Конденсатор нь цахилгаан цэнэгийг хадгалдаг. Үүгээрээ батарейтай төсөөтэй ч батарейгаас арай өөр аргаар цахилгаан энергийг хадгална. Энэ нь их хэмжээний энергийг хадгалж чадахгүй ч цахилгаан энергийг маш хурдан хадгалж маш хурдан түүнийг алддаг. Конденсатор бол маш өргөн хэрэглэгддэг элемент бөгөөд бараг бүх цахилгаан хэлхээнд түүнтэй таарах болно.
Конденсатор хэрхэн ажилладаг вэ?
Ахиад л усан дээр жишээ авч тайлбарлая. Хавхлагыг хаах хүртэл ус урссаар байх бөгөөд хавхлагыг хаачихвал ус урсахаа болино.
Хэрэв усан хоолойн замд усны танк байрлуулвал ус танканд орж түүнийг дүүрэхийн зэрэгцээ урссаар л байх болно. Харин усны хоолойн хавхлагыг хаах үед усны урсгал шууд зогсохгүй бай танкан дахь ус дуустал ус урссан хэвээр байна. Танкан дахь ус урсаж дуусахаас өмнө хавхлагыг нээн ахин танкаа дүүргэж, дүүрэнгүүт нь хааж танкан дахь ус дуусахаас өмнө нээх замаар усны урсгалыг зогсоохгүйгээр хавхлагыг нээж хааж болно. Ингэж бид усны хоолойн дунд танк байрлуулан усыг тасралтгүйгээр өгөх боломжтой.
Хэлхээнд конденсатор нь усны хоолой дахь танкийн үүргийг гүйцэтгэж ус таталдахад усны урсгалыг хэвээр хадгална.
Хэрэв гэрлийг конденсаторгүйгээр хэлхээнд холбож тэжээлийг хурдан хугацаанд асааж унтраах үед гэрэл анивчих болно. Харин конденсаторыг холбож өгвөл тэжээл тасарсан үед нь конденсатор гэрлийг тэжээх учраас гэрэл тасралтгүйгээр асах болно.
Конденсаторын дотор талд ихэвчлэн хөнгөн цагаанаар хийсэн 2 металл хавтан байна.2 металл хавтан нь хоорондоо керамик зэрэг диэлектрик тусгаарлагчаар тусгаарлагдсан байна. Диэлектрик гэдэг нь 2 хавтан цэнэглэгдэж тэдгээрийн хооронд цахилгаан орон үүсэхэд туйлширдаг материал гэсэн утгатай. Бид тун удахгүй энэ нь ямар утгатай болохыг үзэх болно.
Конденсаторын нэг талыг тэжээлийн нэмэх туйлтай, нөгөө талыг нь тэжээлийн хасах туйлтай холбож өгнө. Конденсаторын гадна талын их бие дээр аль талыг нь сөрөг туйлтай холбогдох болохыг нь зааж тэмдэглэж өгсөн байна. Нэмж хэлэхэд конденсаторын нэмэх хасах туйлд холбогдох хөлний хасах туйлд холбогдох хөл нь богинохон байдаг.
Хэрэв конденсаторыг батарейд холбох юм бол батарейн хасах туйлаас электронуудыг конденсатор уруу шахна. Электронууд конденсаторын хасах туйлтай хавтанд олноор цугларах боловч тусгаарлагч материалын улмаас түүнийг нэвтэрч чадахгүй. Ингээд конденсатор батарейтай ижил потенциалтай холболт нь батарей конденсатор уруу электроныг шахсаар байх болно. Эцэстээ батарей конденсатор 2-ын потенциал ижил болох үед батарей нэмж электрон шахахаа болино.
Ингэж батарейн нэг хавтанд электронууд цугларах бөгөөд ингэснээр энерги хадгалагдаж хэрэгтэй үед суллах хүртэл нь тэнд байна. Ийнхүү конденсаторын 2 хавтангийн нэгд нөгөөтэй нь харьцуулахад их тооны электрон цугларч хуримтлагдах бөгөөд үүнийг бид конденсатор цэнэглэгдэх буюу конденсаторын нэг тал нь сөрөг, нөгөө тал нь нэмэх цэнэгтэй болж цэнэглэгдлээ гэж ярих болно. Ингэснээр конденсаторын 2 хавтангийн хооронд батарейн 2 төгсгөлд байдаг шиг потенциалын ялгаа бий болно. Үүнийг нь бид мультиметрээр хэмжиж болно.
