Kapasitor adalah komponen pasif penting litar elektrik kerana pelbagai aplikasinya. Selain itu, pemilihan jenis kapasitor yang sesuai untuk litar adalah perlu kerana kapasitor dibahagikan kepada jenis yang berbeza berdasarkan struktur dan komposisinya. Kapasitor filem adalah salah satu jenis kapasitor yang mempunyai jangka hayat yang panjang, kearuhan diri yang rendah, dan boleh menyerap lonjakan kuasa dalam litar tanpa rosak.
Garis besar:
Apakah itu Kapasitor Filem
Pembinaan dan Kerja Kapasitor Filem
Jenis Kapasitor Filem
Ciri Penyembuhan Diri Kapasitor Filem
Litar Snubber
Penapis Kuasa
Penapis EMI
Kesimpulan
Apakah itu Kapasitor Filem
Kapasitor filem ialah kapasitor yang mempunyai filem plastik sebagai dialektik antara platnya yang menjadikannya lebih murah dan mengekalkan ciri-cirinya tetap untuk masa yang lebih lama. Filem plastik ini agak nipis kerana mempunyai ketebalan satu mikrometer. Kapasitor ini berada di bawah kategori kapasitor tidak berpolarisasi, dan ini menjadikannya sangat berguna dalam litar AC. Kapasitor filem boleh menahan lebihan voltan iaitu dua kali ganda kapasiti voltan terkadarnya.
Pembinaan dan Kerja Kapasitor Filem
Terdapat pelbagai jenis filem plastik yang digunakan dalam kapasitor filem yang mempunyai ciri yang berbeza, contohnya filem polipropilena memberikan rintangan penebat yang lebih tinggi dan sesuai untuk litar yang mempunyai arus yang lebih tinggi. Selain itu, polipropilena sulfida datang dengan rintangan haba yang tinggi dan ciri haba yang baik tetapi mahal. Jadi berikut adalah jenis filem dengan ciri-ciri mereka yang digunakan sebagai dielektrik dalam kapasitor filem:
Jenis Kapasitor Filem
Kini berdasarkan bahan filem dielektrik kapasitor filem, ciri-cirinya sangat berbeza jadi berikut adalah jadual yang memaparkan ciri-ciri kapasitor filem berdasarkan pelbagai jenis bahan penebat:
Untuk menggambarkan lebih lanjut pembinaan kapasitor terdapat dua jenis kapasitor filem satu ialah kapasitor filem foil dan satu lagi ialah kapasitor logam atau kapasitor pemendapan wap:
Kapasitor Filem Kerajang
Kapasitor jenis ini mempunyai elektrod yang diperbuat daripada kerajang logam, dan yang diapit di antara kerajang plastik dielektrik. Ini adalah kapasitor filem jenis luka yang boleh sama ada induktif atau bukan induktif dan perbezaan antara keduanya ialah kapasitor filem foil induktif sasaran mempunyai terminalnya disambungkan terus ke elektrod sebelum penggulungan. Manakala kapasitor filem foil bukan induktif mempunyai terminal yang disambungkan ke muka hujung.
Kapasitor filem elektrod kerajang bukan induktif mempamerkan kearuhan yang lebih rendah dan mempunyai ciri frekuensi tinggi berbanding dengan yang induktif. Dalam kapasitor filem kerajang induktif, kerajang logam diletakkan di antara dua filem plastik dan tidak bersambung secara langsung:
Manakala dalam kapasitor filem foil bukan induktif, foil logam diletakkan sedemikian rupa sehingga setiap foil diletakkan pada tahap tertentu daripada filem plastik dielektrik:
Kapasitor Filem Berlogam
Satu lagi jenis kapasitor filem ialah kapasitor filem berlogam, kerana ia mempunyai lapisan logam nipis yang disembur pada satu sisi filem plastik dielektrik. Lapisan logam yang dimendapkan pada filem plastik ini menghasilkan elektrod kapasitor yang agak nipis yang menjadikannya jauh lebih kecil daripada kapasitor filem jenis elektrod. Kapasitor ini hanya jenis bukan induktif tetapi boleh sama ada jenis luka atau jenis berlamina:
Kapasitor filem berfungsi sama seperti kapasitor am, iaitu apabila bekalan kuasa disambungkan kepadanya potensi antara dua elektrod mula terkumpul. Apabila cas pada kedua-dua plat terkumpul mengikut kapasitinya bermakna kapasitor telah dicas sepenuhnya. Tambahan pula, kapasitor filem ini didatangkan dengan ciri penyembuhan diri yang menambah jangka hayatnya.
Ciri Penyembuhan Diri Kapasitor Filem
Apabila penebat dinyahlogamkan disebabkan oleh arus tinggi, suhu tinggi, atau sebarang voltan lampau, kapasitor filem mengoksidakan filem termendap di sekelilingnya. Ini memisahkan seluruh kawasan kapasiti daripada yang rosak dan dengan itu terus berfungsi dengan baik:
Walau bagaimanapun, pengasingan kawasan kerosakan ini daripada seluruh kapasitor juga boleh mengurangkan kapasiti kapasitor dari semasa ke semasa. Selanjutnya, terdapat jadual di bawah yang menunjukkan kemerosotan kapasitansi kapasitor dari semasa ke semasa disebabkan oleh pengoksidaan:
Di sini dalam jadual di atas graf biru menunjukkan kapasitansi tanpa penyembuhan diri kerana degradasi boleh menjadi sangat tinggi yang membawa kepada kegagalan besar-besaran. Jika elektrod digunakan dengan fius dalam komposisi kapasitor filem, maka lengkung degradasi akan menjadi satu dalam warna hijau.
