condensator este condensatorul plan , format din două armături plane având fiecare aria A , paralele între ele şi situate faţă în faţa la distanţa d , separate printr-un strat de dielectric de permitivitate 0*r

d

Condensatoare electrice Condensatoare electrice

- Liniile de câmp sunt perpendiculare pe suprafaţa armăturilor --- rezultă că Liniile de câmp sunt perpendiculare pe suprafaţa armăturilor --- rezultă că tensiunea dintre armături este egală cu diferenţa potenţialelor armăturilor U12 tensiunea dintre armături este egală cu diferenţa potenţialelor armăturilor U12 0=V1-V2 = Ed = D/0=V1-V2 = Ed = D/*d = q/*d = q/*A * d*A * d

capacitatea condensatorului plan : C = q1/ U12 = capacitatea condensatorului plan : C = q1/ U12 = Aq1/q1*d ; C = Aq1/q1*d ; C = A/d = A/d = 00 rrA/dA/d

0 – permitivitatea dielectrică a dielectricului 0 – permitivitatea dielectrică a dielectricului

- r – permitivitatea relativă a dielectriculuir – permitivitatea relativă a dielectricului

- A – suprafaţa armăturilor plane A – suprafaţa armăturilor plane - d – distanţa dintre armături d – distanţa dintre armături Capacitatea nu depinde de sarcinile armăturilor şi nici de diferenţa de potenţial Capacitatea nu depinde de sarcinile armăturilor şi nici de diferenţa de potenţial

dintre acesteadintre acestea Capacitatea este direct proporţională cu aria unei armături şi invers proporţională Capacitatea este direct proporţională cu aria unei armături şi invers proporţională

cu distanţa dintre elecu distanţa dintre ele Unitatea de capacitate este Unitatea de capacitate este faradul (F) faradul (F) 1F = 1 C/1V 1F = 1 C/1V În câmpuri electrice puternice , materialul dielectric îşi pierde proprietăţile izolante În câmpuri electrice puternice , materialul dielectric îşi pierde proprietăţile izolante

deoarece creşte curentul de conducţie în dielectric , fenomenul se numeşte deoarece creşte curentul de conducţie în dielectric , fenomenul se numeşte străpungerea dielectriculuistrăpungerea dielectricului . Valoarea intensităţii câmpului electric la care se . Valoarea intensităţii câmpului electric la care se produce acest fenomen se numeşte rigiditate dielectrică şi se măsoară în kV/mm produce acest fenomen se numeşte rigiditate dielectrică şi se măsoară în kV/mm

Clasificarea condensatoarelor Clasificarea condensatoarelor

Clasificarea condensatoarelor polarizate Clasificarea condensatoarelor polarizate în funcţie de tipul dielectricului folosit : în funcţie de tipul dielectricului folosit :

Condensatoare Cu dielectric gazos Cu Condensatoare Cu dielectric gazos Cu dielectric lichid Cu dielectric solid Cu oxid dielectric lichid Cu dielectric solid Cu oxid metalic, electrolitice Anorganice metalic, electrolitice Anorganice

Sticlă, mică, ceramicăOrganice :Sticlă, mică, ceramicăOrganice : Hârtie , lacuri Hârtie , lacuri

Clasificarea condensatoarelor Clasificarea condensatoarelor Polarizate , in funcţie de tipul dielectricului folosit Polarizate , in funcţie de tipul dielectricului folosit

Condensatoare

Cu dielectric gazos

Cu dielectric lichid

Cu dielectric solid

Cu oxid metalic,

electrolitice

Anorganice Sticlă, mică,

ceramică

Organice :Hârtie , lacuri

Clasificarea condensatoarelor Clasificarea condensatoarelor Nepolazizate Nepolazizate