Хүчдэл бол яг л даралттай адилхан, тиймээс бид түүнийг 2 цэгийн хоорондох ялгаа хэд байгаагаар нь хэмжинэ. Усан хоолой дахь усны даралтыг даралтын хэмжүүрээр хэмждэг. Даралтын хэмжүүр нь мөн л 2 цэгийн хоорондох зөрүүг хэмждэг юм. Усны хоолой дахь даралт юуг юутай харьцуулж хэмждэг вэ гэвэл усны хоолойн гадна байгаа даралтыг усны хоолтой доторх даралттай харьцуулж хэмждэг. Усны хоолой усгүй хоосон бол хоолой доторх даралт хоолойн гаднах даралт адилхан тул энэ хооронд ямар ч ялгаа байхгүй байна. Энэ нь усны гадна ч дотор ч адилхан байна гэдгийг харуулна. Хүчдэл яг үүнтэй адилхан 2 цэгийн хооронд потенциалын ямар ялгаа байгааг л харуулна. Хэрэв батарейн 2 төгсгөлийн хооронд потенциалын 1,5 В-ын ялгаа байгаа бол харин нэг төгсгөл дээр потенциалын ямар ч ялгаа байхгүй байна.
Соронзон оронг санаж буй бол соронзон орны 2 туйл нь соронзон орны эсрэг туйлууд таталцаж ижил туйлууд хоорондоо түлхэлцдэг. Энэ нь конденсаторт мөн тохиолдох бөгөөд конденсаторын нэг хавтан дээр электронууд цугларахад тэд электрон дутуу атомуудыг эсрэг талын хавтан дээрээ цуглуулдаг. Ингэж тэд бие биедээ татагдах хэдий ч хооронд нь тусгаарлагч бодисоор тусгаарлагдсан учраас 2 хавтангийн хооронд нэвтэрч чадахгүй. Ингэж конденсаторын нэг хавтан дээр электронууд цугларахад эсрэг хавтан дээрээ электрон дутуу атомууд болох нэмэх цэнэгтэй атомуудыг (электроноо алдсан атомууд нэг электроноо алдсан тул нэмэх цэнэгтэй болсон байна.) цуглуулж таталцсанаар электронуудыг эсрэг талдаа барьж тогтоож чаддаг байна.
Хэрэв ингэж цэнэглэгдсэн конденсаторын 2 төгсгөлийг гэрлийн чийдэнгээр холбочих юм бол 1 талаас конденсаторын нэг талд хуримтлагдсан электронууд чийдэнгээр дамжин нөгөө тал уруу очиж хэлхээ битүүрнэ. Энэ үед чийдэн асна. Ингэж конденсаторын нэг талд хуримтлагдсан электронууд чийдэнгээр дамжин нөгөө талд электрон дутуу атомд очиж шингээгдэх процесс явагдах үед чийдэн ассаар байх болно. Эцэст нь ингэж хөдлөх электронууд дууссанаар гүйдэл зогсож чийдэн унтарна.
Харин тэжээлийг энэ үед холбох юм бол конденсатор дахин цэнэглэгдэх бөгөөд тэжээл тасрах үед өөрт хуримтлагдсан электроноор чийдэнг асаасаар байх болно. Ингэж хэрэв тэжээлийн хүчдэл тасралттайгаар ирдэг бол конденсатор чийдэнг унтраахгүйгээр асааж байх болно.
Бид конденсаторыг хаа сайгүй хэрэглэнэ. Конденсаторууд нь хоорондоо бага зэрэг ялгаатай боловч тэд танигдахуйц байна. Хэдийгээр цахилгаан самбар дээр конденсаторууд хоорондоо ялгаатай ч инженерийн зураг дээр тэд яг адилхан дүрслэгдэнэ. Бид том хэмжээний конденсаторуудыг индукцийн мотор, сэнс, агааржуулалтын системд хэрэглэдэг бөгөөд томоохон барилга байгууламжийн тэжээлийн факторт ашиглагддаг конденсаторууд нь бүр том хэмжээтэй байна.
Конденсаторын гадна тал дээрээс 2 утгыг олж харах болно. Конденсаторыг багтаамж гэдэг нэгжээр хэмждэг бөгөөд F буюу фарад гэж тэмдэглэнэ. Гэвч ихэнхдээ бид микрофарад хэмжээтэй конденсаторыг хэрэглэдэг бөгөөд энэ нь u үсгийн өмнө жижигхэн гогцоотой зурагддаг латин мю үсгийг өмнөө хэрэглэсэн байна.
