ما هو محول الطاقة السعوي: العمل وتطبيقاته

الطاقة ، لا يمكننا تدميرها ولكن يمكننا تغيير الطاقة من شكل إلى آخر. في بعض المواقف ، نحتاج إلى المساعدة من أحد أشكال الطاقة لتغييرها إلى شكل آخر. لذلك يمكن إجراء عملية تحويل الطاقة باستخدام ' محولات الطاقة '. هناك أنواع مختلفة من محولات الطاقة مثل محولات الضغط ، كهرضغطية محولات الطاقة ، محولات الطاقة فوق الصوتية ، محولات درجة الحرارة ، محولات الطاقة السعوية ، إلخ. في هذه المقالة ، سنعرف ما هو محول الطاقة السعوي ، ومبدأ عمله ، ومخطط الدائرة ، وأنواعه ، وتطبيقاته ، ومزاياه وعيوبه.

ما هو محول الطاقة السعوي؟

يتم تصنيف محولات الطاقة إلى نوعين مثل محولات الطاقة النشطة والمحولات السلبية. محولات الطاقة النشطة هي نوع واحد من المحولات التي لا تتطلب أي نوع من الطاقة لتشغيلها. في حين أن محول الطاقة السلبي يتطلب طاقة خارجية لتشغيلها في عملية تحويل الطاقة. لقد خضعت هذه المحولات إلى محولات طاقة سلبية.

تعريف محول الطاقة السعوي هو قياس الإزاحة (مقدار المسافة التي يغطيها) والضغط والكميات الفيزيائية العديدة الأخرى ، ويفضل استخدام هذه المحولات. في هذه المحولات ، تتنوع السعة بين الألواح بسبب المسافة بين الألواح ، وتداخل الألواح ، بسبب تغير وسط العزل الكهربائي ، إلخ.

مبدأ عمل محول الطاقة السعوي

يشير الرسم البياني أعلاه إلى محول الطاقة السعوي. ال مبدأ العمل لمحول طاقة سعوي السعة المتغيرة. وفقًا لهيكلها ، يوجد لها صفيحتان معدنيتان متوازيتان تحافظان على المسافة بينهما. بينهما ، يمكن ملء وسط عازل (مثل الهواء). لذا ، فإن المسافة بين هاتين الصفيحتين المعدنيتين ومواضعهما يمكن أن تغير السعة. لذلك ، السعة المتغيرة هي مبدأ هذه المحولات. الفرق الأساسي بين المكثفات العادية والمحولات السعوية هو ، المكثف اللوحات ثابتة في الوضع الطبيعي المكثفات حيث هذه المحولات ، لوحات مكثف هي الحالة المنقولة.

محول بالسعة

يمكن قياس سعة المكثف المتغير بهذه الصيغة.

صيغة محول بالسعة

في هذه الصيغة:

يشير C إلى سعة السعة المتغيرة
εo يشير إلى سماحية المساحة الحرة
εr يشير إلى السماحية النسبية
أ يشير إلى مساحة اللوحات
تشير D إلى المسافة بين الألواح

لذلك وفقًا للصيغة ، تعتمد قيمة السعة المتغيرة على أربعة معلمات مهمة. وهي المسافة بين ألواح المكثف المتغير ، ومنطقة شغل الصفائح ، وسماحية المساحة الحرة ، والسماحية النسبية ، والمواد العازلة. يمكن أن تؤدي هذه المعلمات إلى تغيير قيمة السعة للمكثف المتغير.

• يمكن للتغيير في ثابت العزل الكهربائي أن يغير سعة محول الطاقة هذا.
• يمكن أن تختلف مساحة ألواح هذه المحولات عن قيمة السعة.
• يمكن أن تختلف المسافة بين الألواح من قيمة سعة المحولات. تستخدم هذه الطريقة في الغالب. في هذه الطريقة ، يتم الحفاظ على ثبات الوسط العازل ومساحة الألواح. عندما تتحرك الألواح ، تتنوع المسافة ، وينتج عن ذلك تغيير سعة محول الطاقة السعوي.

هذه الطرق الثلاث المذكورة أعلاه تستخدم لتغيير قيمة السعة لمحول الطاقة هذا.

مخطط الدائرة السعوية

يشير مخطط الدائرة أعلاه إلى مخطط الدائرة المكافئ لمحول طاقة سعوي. الفرق بين المكثف المتغير والمكثف العادي هو أن سعة المكثف المتغير متغيرة بينما في المكثف العادي تكون قيمة السعة ثابتة ولا يمكن تغييرها.