Condensatoare

Fixe

Reglabile Semivariabile =

ajustabile = trimer

Varialbile

Parametri nominali ai condensatoarelor Parametri nominali ai condensatoarelor

Parametri condensatoarelorParametri condensatoarelor : : capacitatea nominală Cncapacitatea nominală Cn , [F]– reprezintă capacitatea la care este realizat , [F]– reprezintă capacitatea la care este realizat

condensatorul prin procesul tehnologic şi care este înscrisă pe corpul acestuia condensatorul prin procesul tehnologic şi care este înscrisă pe corpul acestuia toleranţa t ,toleranţa t , [%]– abaterea maximă a valorii reale a capacităţii faţă de valoarea ei [%]– abaterea maximă a valorii reale a capacităţii faţă de valoarea ei

nominalănominală Tensiunea nominalăTensiunea nominală Un [V]–este tensiunea continuă maximă sau tensiunea Un [V]–este tensiunea continuă maximă sau tensiunea

efectivă maximă care poate fi aplicată continuu la terminalele condensatorului în efectivă maximă care poate fi aplicată continuu la terminalele condensatorului în gama temperaturilor de lucru gama temperaturilor de lucru

Valorile uzuale de tensiuni nominale Valorile uzuale de tensiuni nominale 6,12,16,25,63,70,100,125,250,350,450,500,650,1000 V 6,12,16,25,63,70,100,125,250,350,450,500,650,1000 V

Rezistenţa de izolaţie Rezistenţa de izolaţie , Riz [, Riz [] , este definită ca raportul dintre tensiunea continuă ] , este definită ca raportul dintre tensiunea continuă aplicată unui condensator şi curentul electric care-l străbate , la un minut de la aplicată unui condensator şi curentul electric care-l străbate , la un minut de la aplicarea tensiunii , în funcţie de natura dielectricului , rezistenţa de izolaţie variază aplicarea tensiunii , în funcţie de natura dielectricului , rezistenţa de izolaţie variază între 100 M între 100 Mşi 100 Gşi 100 G

Tangenta unghiului de pierderiTangenta unghiului de pierderi , tg , tg - tandgenta unghiului de pierderi se - tandgenta unghiului de pierderi se defineşte ca raportul dintre puterea activă , Pa, care se disipă pe condensator şi defineşte ca raportul dintre puterea activă , Pa, care se disipă pe condensator şi puterea reactivă , Pr, a acestuia , măsurate la frecvenţa la care se măsoară puterea reactivă , Pr, a acestuia , măsurate la frecvenţa la care se măsoară capacitatea nominală . (Într-un condensator , din cauza pierderilor în dielectric şi în capacitatea nominală . (Într-un condensator , din cauza pierderilor în dielectric şi în rezistenţa nenulă a armăturilor şi a terminalelor , se disipă puterea activă)rezistenţa nenulă a armăturilor şi a terminalelor , se disipă puterea activă)

Marcarea condensatoarelor se face în clar sau în codul culorilor . Marcarea condensatoarelor se face în clar sau în codul culorilor .

Gruparea condensatoarelor Gruparea condensatoarelor

Capacitatea echivalentă a unei grupări de Capacitatea echivalentă a unei grupări de condendsatoare este egală cu capacitatea unui condendsatoare este egală cu capacitatea unui singur condensator care acumulează sarcina singur condensator care acumulează sarcina totală a grupării , dacă este supusă aceleaşi totală a grupării , dacă este supusă aceleaşi tensiuni ca şi gruparea respectivă tensiuni ca şi gruparea respectivă

Gruparea în serie a Gruparea în serie a condensatoarelor condensatoarelor

Observăm că placa negativă a primului condensator , şi placa pozitivă a Observăm că placa negativă a primului condensator , şi placa pozitivă a celui de –al doilea nu au legături cu restul sistemului , deci formează un celui de –al doilea nu au legături cu restul sistemului , deci formează un sistem electric izolant aşa cum era şi înainte încărcat , deci îşi conservă sistem electric izolant aşa cum era şi înainte încărcat , deci îşi conservă sarcina electrică , adică –qsarcina electrică , adică –q11 +q +q2 2 =0 adică =0 adică qq11=q=q22=q , iar la bornele =q , iar la bornele condensatorului sunt : condensatorului sunt : U1= V1-V1’U1= V1-V1’ ; ;