Өөр нэг утга нь V буюу вольт, хүчдэл юм. Энэ нь конденсаторын 2 хавтангийн хооронд тэсвэрлэж чадах хамгийн их потенциалын ялгаа юм. Хэрэв конденсаторын 2 хавтанг энд заагдсан утгаас их хүчдэлээр цэнэглэхийг оролдвол тэр дэлбэрэх болно.
Ихэнх конденсаторууд эерэг ба сөрөг төгсгөлтэй. Тиймээс конденсатор хэлхээнд зөв холбогдсон эсэхийг нь байнга шалгаж байх хэрэгтэй.
Яагаад конденсаторыг ашигладаг вэ?
Хамгийн түгээмэл хэрэглээ нь барилга байгууламжийн тэжээлийн хүчдэлийг засаж тохируулахад хэрэглэнэ. Хэрэв хэлхээнд олон тооны индукцийн хэлхээ холбоотой бол хүчдэл болон гүйдлийн синхрон байдал алдагдаж гүйдэл нь хүчдэлээсээ хоцорч эхэлдэг. Энэ үед нь конденсаторыг ашиглан хүчдэл болон гүйдлийг синхрончилж буюу зэрэг хэлбэлздэг болгоно.
Өөр нэг хэрэглээ нь хувьсах гүйдлийг тогтмол гүйдэл болгон үедээ пульсацийг дарах буюу гүйдлийг шулуутгахад хэрэглэдэг. Бүтэн гүүрэн шулуутгагч нь хувьсах гүйдлийн негатив хэсгийг нь эргүүлж позитив болгож өгснөөр гүйдэл нэг чиглэлд урсах ч долгиолж байдаг. Иймээс энэ пульсацийг дарж тогтмол болгон шулуутгахад конденсаторыг хэрэглэдэг.
Конденсаторын багтаамжийг хэрхэн хэмжих вэ?
Бид конденсаторын багтаамжийг болон хуримтлагдан хүчдэлийг мультиметр ашиглан хэмжиж болно. Гэхдээ бүх мультиметрт багтаамжийг хэмждэг функц байдаггүй.
Гэхдээ конденсатортай ажиллах үедээ маш анхаарал мөн болгоомжтой харьцах хэрэгтэй. Учир нь конденсаторт хуримтлагдсан цэнэг өөр ямар нэгэн замаар алдагдаагүй бол хэдий удаан хугацаа өнгөрсөн ч энэ цэнэгээ хадгалсаар байдаг болохыг нь мартаж болохгүй. Конденсаторт хуримтлагдсан хүчдэлийг мультиметрээр хэмжихийн тулд мультиметрийн заалтыг DC буюу тогтмол хүчдэл дээр байрлуулж улаан шунтыг нэмэх туйл дээр, хар шунтыг хасах туйлд хүргэж хэмжинэ. Хэрэв ингэх үед хүчдэл хэмжигдвэл конденсатор цэнэг хуримтлуулсан байгаа гэсэн утгатай ба энэ үед конденсаторын төгсгөлүүдийг резистороор дамжуулан холбож цэнэгийг алдуулж ахин хүчдэлийг уншиж үзнэ. Хэрэв хүчдэл уншигдсаар байвал уг үйлдлээ давтаж хүчдэл тэг утга заах хүртэл цэнэгийг арилгах дээрх үйлдлээ давтан гүйцэтгэнэ. Хэдхэн милл вольтын хэмжээтэй хүчдэл ч таныг цахилгаанд цохиулах чадвартай байдаг тул конденсаторт цэнэг хуримтлагдсан эсэхийг шалгаж үзэх нь таны аюулгүй байдалд чухал ач холбогдолтой болно.
Жич ихэнх хүмүүс конденсаторын 2 хөлийг шууд холбож цэнэгийг алдагдуулдаг ч энэ үед их хэмжээний гүйдэл гүйж конденсаторыг өөрийг нь гэмтээх эрсдэлтэй байдаг учраас резистороор дамжуулж гүйдлийг нь багасгах нь конденсатораа гэмтээхгүй байх чухал зүйл болохыг санаарай.
Жишээ нь энэ конденсаторын багтаамж 1000 микро фарад боловч мультиметр түүнийг 946 микро фарад хэмээн уншиж байна.
Мөн энэ конденсаторын багтаамж 33 микро фарад боловч түүнийг мультиметр 36,3 микро фарад хэмээн уншиж байна.
