Βρίσκεστε σε περιήγηση της ιστοσελίδας για πελάτες από: Greece. Με βάση τα δεδομένα τοποθεσίας, η προτεινόμενη έκδοση της ιστοσελίδας για εσάς είναι USA / US
Εδώ θα βρείτε τον μέχρι πρότινως ”χώρο στάθμευσης”
Πινακασ πελατη
Στο καλάθι σας
Εγγραφή

Πως αποφορτίζουμε πυκνωτή με ασφάλεια;

2020-10-06

Βραχυκύκλωμα σε πυκνωτή ελλοχεύει τεράστιο κίνδυνο καταστροφής του ηλεκτρονικού εξαρτήματος, καθώς και των υπολοίπων εξαρτημάτων του κυκλώματος, όπως επίσης ηλεκτροπληξία και ύπαρξη φωτιάς. Η κλίμακα φθοράς σε περίπτωση βραχυκυκλώματος είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα και η τάση του πυκνωτή. Πριν την αφαίρεση τέτοιου εξαρτήματος, είναι υποχρεωτική η αποφόρτιση του πυκνωτή. Δείτε πως γίνεται.

Στο άρθρο αυτό θα μάθετε:

Πως λειτουργεί ένας πυκνωτής;

Οι πυκνωτές αποτελούν κύκλωμα δύο ηλεκτροδίων χωρισμένων μεταξύτους με διηλεκτρικό, στο οποίο συγκεντρώνονται ηλεκτρικά φορτία, της ίδιας τιμής και αντίθετου δυναμικού. Υπάρχουν διάφορα είδη πυκνωτών, τους οποίους μπορούμε να κατατάξουμε σε μερικές υποκατηγορίες. Η απλούστεροι εξ αυτών είναι κατασκευασμένοι από δύο μεταλλικές πλάκες μεταξύ των οποίων βρίσκεται το διηλεκτρικό – π.χ. αέρας, κεραμικό υλικό ή εμποτισμένο χαρτί. Οι πλάκες αυτές αποτελούν τους πόλους του πυκνωτή, όπου συγκεντρώνεται ηλεκτρική ενέργεια.

Η εφαρμογή τάσσης στα στελέχη του πυκνωτή ξεκινά την συγκέντρωση ηλεκτρικού φορτίου – όπως και στα στοιχεία μπαταριών. Μετά την αποσύνδεση από την πηγή τάσης, λόγω της ηλεκτροστατικής ελκτικής δράσης, το φορτίο παραμένει στα στελέχη του πυκνωτή. Τα συγκεντρωμένα φορτία είναι ίσα, αλλά έχουν αντίθετο δυναμικό. Ασφαλής αποφόρτιση του πυκνωτή είναι διαδικασία ανάλογη με την φόρτισή του. Με την εφαρμογή συνεχούς τάσης U στα άκρα του πυκνωτή, που χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένη χωρητικότητα, συγκεντρώνεται φορτίο τιμής Q, το οποίο αποτελεί αναλογία χωρητικότητας και τάσης. Μονάδα χωρητικότητας ενός πυκνωτή είναι το farad. Σε πυκνωτή με χωρητικότητα 1 farad, φορτίο 1 kulomb παράγει 1 volt. Λόγω του ότι η τιμή του 1 farad είναι πολύ μεγάλη, οι πυκνωτές που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρονικά και σε ηλεκτρικά, συνήθως χαρακτηρίζονται από χωρητικότητες της τάξης των: pikofarad, nanofarad, mikrofarad και milifarad.

Οι σταθεροί πυκνωτές μπορούν να χωριστούν σε δύο βασικές κατηγορίες: Πυκνωτές φύλλου και κεραμικοί. Η ασφαλής αποφόρτιση πυκνωτή σε μεγάλο βαθμό εξαρτάται πρώτα από όλα απο την κατασκευή του. Οι πυκνωτές πολυεστέρα, χαρακτηρίζονται από μεγάλη σταθερότητα και αντίσταση μόνωσης, αλλά επίσης από μικρό άνω οριακό σημείο θερμοκρασίας εργασίας.

Οι πυκνωτές φύλλου, κατασκευάζονται από τρείς στρώσεις ζελατίνας, σε πρότυπο: ηλεκτρόδιο – διηλεκτρικό – ηλεκτρόδιο, τα οποία εν συνεχεία τυλίγονται και τοποθετούνται σε κατάλληλο περίβλημα. Χρησιμοποιούνται πολύ συχνά σε ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά κυκλώματα διαφόρων οικιακών συσκευών όπως και εικόνας – ήχου. . Παράδειγμα τέτοιου τύπου πυκνωτών αποτελεί το μοντέλο WIMA FKP2D021001I00HSSD.