Jika fius tidak disambungkan dengan betul kepada sel primer boleh menyebabkan kegagalan kapasitor yang mengakibatkan kehilangan kapasitansi yang cepat. Lengkung coklat adalah untuk kapasitor filem berkuasa tinggi yang mempunyai elektrod bersegmen yang betul yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi disebabkan oleh impregnasi minyak tulen.
Jenis kapasitor filem ini direka bentuk sedemikian rupa sehingga ia tidak kehilangan lebih daripada 2 peratus kapasitans asal semasa bekerja pada voltan terkadar dan nilai semasa. Inilah sebabnya mengapa kapasitor filem ini cenderung mempunyai jangka hayat yang lebih tinggi daripada jenis kapasitor lain dan digunakan secara meluas dalam litar AC.
Kapasitor Filem dalam Litar Snubber
Litar kuasa biasanya menghadapi lonjakan arus dan voltan kerana kadar perubahan voltan yang lebih tinggi dan untuk menangani isu tersebut litar snubber digunakan. Terutamanya litar snubber mempunyai kapasitor filem untuk mengurangkan gangguan elektromagnet dan tegasan semikonduktor. Kapasitor filem boleh menahan kadar perubahan voltan yang lebih tinggi yang boleh menyebabkan arus yang lebih tinggi melaluinya. Jadi, filem plastik dielektrik polipropilena dalam kapasitor akan menjadi padanan yang baik kerana ia mempunyai keupayaan untuk menahan pancang voltan dan arus kerana mempunyai rintangan dan kearuhan siri setara yang rendah:
Apabila MOSFET dimatikan keadaan kapasitor akan mengecas melalui perintang R 1 dan apabila MOSFET berada dalam keadaan, kapasitor akan nyahcas melalui perintang dan tanah.
Kapasitor Filem sebagai Penapis Kuasa
Untuk menapis isyarat dalam penyongsang dan motor, kapasitor pada output melepasi arus riak yang tinggi untuk mengurangkan tahap kadar perubahan voltan. Ini akhirnya mengurangkan tekanan dan tegasan elektromagnet dalam sistem. Pelaksanaan praktikal kapasitor filem sebagai penapis kuasa diberikan di bawah dalam litar:
Apabila bekalan AC disambungkan, kapasitor hendaklah tidak terkutub tidak termasuk penggunaan kapasitor elektrolitik aluminium.
Kapasitor Filem sebagai Penapis EMI
Untuk menapis gangguan elektromagnet untuk litar, kapasitor filem berlogam digunakan kerana mod kegagalan litar terbuka dan keupayaan untuk menangani voltan tinggi. Terdapat dua kategori kapasitor apabila disambungkan dalam litar kuasa berdasarkan penggunaannya. Kapasitor yang mempunyai label X ialah kapasitor yang disambungkan talian ke garisan yang sering dinamakan sebagai kapasitor garis ke neutral dan digunakan untuk penapisan EMI pembezaan.
Manakala kapasitor yang disambungkan dalam talian ke tanah dikategorikan sebagai Y dan selalunya dinamakan kapasitor pintasan talian. Kapasitor ini memintas wayar ke tanah yang dipanggil sebagai mod penapisan EMI biasa. Oleh kerana kapasitor ini boleh gagal, terdapat mod khas sekiranya berlaku kegagalan, iaitu apabila kapasitor X gagal, ia mewujudkan litar pintas yang mengakibatkan pemutus litar tersandung. Lebih-lebih lagi, jika kapasitor Y gagal maka ia akan mewujudkan litar terbuka yang meminimumkan risiko kejutan elektrik.
Selain itu, dalam kes kegagalan kapasitor X akan membawa kepada penutupan sistem dan dalam kes kegagalan kapasitor Y sistem akan terus berjalan tetapi penapisan EMI akan dikurangkan. Berikut ialah jadual di bawah yang menunjukkan penarafan keselamatan untuk kapasitor berdasarkan sambungan litarnya:
Sekarang untuk menggambarkan lebih lanjut penggunaan kapasitor filem untuk penapisan EMI di sini ialah litar AC mudah bagi talian kuasa menggunakan kapasitor sebagai penapis EMI:
Kearuhan kendiri yang rendah bagi kapasitor filem menimbulkan kelebihan kerana ia mengekalkan resonans kapasitor yang tinggi. Di sini kapasitor X disambungkan antara garisan dan neutral manakala kapasitor Y disambungkan di antara garisan dan tanah.
Kesimpulan
Kapasitor filem sangat penting apabila ia berkaitan dengan litar kuasa kerana ciri-cirinya yang berbeza dan satu lagi sifat penyembuhan diri. Harta ini meningkatkan jangka hayat kapasitor dan juga menghalang kegagalan sistem.
Lebih-lebih lagi, kapasitor filem ini dibahagikan kepada jenis: satu ialah elektrod foil dan satu lagi ialah kapasitor filem metalized. Begitu juga, kapasitor filem juga berbeza-beza berdasarkan jenis bahan penebat untuk dielektrik kerana komposisi dielektrik mempengaruhi ciri kerja kapasitor filem. Kapasitor filem disebabkan oleh penarafan arus riak dan ciri penyembuhan diri lebih disukai berbanding kapasitor elektrolitik aluminium.