مخطط دارة بالسعة محول الطاقة

أنواع المحولات السعوية

وفقًا لهيكل محول الطاقة السعوي ، هناك أربعة أنواع تمت مناقشتها أدناه. هم انهم

• سعة لوحة متوازية مع لوحات مستطيلة.
• محول الطاقة مكثف أسطواني.
• لوحات متوازية شبه دائرية.
• تغيير في العزل بين لوحات متوازية.

سعة اللوحة المتوازية مع الألواح المستطيلة

وهذا ما يسمى أيضًا بالنوع المسطح من محول الطاقة السعوي. في هذا النوع من محول الطاقة ، يتم إصلاح لوحة واحدة ويمكن تحريك اللوحة الأخرى. من خلال هذا الاختلاف ، يمكن تغيير المسافة d أو المنطقة A. ينتج عن هذا قيمة السعة لهذا المحول.

محول طاقة من النوع المسطح بالسعة

إذا تغيرت المنطقة A وكانت قيمة السعة C عندما تكون الصفائح على مسافة x ، إذن

C = ε (A-wx) / د

محول طاقة أسطواني

محول طاقة أسطواني سعوي

بالنظر إلى أن طول الأسطوانة هو L ، ثم السعة

معادلة أسطوانية سعوية

محول سعوي نصف دائري

سيوفر هذا النوع أعلى قيمة للسعة عندما يتداخل اللوحان السعويان مع بعضهما البعض. هذه هي الأفضل عندما تتطلب الدائرة أقصى سعة.

دائري متوازي لوحة الرسم التخطيطي

في هذا النوع من محول الطاقة السعوي ، المنطقة أ = ص ^ 2/2 والسعة C = ε πr ^ 2 / 2d

التغيير في الوسط العازل بين الألواح المتوازية

عندما يختلف الوسيط العازل بين اللوحين المتوازيين لهذا المحول ، فإن ذلك يغير أيضًا سعة المحول.

لذلك السعة C = εo (ε1 * L1 * w + ε2 * L2 * w) / د

هنا - يشير L1 و L2 إلى طول اللوحين الأول والثاني.

يشير W إلى عرض اللوحة

تشير D إلى المسافة بين الألواح

مزايا

ال مزايا محول السعوية تناقش أدناه. هم انهم

• توفر هذه المحولات مقاومة عالية للمدخلات. لذلك ستكون قيمة تأثيرات التحميل منخفضة جدًا.
• استجابة التردد لهذه المحولات عالية للغاية.
• هذه المحولات حساسة للغاية.
• هذه تستهلك طاقة منخفضة للعمل. لذلك ، تسمى هذه المحولات بالأجهزة منخفضة استهلاك الطاقة.
• يمكن أن تكون الدقة العالية ممكنة باستخدام هذه المحولات.

سلبيات

هناك عدد قليل مساوئ محول الطاقة السعوي هي واردة ادناه. هم انهم

• لديها مقاومة عالية الانتاج. بسبب قيمة مقاومة الخرج العالية هذه ، هناك حاجة إلى دائرة معقدة لقياس الناتج. ويجب أن تكون دائرة الإخراج قوية للحفاظ على هذه القيمة الهائلة للإنتاج العالي.
• تعرض هذه المحولات سلوكيات غير خطية بسبب تأثيرات الحافة.
• هذه تعتمد على درجة الحرارة. يمكن أن تؤثر قيمة درجة الحرارة الخارجية على قيمة سعة محول الطاقة هذه.

التطبيقات

تطبيقات محول الطاقة السعوية هي

• يحتوي محول الطاقة هذا على مجموعة واسعة من التطبيقات في تحديد الكميات مثل درجة الحرارة والإزاحة والضغط وما إلى ذلك. تطبيقات محول الطاقة السعوية مذكورة أدناه.
• هذه المحولات لها تطبيقات في مجال الإزاحة الخطية والزاوية مع عامل الحساسية.
• أحد أفضل تطبيقات هذا المحول هو إيجاد مستوى الرطوبة. نظرًا لأن قيمة الرطوبة تتغير ، تتغير أيضًا قيمة السعة لهذا المحول. بهذه القيمة يمكننا قياس التغير في الرطوبة.
• محول ضغط السعة المتغيرة قابل للتطبيق للعثور على تغيرات الضغط باستخدام السعة المتغيرة.

وهكذا ، بالسعة محولات الطاقة مفيدة في تحويل شكل من أشكال الطاقة إلى شكل آخر من أشكال الطاقة عن طريق أخذ التغير في قيمة السعة. هذه هي المحولات السلبية لأن هذا يتطلب قوة خارجية لتشغيلها. وبمساعدة هذه المحولات ، يمكننا قياس الضغط ودرجة الحرارة والإزاحة ، إلخ.