Από τους συχνότερα εμφανιζόμενους πυκνωτές σε ολοκληρωμένα κυκλώματα, είναι οι κεραμικοί πυκνωτές με κατασκευή από κεραμικές πλάκες και μεταλλικά ηλεκτρόδια, όπως το μοντέλο SR PASSIVES CC-10/100. Για την αποφόρτισή τους είναι προτιμότερη η χρήση δέκτη με μεγάλη αντίσταση.

Παράμετροι πυκνωτών

Προκειμένου να γνωρίζουμε πως αποφορτίζουμε έναν πυκνωτή, θα πρέπει να γνωρίζουμε ποιές παράμετροι χαρακτηρίζουν το ηλεκτρικό αυτό στοιχείο. Βασικές παράμετροι που χαρακτηρίζουν έναν πυκνωτή είναι: ονομαστική χωρητικότητα, ανοχή χωρητικότητας, ονομαστική τάση, και διηλεκτρικές απώλειες.

Πέραν των ανωτέρων, ένας πυκνωτής χαρακτηρίζεται επίσης από: επιτρεπόμενη εναλλασόμενη τάση, αντίσταση μόνωσης, συντελεστή θερμοκρασίας χωρητικότητας, κλιματική κατηγορία, και διαστάσεις, όπως επίσης και επιτρεπόμενο φορτίο παλμού, ονομαστική ισχύ και όριο συχνότητας.

Η χωρητικότητα είναι η σημαντικότερη παράμετρος, την οποία θα πρέπει να λαμβάνουμε υπόψιν, σχεδιάζοντας ασφαλή αποφόρτιση πυκνωτή. Πρόκειται για την ικανότητα του πυκνωτή να συγκεντρώνει φορτίο, και είναι ανάλογη του γινομένου της διηλεκτρικής διαπερατότητας και της επιφάνειας του ηλεκτροδίου, ενώ είναι αντιστρόφως ανάλογη με την απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων (διηλεκτρικό πάχος).

Η χωρητικότητα ενός πυκνωτή που αναφέρεται από τον κατασκευαστή, είναι η ονομαστική χωρητικότητα, η οποία πρακτικά είναι αδύνατη προς επίτευξη –στην τιμή της χωρητικότητας παίζουν ρόλο πολλοί συντελεστές περιβάλλοντος. Λόγω των ανωτέρω, παρέχεται η αναλογική ανοχή χωρητικότητας του πυκνωτή, και πρόκεται για την ποσοστιαία απόκλιση της πραγματικής τιμής χωρητικότητας, από την ονομαστική.

Η απώλειες του πυκνωτή, ορίζουν τις απώλειες ενέργειας που σχετίζονται με την λειτουργία του πυκνωτή σε εναλλασόμενη τάση, και που χαρακτηρίζουν την εφαπτώμενη γωνίας απωλειών. Οι απώλειες συνήθως είναι μεγαλύτερες από τις διηλεκτρικές απώλειες, κάτι ποιυ συνδέεται με την ύπαρξη απωλειών στα ηλεκτρόδια, καθώς και την συχνότητα και θερμοκρασία που χωρίζει το κύκλωμα του πυκνωτή.

Πώς αποφορτίζουμε έναν πυκνωτή;

Η αποφόρτιση ενός πυκνωτή εξαρτάται από το είδος και την χωρητικότητά του. Πυκνωτές με μεγάλο αριθμό farad θα πρέπει να αποφορτίζονται με αυξημένη προφύλαξη, καθώς το βραχυκύκλωμά τους μπορεί να προκαλέσει όχι μόνο φθορά του πυκνωτή, αλλά έκρηξη και ηλεκτροπληξία.

Η ασφαλής αποφόρτιση ενός πυκνωτή πραγματοποιείται με την σύνδεση στα άκρα του, οποιουδήποτε φορτίου, με αντιστατικό χαρακτήρα, που θα είναι σε θέση να απορροφήσει την ενέργεια που είναι συγκεντρωμένη στον πυκνωτή. Για παράδειγμα: Πως αποφορτίζουμε πυκνωτή τάσης 100 V; Μπορούμε να κάνουμε χρήση απλής αντίσταης, ή λαμπτήρα τάσης 110 V. Ο πυκνωτής, παρέχοντας την ενέργειά του, θα ανάψει τον λαμπτήρα, και η πηγή φωτός θα καταδείξει ταυτόχρονα και το επίπεδο φόρτισης του πυκνωτή. Μπορούμε ασφαλώς να χρησιμοποιήσουμε για τον σκοπό αυτό, οποιονδήποτε δέκτη αντίστασης.

