Конденсатор змінної ємності: опис, пристрій і схема

Що являє собою такий елемент, як конденсатор? Це невеликий радиоэлемент з средоточенной електричною ємністю, що утворюється двома або великим числом електродів. У деяких випадках цей елемент ще називають обкладкою. Ці маленькі деталі поділяються такою річчю, як діелектрик (спеціальний папір, тонкий шар слюди, кераміки тощо). Ємність цієї деталі буде залежати від таких показників, як розмір (площа) обкладок, відстань між цими елементами, а також від властивостей самого діелектрика.

Загальна інформація

Дуже важливий факт. Конденсатор має одну властивість, яка проявляється в ланцюзі змінного струму. Для такого контуру ця деталь буде опором, величина якого залежатиме від частоти. Якщо частота збільшується, то опір зменшуватиметься, і навпаки. Існують основні одиниці виміру, за допомогою яких можна визначити приналежність того чи іншого конденсатора. До них відносять Фарад, микроФарад і т. д. Позначення на елементах цих одиниць, відповідно, таке: Ф, мкФ.

Елементи зі змінною ємністю

Конденсатор змінної ємності має в своєму складі такі частини, як секції пластин з металевого матеріалу. Одна з цих секцій може здійснювати плавний рух по відношенню до другої. Під час цього руху відбувається так, що пластини рухомої частини, тобто ротора, найчастіше вводяться в проміжки, наявні між пластинами нерухомої частини - статора. Завдяки цьому рухові відбувається наступне. Площа перекриття одних пластин іншими змінюється, в результаті чого змінюється і ємність змінного конденсатора.


Діелектриком в таких елементах найчастіше виступає повітря. Хоча варто відзначити, що, якщо говорити про апаратурі з малими габаритами, припустимо, про кишенькових транзисторних приймачах, то у них частіше використовуються конденсатори змінної ємності з твердим діелектриком. В якості цього елемента там використовується зносостійке та високочастотне сировину. Найчастіше це фторопласт або поліетилен.

Параметри КПЕ

Основним параметром для таких деталей, який допоможе визначити можливість роботи пристрою в коливальному контурі, стала мінімальна і максимальна ємність. Даний показник частіше всього вказується поруч з самим конденсатором змінної ємності на схемі пристрою. Варто зазначити, що в таких пристроях, як радіоприймачі і радіопередавачі, використовується відразу кілька коливальних контурів. Для того щоб налаштувати роботу відразу декількох частин, використовують блоки конденсаторів. Один блок найчастіше складається з двох, трьох або більше секцій КПЕ. Роторна частина для таких блоків зазвичай кріпиться на один загальний вал для всіх конденсаторів змінної ємності. Це робиться для зручності, так як при обертанні всього одного ротора з'являється можливість зміни ємності відразу всіх пристроїв, що знаходяться в цій секції.

Схеми КПЕ

Важливо відзначити, що на схемі кожен конденсатор, який входить в блок, відображається окремо. Для того, щоб вказати, що ємність змінного конденсатора з цього блоку та інших елементів може бути змінена за допомогою всього однієї ручки, що управляє всім блоком, ті стрілки, що позначають регулювання, повинні бути з'єднані однією штриховою лінією механічного зв'язку.
Варто відзначити, що є деякі різновиди таких КПЕ. Один із видів - це диференціальні конденсатори, які знайшли своє застосування, наприклад, в плечах ємнісних мостів. Особливістю цього виду буде те, що він має два ряди статорних пластин і один ряд роторних. Розташування груп пластин таке: коли одна група виходить із зазору, друга тут же займає його місце. У цей момент ємність конденсатора змінного струму диференціального типу буде зменшуватися між пластинами першої групи статора і групою ротора. А ось між другою групою пластин статора і групою ротора цей показник зростатиме. Таким чином, сумарне значення буде весь час залишатися незмінним.

Підстроювальні КПЕ

Ще один вид КПЕ - це підстроювальні конденсатори. Їх використовують для того, щоб задати початкову ємність коливального контуру, яка буде визначати максимальну частоту його налаштування. Ємність конденсатора в колі змінного струму цього типу може бути змінена від декількох одиниць пикоФарадов до декількох десятків пикоФарадов. У деяких випадках може бути досягнута і велика місткість. До таких типів КПЕ пред'являється основна вимога, яка полягає в можливості плавно змінювати показник ємності. Також цей конденсатор повинен забезпечувати надійну фіксацію ротора в заданому положенні.

Конструкція КПК

Найбільш поширеним типом підлаштування конденсатора є керамічний. Конструкція цього пристрою наступна. Підстава деталі - керамічний статор, а також рухоме підстава, закріплене на ньому у формі диска - ротор. Обкладками в даному елементі служать тонкі шари срібла. Наносяться вони за допомогою вжигания. Вжигание здійснюється на статор, а також на зовнішню стінку ротора. Для того щоб змінити або визначити ємність змінного конденсатора цього типу, необхідно обертати ротор. Якщо говорити про найбільш простий апаратурі, то в ній найчастіше використовується дротяний підлаштування конденсатор. Складається дана деталь з відрізка мідного дроту діаметром 1-2 мм, Довжина ж цього елемента 15-20 мм. На дріт дуже щільно, виток до витка, намотується ізольований дріт діаметром 02-03 мм. Для того щоб змінити ємність в даному пристрої, необхідно відмотувати провід. Щоб у цей час не сповзла обмотка з нього, необхідно просочити її будь-яким ізоляційним складом.

Ємність опору конденсатора в колі змінного струму

Тут важливо відзначити, що струм в ланцюзі, в якій є конденсатор, може протікати лише за умови, що буде змінюватися прикладена напруга. Також потрібно розуміти, що сила струму, який буде циркулювати в ланцюзі, під час розряду і заряду цього елемента буде тим більше, чим більше ємність самого конденсатора, а також буде залежати від швидкості, з якою відбуваються зміни електрорушійної сили (ЕРС). Ще одна властивість. Конденсатор зі змінною ємністю, який включений у ланцюг саме з змінним струмом, буде для цієї ланцюга опором. Іншими словами, саме величина ємнісного опору буде тим менше, чим більше буде значення самої ємності і чим вище буде частота діючого струму. Однак це твердження справедливе лише для ланцюга, в якій струм змінний. Ємність конденсатора дорівнює нескінченності, тобто його опір буде нескінченно, якщо розмістити такий елемент у ланцюгу з постійним струмом.

Основні параметри для КПЕ

Існує кілька основних параметрів для такого роду конденсаторів. Один з основних - це закон зміни ємності. Цей закон визначає характер зміни ємності. Зміна цього параметра буде відбуватися в залежності від кута повороту або ж від лінійного переміщення рухомої частини пластин конденсатора по відношенню до їх нерухомих частинах. Ще одне з властивостей - це температурна стабільність. Даний показник безпосередньо залежить від конструкції самого конденсатора. Найчастіше даний показник є позитивним, а для конденсаторів з повітрям в якості діелектрика показник не перевищує (200:300) 10-61/град. Якщо говорити про конденсаторах з твердим діелектриком, то у них це значення перевищує даний показник.