Οι χρήσεις και η εκφόρτιση ενός πυκνωτή

Ένας πυκνωτής είναι ένα παθητικό ηλεκτρονικό εξάρτημα που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ηλεκτρικού φορτίου σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Οι πυκνωτές, οι αντιστάσεις και οι επαγωγείς είναι τα πιο κοινά ηλεκτρονικά εξαρτήματα οποιουδήποτε ηλεκτρικού κυκλώματος. Είναι εξαιρετικά σπάνιο ένα κύκλωμα να μην περιλαμβάνει έναν πυκνωτή ως εξάρτημα. Οι πυκνωτές είναι χρήσιμοι επειδή μπορούν να αποθηκεύσουν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρικού πεδίου. Χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα επειδή μπορούν να λειτουργήσουν σαν φορτισμένες μπαταρίες. Ωστόσο, παρόλο που οι πυκνωτές μπορούν να αποθηκεύσουν ενέργεια, μπορούν επίσης να χάσουν αυτήν την ενέργεια με την πάροδο του χρόνου λόγω εκφόρτισης. Οι πυκνωτές χάνουν σταδιακά το φορτίο τους, αποφορτίζονται. Η χωρητικότητα είναι η επίδραση των πυκνωτών. Οποιοιδήποτε δύο αγωγοί σε κοντινή απόσταση μπορούν να έχουν χωρητικότητα. Ωστόσο, ένας πυκνωτής έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αυξάνει την χωρητικότητα σε ένα κύκλωμα.

Εκφόρτιση πυκνωτή

Η εκφόρτιση ενός πυκνωτή σημαίνει απλώς ότι το φορτίο που είναι αποθηκευμένο στον πυκνωτή απελευθερώνεται από τον πυκνωτή. Αυτό μπορεί να γίνει κατανοητό καλύτερα με τη βοήθεια της μελέτης ενός κυκλώματος.

Φανταστείτε ένα κύκλωμα που αποτελείται από έναν πυκνωτή συνδεδεμένο σε σειρά με μια αντίσταση. Η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι C farad και η αντίσταση της αντίστασης είναι R ohms. Αυτό το κύκλωμα διαθέτει διακόπτη με μπουτόν. Όταν πατηθεί το κουμπί, ο πυκνωτής βραχυκυκλώνεται και αρχίζει να αποφορτίζεται. Ας υποθέσουμε ότι η πλήρης τάση του πυκνωτή είναι V βολτ. Η τιμή του ρεύματος που εκφορτίζεται ως αποτέλεσμα του βραχυκυκλώματος του πυκνωτή είναι -V/R αμπέρ. Όταν ο διακόπτης είναι ενεργοποιημένος πατώντας το κουμπί, το ρεύμα στο κύκλωμα δίνεται από την ακόλουθη εξίσωση:

Εφαρμογές πυκνωτών

Οι πυκνωτές μπορούν να βρεθούν σχεδόν παγκοσμίως σε όλα τα ηλεκτρονικά προϊόντα. Μερικές από τις κύριες χρήσεις τους είναι οι εξής:

• Αποθήκευση ενέργειας:Οι πυκνωτές μπορούν να αποθηκεύουν φορτία και επομένως να λειτουργούν ως αποθήκευση ενέργειας εφόσον είναι αποσυνδεδεμένοι από τα κυκλώματά τους. Η πιο κοινή χρήση των πυκνωτών σε ηλεκτρικές συσκευές είναι να διατηρείται η παροχή ρεύματος σε λειτουργία εάν αφαιρεθούν οι μπαταρίες για να τις αλλάξετε.
• Όπλα:Τα εξειδικευμένα όπλα και τα πυρηνικά όπλα χρησιμοποιούν μεγάλες όχθες ή δεξαμενές πυκνωτών σε πυροκροτητές από συρματόπλεγμα ή εκρηκτική γέφυρα ως πηγές ενέργειας.
• Σύζευξη σήματος:Τα σήματα περιέχουν στοιχεία AC και DC. Οι πυκνωτές μπλοκάρουν το εξάρτημα DC αλλά αφήνουν το εξάρτημα AC να περάσει. Έτσι, οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται για το διαχωρισμό των στοιχείων AC και DC.
• Μίζες κινητήρα:Οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται σε μονοφασικούς κινητήρες σκίουρου επειδή ο ρότορας απαιτεί κάτι για να ξεκινήσει η περιστροφική κίνηση. Χρησιμοποιούνται ως δευτερεύουσα εκκίνηση με την εισαγωγή ηλεκτροδίου στο ημιτονοειδές ρεύμα. Μόλις ξεκινήσει η περιστροφική κίνηση, οι μονοφασικοί κινητήρες σκίουρου μπορούν να τη μεταφέρουν μόνοι τους.
• Αίσθηση:Οι πυκνωτές είναι σχεδιασμένοι έτσι ώστε να έχουν μια σταθερή δομή. Ωστόσο, ορισμένοι παράγοντες σε ορισμένες καταστάσεις μπορούν να αλλάξουν τη σταθερή φύση των πυκνωτών. Έτσι, οι πυκνωτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση αυτών των παραγόντων.

Συμπέρασμα

Ενώ οι πυκνωτές είναι πολύ χρήσιμα ηλεκτρικά εξαρτήματα, μπορεί επίσης να είναι επικίνδυνα εάν δεν χρησιμοποιούνται προσεκτικά. Οι περισσότερες από τις επικίνδυνες ιδιότητες των πυκνωτών προέρχονται από την ποσότητα ενέργειας που αποθηκεύεται σε αυτούς. Γι' αυτό είναι σημαντικό να κατανοήσουμε την εκφόρτιση ενός πυκνωτή. Εάν ο χειρισμός των πυκνωτών γίνεται με τη δέουσα προφύλαξη, έχουν πολλές χρήσεις. Χρησιμοποιούνται σε ψηφιακά κυκλώματα για την πρόληψη της απώλειας πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες σε υπολογιστές σε περίπτωση ξαφνικής έλλειψης τροφοδοσίας.