Η αποφόρτιση πυκνωτή θα πρέπει να πραγματοποιείται με δέκτη μεγάλης αντίστασης. Σαφώς η αποφόρτιση του φορτίου που υπάρχει συγκεντρωμένο θα διαρκέσει μαγαλύτερο χρονικό διάστημα, αλλά θα έχουμε την βεβαιότητα πως το φορτίο θα αποφορτιστεί πλήρως.

Η αποφόρτιση πυκνωτή μικρότερης χωρητικότητας, μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί, προετοιμάζοντας ειδικό κύκλωμα αποφόρτισης, που αποτελείται από συνδεδεμένο σε σειρά πυκνωτή, και αντίσταση. Προετοιμάζοντας τέτοιο κύκλωμα, θα πρέπει να δώσουμε προσοχή στον χρόνο αποφόρτισης του πυκνωτή, καθώς και την απαιτούμενη ισχύ της αντίστασης.

Ο χρόνος αποφόρτισης ενός πυκνωτή είναι ίσος με το γινόμενο της εν σειρά αντίστασης που συνδέεται στον πυκνωτή, και της χωρητικότητάς του. Στο διάστημα αυτό η τάση του θα πρέπει να έχει πέσει στο ένα τρίτο της αρχικής τιμής, ενω η πλήρης αποφόρτιση θα πρέπει να πραγματοποιηθεί σε χρόνο ίσο με το πενταπλάσιο του του διαστήματος που αποτελεί το γινόμενο αντίστασης και χωρητικότητας.

Όσο μικρότερη είναι η αντίσταση που συνδέουμε στο κύκλωμα, τόσο γρηγορότερα αποφορτίζεται ο πυκνωτής. Παράδειγμα: σε περίπτωση πυκνωτή με χωρητικότητα 10 uF και αποφόρτιση με αντίσταση 1 kΩ ο χρόνος αποφόρτισης ανέρχεται σε 0,01 s. Σε περίπτωση αποφόρτισης, τέτοια αντίσταση στοιχείου με χωρητικότητα 1 mF ο χρόνος αποφόρτισης ανέρχεται στο 1/3 της αρχικής τιμής φορτίου, σε 1 s.

Θα πρέπει να θυμόμαστε πως ασφαλής αποφόρτιση πυκνωτή πραγματοποιείται μέσω κατάλληλα επιλεγμένης αντίστασης. Αντίσταση με πολύ μικρή ισχύ, θα καταστραφεί. Εξ αιτίας αυτού, επιλέγοντας αντίσταση, θα πρέπει να λάβουμε υπόψιν την ισχύ που παρέχεται από την αντίσταση, και που θα πρέπει να είναι ίση με το τετράγωνο της τάσης επί την αντίσταση. Τυπικές αντιστάσεις μπορούν να αντέξουν ισχύ σε επίπεδο έως 0,25 W. Χρήση τέτοιας αντίστασης σε μεγάλο πυκνωτή με μεγάλο φορτίο και τάση θα έχει ως αποτέλεσμα την καταστροφή της. Για τον λόγο αυτό σε περιπτώσεις μικρών στοιχείων, είναι προτιμότερη η χρήση αντιστάσεων ισχύος 5 W και αντίστασης π.χ. 1 kΩ, παράδειγμα των οποίων αποτελεί το μοντέλο SR PASSIVES MOF5WS-1K.

Μεγαλύτεροι πυκνωτές για ηλεκτροενεργητική χρήση, θα πρέπει να είναι εξοπλισμένοι με αντιστάσεις αποφόρτισης, οι οποίες μετά την αποσύνδεση από την τάση τροφοδοσίας, έχουν ως αποστολή την αποφόρτιση του στοιχείου σε διάστημα μερικών λεπτών. Η ασφαλής αποφόρτιση πυκνωτή τριφασικού, ενεργητικού, θα πρέπει να πραγματοποιείται μέσω της χρήσης αγωγού YDY 4 mm2 και να ανάγεται σε σύνδεση των επιμέρους φάσεων του στοιχείου με τον αγωγό ΡΕ.

Σύμβολο: Περιγραφή:
FKP2-10N/100 Πυκνωτής: πολυπροπυλενίου; 10nF; 5mm; ±10%; 6,5x8x7,2mm; 1kV/μs
CC-10/100 Πυκνωτής: κεραμικός; 10pF; 100V; C0G; THT; 5mm
MOF5WS-1K Αντίσταση: οξείδιο μετάλλου; THT; 1kΩ; 5W; ±5%; Ø6x17mm; αξονική

ΔΙΑΒΆΣΤΕ ΕΠΊΣΗΣ

Η μηχανή αναζήτησής σας δεν υποστηρίζεται πλέον, επιλέξτε την αναβαθμισμένη έκδοση