מהו מתמר קיבולי: עבודה ויישומיו

אנרגיה, אנחנו לא יכולים להרוס אותה אבל אנחנו יכולים לשנות את האנרגיה מצורה אחת לצורה אחרת. במצבים מסוימים, עלינו להיעזר בצורת אנרגיה אחת כדי לשנות אותה לצורה אחרת. כך שניתן לעשות את תהליך המרת האנרגיה באמצעות ' מתמרים ”. ישנם סוגים שונים של מתמרים כמו מתמרי לחץ, פיזואלקטרית מתמרים, מתמרים קולי, מתמרי טמפרטורה, מתמרים קיבוליים וכו '. במאמר זה, אנו הולכים לדעת על מה זה מתמר קיבולי, עקרון העבודה שלו, תרשים המעגל, הסוגים והיישומים שלו, היתרונות והחסרונות שלו.

מהו מתמר קיבולי?

מתמרים מסווגים לשני סוגים כגון מתמרים פעילים ומתמרים פסיביים. מתמרים פעילים הם סוג אחד של מתמרים אשר אינם דורשים כל סוג של כוח להפעלתם. ואילו מתמר פסיבי דורש כוח חיצוני להפעלתם בתהליך המרת אנרגיה. מתמרים אלה עברו מתמרים פסיביים.

ההגדרה של המתמר הקיבולי היא למדוד את העקירה (כמה מרחק הוא מכסה), לחץ וכמויות פיזיקליות אחרות, מתמרים אלה עדיפים. במתמרים אלה, הקיבול בין הלוחות משתנה בגלל המרחק בין הלוחות, חפיפה של צלחות, עקב שינוי בינוני דיאלקטרי וכו '.

עקרון עבודה מתמר קיבולי

התרשים שלעיל מציין את המתמר הקיבולי. ה עקרון עבודה של מתמר קיבולי הוא קיבול משתנה. בהתאם למבנה שלה, יש בהן שתי פתיחות מתכת מקבילות השומרות על המרחק ביניהן. ביניהם ניתן למלא מדיום דיאלקטרי (כגון אוויר). לכן, המרחק בין שתי לוחות המתכת והמיקומים של הלוחות יכול לשנות את הקיבול. לכן, קיבול משתנה הוא העיקרון של מתמרים אלה. ההבדל הבסיסי בין הקבלים הרגילים למתמרים הקיבוליים הוא, הקבל הלוחות קבועים במצב נורמלי קבלים שבו מתמרים אלה, לוחות קבלים הם המצב הניתן למטלטל.

מתמר קיבולי

ניתן למדוד את הקיבול של הקבל המשתנה על ידי נוסחה זו.

נוסחת מתמר קיבולי

בנוסחה זו:

C מציין את הקיבול של הקיבול המשתנה
εo מציין את היתירות השטח הפנוי
εr מציין את היתרונות היחסית
A מציין את שטח הצלחות
D מציין את המרחק בין הלוחות

כך שעל פי הנוסחה, ערך הקיבול המשתנה תלוי בארבעה פרמטרים חשובים. הם המרחק בין הלוחות של הקבל המשתנה, שטח הכיבוש של הלוחות, היתירות של החלל הפנוי, היתירות יחסית וחומר דיאלקטרי. פרמטרים אלה יכולים להיות משתנים בערך הקיבול של הקבל המשתנה.

• שינוי בקבוע הדיאלקטרי יכול לשנות את הקיבול של מתמר זה.
• שטח הלוחות של מתמרים אלה יכול לשנות את ערך הקיבול שלו.
• המרחק בין הלוחות יכול לשנות את ערך הקיבול של המתמרים. משתמשים בעיקר בשיטה זו. בשיטה זו, המדיום הדיאלקטרי ואזור הצלחות נשמרים קבועים. כאשר הלוחות נעים אז המרחק הוא מגוון וזה גורם לשינוי הקיבול של המתמר הקיבולי.

שלוש השיטות הנ'ל משמשות לשינוי ערך הקיבול של מתמר זה.

תרשים מעגלים קיבולי

תרשים המעגל שלעיל מציין את דיאגרמת המעגל המקבילה של מתמר קיבולי. ההבדל בין הקבל המשתנה לקבל הרגיל הוא שקיבול הקבל המשתנה משתנה ואילו בקבל רגיל ערך הקיבול קבוע ולא ניתן לשנותו.