U1= V2’-V2; U1= V1-V2; U1= V2’-V2; U1= V1-V2; U1+U2= V1-V1’+ V2’-V2= V1-V2=U ; U = U1+U2U1+U2= V1-V1’+ V2’-V2= V1-V2=U ; U = U1+U2 Conform definiţiei capacităţii electrice putem scrie : 1/Ce=1/C1+1/C2 ; Conform definiţiei capacităţii electrice putem scrie : 1/Ce=1/C1+1/C2 ; În general , pentru o grupare de n condensatoare , avem : 1/Ce=1/ În general , pentru o grupare de n condensatoare , avem : 1/Ce=1/

C1+1/C2+---+1/CnC1+1/C2+---+1/Cn De reţinutDe reţinut

Inversul capacităţii echivalente a unor condensatoare grupate în serie este Inversul capacităţii echivalente a unor condensatoare grupate în serie este egal cu cu suma inverselor capacităţilor fiecăruia dintre condensatoarele egal cu cu suma inverselor capacităţilor fiecăruia dintre condensatoarele grupăriigrupării

Tensiunea la bornele condensatorului echivalent este egală cu suma Tensiunea la bornele condensatorului echivalent este egală cu suma tensiunilor la bornele condensatoarelor grupate în serie .tensiunilor la bornele condensatoarelor grupate în serie .

Gruparea în serie Gruparea în serie

Modalităţi de grupare Modalităţi de grupare Condensatorul Condensatorul echivalent echivalent

U

U1U2

V2V1

12

1-2

U

-q2+q2

Gruparea condensatoarelor în Gruparea condensatoarelor în paraleleparalele

Putem scrie din definiţia capaciţăţii unui condensator Putem scrie din definiţia capaciţăţii unui condensator U = q/C1= q/C2 = q/Ce U = q/C1= q/C2 = q/Ce

Sarcina armăturilor condensatorilui echivalent este Sarcina armăturilor condensatorilui echivalent este egală cu sarcina toatlă acumulată pe armăturile celor egală cu sarcina toatlă acumulată pe armăturile celor două condensatoare două condensatoare

q = q1+q2 q = q1+q2 UCe= U1C1+U2C2 adică Ce= C1+C2UCe= U1C1+U2C2 adică Ce= C1+C2 Reţineţi : Reţineţi : Capacitatea echivalentă a grupării în parallel este Capacitatea echivalentă a grupării în parallel este

egală cu suma capacităţiilor fiecări condensator din egală cu suma capacităţiilor fiecări condensator din grupare grupare

Tensiunea la bornele grupării este egală cu tensiunea Tensiunea la bornele grupării este egală cu tensiunea de la bornele fiecărui condensator de la bornele fiecărui condensator

Gruparea în paralelGruparea în paralel

Modalităţi de grupareModalităţi de grupare Condensatorul Condensatorul echivalent echivalent

U

-q1+q1

+q2-q2

+q -q

Gruparea mixtăGruparea mixtă

Gruparea mixtă a condensatoarelor se Gruparea mixtă a condensatoarelor se realizează din elemente grupate în serie şi din realizează din elemente grupate în serie şi din elemente grupate în paraleleelemente grupate în paralele

Capacitatea echivalentă se obţine prin Capacitatea echivalentă se obţine prin aplicarea succesivă a relaţiilor studiateaplicarea succesivă a relaţiilor studiate

Gruparea mixtăGruparea mixtă

Prima modalitate Prima modalitate A doua modalitate A doua modalitate

C3

C1

C2

Ce= C1(C2+C3)/ C1+C2+C3

Ce = C1+(C2+C3)/C2+C3