Τι αναφέρεται ο συντελεστής απορρόφησης των πυκνωτών μεμβράνης; Όσο μικρότερος είναι, τόσο το καλύτερο;

Πριν εισαγάγουμε τον συντελεστή απορρόφησης των πυκνωτών μεμβράνης, ας ρίξουμε μια ματιά στο τι είναι ένα διηλεκτρικό, την πόλωση ενός διηλεκτρικού και το φαινόμενο απορρόφησης ενός πυκνωτή.

Διηλεκτρικός

Ένα διηλεκτρικό είναι μια μη αγώγιμη ουσία, δηλαδή ένας μονωτής, χωρίς εσωτερικό φορτίο που μπορεί να κινηθεί. Εάν ένα διηλεκτρικό τοποθετηθεί σε ένα ηλεκτροστατικό πεδίο, τα ηλεκτρόνια και οι πυρήνες των διηλεκτρικών ατόμων κάνουν «μικροσκοπική σχετική μετατόπιση» εντός του ατομικού εύρους υπό την επίδραση της δύναμης του ηλεκτρικού πεδίου, αλλά όχι «μακροσκοπική κίνηση» μακριά από το άτομο στο οποίο ανήκουν, όπως τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε έναν αγωγό. Όταν επιτευχθεί ηλεκτροστατική ισορροπία, η ένταση του πεδίου μέσα στο διηλεκτρικό δεν είναι μηδέν. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των διηλεκτρικών και των αγωγών.

Διηλεκτρική πόλωση

Υπό την επίδραση του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου, εμφανίζεται μια μακροσκοπική διπολική ροπή μέσα στο διηλεκτρικό κατά μήκος της κατεύθυνσης του ηλεκτρικού πεδίου και εμφανίζεται ένα δεσμευμένο φορτίο στην διηλεκτρική επιφάνεια, η οποία είναι η πόλωση του διηλεκτρικού.

Το φαινόμενο απορρόφησης

Το φαινόμενο της χρονικής καθυστέρησης στη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης ενός πυκνωτή προκαλείται από την αργή πόλωση του διηλεκτρικού υπό την επίδραση του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Η κοινή αντίληψη είναι ότι ο πυκνωτής πρέπει να φορτιστεί πλήρως αμέσως, αλλά δεν γεμίζει αμέσως. Ο πυκνωτής πρέπει να απελευθερώσει πλήρως το φορτίο, αλλά αυτό δεν απελευθερώνεται και εμφανίζεται το φαινόμενο της χρονικής καθυστέρησης.

Συντελεστής απορρόφησης πυκνωτή μεμβράνης

Η τιμή που χρησιμοποιείται για την περιγραφή του φαινομένου της διηλεκτρικής απορρόφησης των πυκνωτών μεμβράνης ονομάζεται συντελεστής απορρόφησης και αναφέρεται με Ka. Το φαινόμενο διηλεκτρικής απορρόφησης των πυκνωτών μεμβράνης καθορίζει τα χαρακτηριστικά χαμηλής συχνότητας των πυκνωτών και η τιμή Ka ποικίλλει σημαντικά για διαφορετικούς διηλεκτρικούς πυκνωτές. Τα αποτελέσματα των μετρήσεων ποικίλλουν για διαφορετικές διάρκειες δοκιμών του ίδιου πυκνωτή. Η τιμή Ka ποικίλλει επίσης για πυκνωτές της ίδιας προδιαγραφής, διαφορετικών κατασκευαστών και διαφορετικών παρτίδων.

Υπάρχουν λοιπόν δύο ερωτήματα τώρα-

Ε1. Είναι ο συντελεστής απορρόφησης των πυκνωτών μεμβράνης όσο το δυνατόν μικρότερος;

Ε2. Ποιες είναι οι αρνητικές επιπτώσεις ενός μεγαλύτερου συντελεστή απορρόφησης;

Α1:

Υπό την επίδραση του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου: όσο μικρότερο είναι το Ka (ο μικρότερος συντελεστής απορρόφησης) → τόσο ασθενέστερη είναι η πόλωση του διηλεκτρικού (δηλαδή του μονωτή) → τόσο χαμηλότερη είναι η δύναμη σύνδεσης στην διηλεκτρική επιφάνεια → όσο μικρότερη είναι η δύναμη σύνδεσης του διηλεκτρικού στην έλξη φορτίου → τόσο ασθενέστερο είναι το φαινόμενο απορρόφησης του πυκνωτή → ο πυκνωτής φορτίζει και εκφορτίζεται ταχύτερα. Ιδανική κατάσταση: Το Ka είναι 0, δηλαδή ο συντελεστής απορρόφησης είναι 0, το διηλεκτρικό (δηλαδή ο μονωτής) δεν έχει φαινόμενο πόλωσης υπό την επίδραση του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου, η διηλεκτρική επιφάνεια δεν έχει δύναμη σύνδεσης έλξης στο φορτίο και η απόκριση φόρτισης και εκφόρτισης του πυκνωτή δεν έχει υστέρηση. Επομένως, όσο μικρότερος είναι ο συντελεστής απορρόφησης του πυκνωτή μεμβράνης, τόσο το καλύτερο.

Α2:

Η επίδραση ενός πυκνωτή με πολύ μεγάλη τιμή Ka σε διαφορετικά κυκλώματα εκδηλώνεται με διαφορετικές μορφές, ως εξής.

1) Τα διαφορικά κυκλώματα γίνονται συζευγμένα κυκλώματα

2) Το κύκλωμα πριονωτού δοντιού παράγει αυξημένη επιστροφή του κύματος πριονωτού δοντιού και έτσι το κύκλωμα δεν μπορεί να ανακάμψει γρήγορα

3) Περιοριστές, σφιγκτήρες, στενή παραμόρφωση κυματομορφής εξόδου παλμού

4) Η χρονική σταθερά του φίλτρου εξομάλυνσης εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας γίνεται μεγάλη

(5) Το μηδενικό σημείο του ενισχυτή DC διαταράσσεται, μονόδρομη μετατόπιση

6) Η ακρίβεια του κυκλώματος δειγματοληψίας και συγκράτησης μειώνεται

7) Μετατόπιση του σημείου λειτουργίας DC του γραμμικού ενισχυτή

8) Αυξημένη κυμάτωση στο κύκλωμα τροφοδοσίας

Όλες οι παραπάνω επιδόσεις του φαινομένου της διηλεκτρικής απορρόφησης είναι άρρηκτα συνδεδεμένες με την ουσία της «αδράνειας» του πυκνωτή, δηλαδή, στον καθορισμένο χρόνο η φόρτιση δεν φορτίζεται στην αναμενόμενη τιμή και αντίστροφα συμβαίνει και η εκφόρτιση.

Η αντίσταση μόνωσης (ή το ρεύμα διαρροής) ενός πυκνωτή με μεγαλύτερη τιμή Ka διαφέρει από αυτήν ενός ιδανικού πυκνωτή (Ka=0) στο ότι αυξάνεται με μεγαλύτερο χρόνο δοκιμής (το ρεύμα διαρροής μειώνεται). Ο χρόνος δοκιμής ρεύματος που καθορίζεται στην Κίνα είναι ένα λεπτό.