Енергија, не можемо је уништити, али можемо променити енергију из једног облика у други облик. У неким ситуацијама треба да узмемо помоћ једног облика енергије да бисмо је променили у други облик. Тако се процес претворбе енергије може извршити коришћењем „ Претварачи ”. Постоје разне врсте претварача попут претварача притиска, пиезоелектрични претварачи, ултразвучни претварачи, претварачи температуре, капацитивни претварачи итд. У овом чланку ћемо знати шта је капацитивни претварач, његов принцип рада, дијаграм кола, врсте и његове примене, предности и недостаци.
Шта је капацитивни претварач?
Претварачи су подељени у две врсте, као што су активни претварачи и пасивни претварачи. Активни претварачи су једна врста претварача којима за рад није потребна никаква снага. Док је пасивном претварачу потребно спољно напајање за њихов рад у процесу претворбе енергије. Ови претварачи су спадали под пасивне претвараче.
Дефиниција капацитивног претварача је мерење померања (колико растојање покрива), притиска и других неколико физичких величина, ови претварачи су пожељнији. У овим претварачима капацитивност између плоча варира због растојања између плоча, преклапања плоча, због промене диелектричног медија итд.
Принцип рада капацитивног претварача
Горњи дијаграм указује на капацитивни претварач. Тхе принцип рада капацитивног претварача је променљиви капацитет. Према својој структури, ови имају две паралелне металне паштете које одржавају удаљеност између њих. Између њих се може напунити диелектрични медијум (попут ваздуха). Дакле, растојање између ове две металне плоче и положаји плоча могу променити капацитет. Дакле, променљиви капацитет је принцип ових претварача. Основна разлика између нормалних кондензатора и капацитивних претварача је, кондензатор плоче су константне у нормалу кондензатори при чему су ови претварачи, кондензаторске плоче покретно стање.
капацитивни претварач
Капацитет променљивог кондензатора може се мерити овом формулом.
Формула капацитивног претварача
У овој формули:
Ц означава капацитет променљиве капацитивности
εо означава пермитивност слободног простора
εр указује на релативну пропустљивост
А означава површину плоча
Д означава растојање између плоча
Према формули, променљива вредност капацитивности зависи од четири важна параметра. Они су растојање између плоча променљивог кондензатора, заузимајућу површину плоча, пропустљивост слободног простора, релативна пропустљивост и диелектрични материјал. Ови параметри могу варирати вредност капацитивности променљивог кондензатора.
- Промена диелектричне константе може променити капацитет овог претварача.
- Површина плоча ових претварача може да разликује вредност његове капацитивности.
- Удаљеност између плоча може да варира вредност капацитивности претварача. Ова метода се углавном користи. Овом методом диелектрични медијум и површина плоча одржавају се константним. Када се плоче померају, тада се растојање мења, што резултира променом капацитивности капацитивног претварача.
Ове три методе се користе за промену вредности капацитивности овог претварача.
Капацитивни дијаграм кола
Горњи дијаграм кола означава еквивалентни дијаграм кола капацитивног претварача. Разлика између променљивог кондензатора и нормалног кондензатора је у томе што је капацитет променљивог кондензатора променљив, док је у нормалном кондензатору вредност капацитивности фиксна и не може се променити.
дијаграм склопа капацитивног претварача
Врсте капацитивног претварача
Према структури капацитивног претварача то су четири типа о којима се говори у наставку. Су
- Капацитет паралелне плоче са правоугаоним плочама.
- Цилиндрични претварач кондензатора.
- Полукружне паралелне плоче.
- Промена диелектрика између паралелних плоча.
Капацитет паралелних плоча са правоугаоним плочама
Ово се назива и равни тип капацитивног претварача. У овој врсти претварача, једна плоча је фиксирана, а друга плоча се може померати. Овом варијацијом, растојање д или подручје А могу се мењати. То резултира вредностом капацитивности овог претварача.
пљоснато-капацитивни претварач
Ако се површина А разликује и вредност капацитивности Ц би била када плоче имају растојање к, онда
Ц = ε (А-шк) / д
Цилиндрични капацитивни претварач
цилиндрично-капацитивни претварач
Обзиром да је дужина цилиндра Л, онда је капацитет
ваљкасто-капацитивна једначина
Полукружни капацитивни претварач
Овај тип ће пружити највећу вредност капацитивности када се две капацитивне плоче преклапају једна са другом. Они су пожељнији када коло захтева максималан капацитет.
кружно-паралелна-плоча-дијаграм
У овом типу капацитивног претварача, површина А = πр ^ 2/2 и капацитивности Ц = ε πр ^ 2 / 2д
Промена диелектричног медија између паралелних плоча
Када се диелектрични медијум разликује између две паралелне плоче овог претварача, то такође мења капацитет преносника.
Стога капацитивност Ц = εо (ε1 * Л1 * в + ε2 * Л2 * в) / д
Овде - Л1 и Л2 означавају дужину дужине 1. и 2. плоче.
В означава ширину плоче
Д означава растојање између плоча
Предности
Тхе предности капацитивног претварача се разматрају у наставку. Су
- Ови претварачи нуде високу улазну импедансу. Тако да ће вредност ефеката учитавања бити прениска.
- Фреквенцијски одзив ових претварача је изузетно висок.
- Ови претварачи су изузетно осетљиви.
- Они троше малу снагу за рад. Дакле, ови претварачи се називају уређаји са малом потрошњом енергије.
- Висока резолуција може бити могућа коришћењем ових претварача.
Мане
Има их неколико недостаци капацитивног претварача наведени су у наставку. Су
- Има високу излазну импедансу. Због ове високе вредности излазне импедансе потребан је компликован склоп за мерење излаза. А излазни круг мора бити моћан да би одржао ову високу излазну огромну вредност.
- Ови претварачи показују нелинеарно понашање због ефеката ивице.
- Они зависе од температуре. Вредност спољне температуре може утицати на ову вредност капацитивности претварача.
Апликације
Примене капацитивног претварача су
- Овај претварач има широк спектар примена у одређивању величина попут температуре, померања, притиска итд. Капацитивни претварачи су наведени у наставку.
- Ови претварачи имају примену у пољу линеарног и угаоног померања са фактором осетљивости.
- Једна од најбољих примена овог претварача је одређивање нивоа влажности. Како се вредност влажности мења, тако се мења и вредност капацитивности овог претварача. Помоћу ове вредности можемо мерити промену влажности.
- Претварач притиска променљиве капацитивности је применљив за проналажење варијација притиска коришћењем променљиве капацитивности.
Дакле, капацитивни претварачи корисни су за претварање једног облика енергије у други облик енергије узимајући промену вредности капацитивности. То су пасивни претварачи, јер је за то потребно спољно напајање. А уз помоћ ових претварача можемо мерити притисак, температуру и померање итд.