תרשים מעגלי מתמר-קיבולי

סוגי מתמר קיבולי

על פי מבנה המתמר הקיבולי, הם ארבעה סוגים שיידונו להלן. הם

• קיבולת צלחות מקבילה עם לוחות מלבניים.
• מתמר קבלים גלילי.
• לוחות מקבילים חצי עגולים.
• שינוי בדיאלקטרי בין לוחות מקבילים.

קיבולת צלחות מקבילה עם לוחות מלבניים

זה נקרא גם סוג שטוח של מתמר קיבולי. במתמר מסוג זה, לוחית אחת קבועה וניתן להזיז את הלוח השני. לפי וריאציה זו, ניתן לשנות את המרחק d או את השטח A. התוצאה היא ערך הקיבול של מתמר זה.

מתמר קיבולי שטוח

אם שטח A משתנה וערך הקיבול C יהיה כאשר הלוחות נמצאים במרחק של x, אז

C = ε (A-wx) / d

מתמר קיבולי גלילי

מתמר גלילי-קיבולי

בהתחשב באורך הגליל הוא L, ואז הקיבול

משוואה גלילית-קיבולית

מתמר קיבולי חצי מעגלי

סוג זה יספק את ערך הקיבול הגבוה ביותר כאשר שתי הלוחות הקיבוליים חופפים זה לזה. אלה עדיפים כאשר המעגל דורש קיבול מקסימלי.

תרשים מעגלי-מקביל-צלחת

במתמר קיבולי מסוג זה, אזור A = πr ^ 2/2 והקיבול C = ε πr ^ 2 / 2d

שינוי במדיום דיאלקטרי בין לוחות מקבילים

כאשר המדיום הדיאלקטרי משתנה בין שתי הלוחות המקבילים של מתמר זה, זה משתנה גם את הקיבול של המתמר.

לכן קיבול C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / d

כאן - L1 ו- L2 מציינים את אורך אורך הלוחות הראשון והשני.

W מציין את רוחב הצלחת

D מציין את המרחק בין הלוחות

יתרונות

ה יתרונות מתמר קיבולי נדון להלן. הם

• מתמרים אלה מציעים עכבת קלט גבוהה. כך שערך השפעות הטעינה יהיה נמוך מדי.
• תגובת התדרים של מתמרים אלה גבוהה במיוחד.
• מתמרים אלה רגישים ביותר.
• אלה צורכים כוח נמוך להפעלה. לכן, מתמרים אלה נקראים מכשירים צריכת חשמל נמוכה.
• רזולוציה גבוהה יכולה להיות אפשרית באמצעות מתמרים אלה.

חסרונות

יש כמה כאלה חסרונות של מתמר קיבולי מפורטים להלן. הם

• יש לו עכבת תפוקה גבוהה. בגלל ערך עכבת התפוקה הגבוה הזה, יש צורך במעגל מסובך למדידת הפלט. ומעגל הפלט צריך להיות חזק כדי לשמור על ערך עצום של תפוקה גבוהה זו.
• מתמרים אלה מראים התנהגויות לא ליניאריות עקב השפעות קצה.
• אלה תלויים בטמפרטורה. ערך הטמפרטורה החיצוני יכול להשפיע על ערך הקיבוליות של המתמר הזה.

יישומים

היישומים של המתמר הקיבולי הם

• למתמר זה יש מגוון רחב של יישומים בקביעת כמויות כמו טמפרטורה, תזוזה ולחץ וכו '. יישומי מתמר קיבולי מפורטים להלן.
• למתמרים אלו יש יישומים בתחום העקירה הזוויתית והזוויתית עם גורם הרגישות.
• אחד היישומים הטובים ביותר של מתמר זה הוא למצוא את רמת הלחות. כאשר ערך הלחות משתנה גם ערך הקיבול של מתמר זה משתנה. לפי ערך זה אנו יכולים למדוד את שינוי הלחות.
• מתמר לחץ הקיבול המשתנה ישים למציאת וריאציות הלחץ באמצעות הקיבול המשתנה.

לפיכך, קיבולי מתמרים שימושיים להמרת צורה אחת של אנרגיה לצורה אחרת של אנרגיה על ידי לקיחת השינוי בערך הקיבול. אלה המתמרים הפסיביים מכיוון שהדבר דורש כוח חיצוני להפעלתם. ובעזרת מתמרים אלו אנו יכולים למדוד את הלחץ, הטמפרטורה והתזוזה וכו '.