Конденсаторы

Чтобы запустить однофазный двигатель с пусковой обмоткой, необходимо обеспечить сдвиг по фазе переменного тока в пусковой обмотке по отношению к рабочей. Для достижения сдвига по фазе и, обеспечения пускового момента используют конденсаторы, установленные последовательно с пусковой обмоткой. Если емкость конденсатора выбрана неправильно, достигнутая величина фазового сдвига не обеспечит запуск двигателя (двигатель стопорится).

В электросхемах бытовых холодильников используются два типа конденсаторов:

• рабочие конденсаторы (бумажные) небольшой емкости (редко более 30 мкФ) и значительных размеров:

• пусковые конденсаторы (электролитические), имеющие большую емкость (может превышать 100 мкФ) при относительно небольших размерах. Конденсаторы не должны постоянно находиться под напряжением, иначе они быстро перегреваются и могут взорваться. Время их нахождения под напряжением не должно превышать 5 секунд, а максимально допустимое число запусков не более 20 - ти в час.

Размеры конденсаторов зависят от их емкости (чем больше емкость, тем больше размеры). Емкость указывается на корпусе конденсатора в микрофарадах (цР или uF или MF и MPD в зависимости от разработчика) с допуском изготовителя, например: 15 мкФ ± 10 % (емкость может составлять от 13,5 до 16,5 мкФ), или 88-108 MFD (емкость составляет от 88 до 108 мкФ).

Размеры конденсатора также зависят от величины напряжения, указанного на нем (чем выше напряжение, тем больше конденсатор). Указанное напряжение является максимальным напряжением, которое можно подавать на конденсатор не опасаясь его разрушения. Если на конденсаторе указано 20 мкФ/360 Вольт, это значит, что такой конденсатор свободно можно использовать в сети с напряжением 220 В, но ни в коем случае нельзя подавать на него напряжение 380 В.

Определите для конденсаторов, изображенных на рис. 9 в одном и том же масштабе, какие из них являются рабочими, а какие пусковыми.

Ответ (см. рис. 10).

Конденсатор №1, самый большой по размерам из всех других, имеет довольно низкую емкость в сравнении с его размерами. По-видимому, это рабочий конденсатор. Конденсаторы №3 и №4 при одинаковых размерах имеют очень небольшую емкость.

Следовательно, эти два конденсатора также рабочие. Конденсатор №2 имеет, в сравнении с его размерами, очень большую емкость, следовательно это пусковой конденсатор. Конденсатор №5 имеет емкость несколько меньше, чем №2, но он предназначен для более высокого напряжения: это также пусковой конденсатор.

Что произойдет, если к их выводам подключить омметр (рис. 11)?

Фиг.1. Пластины конденсатора полностью разряжены и напряжение U₁ на его выводах равно нулю. После подключения к выводам омметра, его стрелка отклонится к 0, что свидетельствует о прохождении через омметр большого тока l₁.

Фиг.2. Затем стрелка омметра медленно возвращается влево, что свидетельствует об уменьшении силы тока 1₂ по отношению к l₁. Одновременно напряжение на выводах конденсатора U₂ медленно повышается (конденсатор заряжается).

Фиг.З. Стрелка омметра указывает бесконечность (∞), то есть ток 1_з равен нулю и пластины конденсатора полностью заряжены. Напряжение U₃ на конденсаторе стало равным напряжению источника питания омметра.

Постепенное уменьшение силы тока объясняется тем, что по мере зарядки пластин конденсатора (что приводит к повышению напряжения между пластинами), разница между напряжением на выводах конденсатора и напряжением батареи омметра уменьшается. Когда эта разница станет нулевой, ток также будет равен нулю (фиг.З). В рассмотренном случае, когда конденсатор полностью заряжен, напряжение на его выводах равно напряжению элемента питания омметра (несколько вольт), и если убрать омметр, конденсатор остается заряженным. Но когда конденсатор соединен с сетью напряжением 220В, это значит, что на его концах может быть напряжение 220В, даже если питание отключено.

Если в этот момент коснуться пальцами выводов конденсатора, произойдет электрический удар, как при касании источника тока. Следовательно, перед любыми работами с конденсатором необходимо полностью разрядить его, например, замыкая его концы накоротко с помощью отвертки с изолированной ручкой (происходящий при этом разряд может быть очень сильным, рис. 12).

Некоторые конденсаторы снабжены разрядным сопротивлением.

Это сопротивление, соединяющее выводы конденсатора, имеет достаточно большую величину (R = 15 кОм), чтобы не изменить работу конденсатора, но вместе с тем обеспечить его разрядку, когда питание отключено. Однако даже если конденсатор снабжен разрядным сопротивлением, перед каждой операцией с ним замкните накоротко его выводы с помощью отвертки. При снятии напряжения конденсатор не разряжается мгновенно и может потребовать для разрядки несколько минут.

Перед тем, как приступить к изучению обычных неисправностей в конденсаторах, напомним, что при подключении омметра к выводам исправного конденсатора (предварительно разрядив конденсатор) стрелка быстро указывает на ноль, затем медленно возвращается к бесконечности. Если поменять местами зажимы омметра (изменить полярность), картина повторится.

При использовании цифровых омметров, наиболее часто встречающихся в настоящее время, это явление менее заметно. Однако в них на табло можно четко увидеть медленный рост цифрового значения до «∞». При смене полярности на табло появится «∞», затем 0.

Смена показаний будет происходить тем медленнее, чем меньше выбранный диапазон измерений (обычно используют диапазоны 20 кОм или 200 кОм).