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應(yīng)用設(shè)計(jì)

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TME | 如何安全地對(duì)電容器放電?

TME | 如何安全地對(duì)電容器放電?

TME:帶電電容器的短路會(huì)極劇地?zé)龤щ娐分械碾娮悠骷推渌M件,并有觸電和起火的危險(xiǎn)。電容器的電容和電壓越大,短路情況下的損壞程度則越大。在將電路中元件移除之前,必須對(duì)電容器進(jìn)行放電。查看如何操作。2c3be7dbbab81e0c6b497d6fd7fe582e_b0b117984a51f59d37ed09e87917.png從本文你將了解到:

電容器工作原理;電容器的參數(shù);

如何給電容器放電;

 

電容器目錄

 電容器工作原理?

電容器是由電介質(zhì)隔開(kāi)兩個(gè)電極的系統(tǒng),其中聚集了等量相反電位的電荷。電容器有很多種類型,其可分為幾種子類型。它們中最簡(jiǎn)單的類型是由兩個(gè)金屬板制成,它們之間為電介質(zhì) -如空氣、陶瓷材料或浸漬紙。這些極板是用于存儲(chǔ)電能的電容器板。

 向電容器極板施加電壓開(kāi)始產(chǎn)生電荷 – 這類似于電池單元。斷開(kāi)電壓源后,由于靜電吸引的作用,電荷殘留在電容器板上。累積的電荷相等但電位相反。

電容器的安全放電類似于其充電過(guò)程。在以特定電容為特征的直流電壓U施加到電容器接線端子后,電荷Q累積在電容器中,這是電容與電壓的乘積。電容器的電容單位為法拉。在1法拉電容器中,1庫(kù)侖電荷產(chǎn)生1伏電壓。由于1法拉是非常大的值,因此用于電子電力的電容器通常具有皮法拉、納法拉、微法和毫法量級(jí)的電容量。

固體電容器分為兩個(gè)基本類別:薄膜電容器和陶瓷電容器。電容器的安全放電在很大程度上取決于其設(shè)計(jì)。聚苯乙烯電容器的特點(diǎn)是高穩(wěn)定性和絕緣電阻率,以及相當(dāng)?shù)偷墓ぷ鳒囟壬舷蕖?/p>

薄膜電容器是由三層薄膜制成,分別為電極-電介質(zhì)-電極,然后將其卷起并放置于合適的外殼中。它們經(jīng)常用于各種家用電器和電子產(chǎn)品的電氣和電子系統(tǒng)中。此類電容器的一個(gè)例子是WIMA FKP2D021001I00HSSD。

 集成電路中最常見(jiàn)的電容器之一是由具有重疊金屬電極的陶瓷板制成的陶瓷電容器,例如:SR PASSIVES CC-10/100型號(hào)。為了放電,值得使用具有高電阻的接收器。

 

電容器參數(shù)

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為了知道如何讓電容器放電,有必要知道表征該電氣元件的參數(shù)。電容器的基本參數(shù)是:額定電容量、電容容差、額定電壓和介電損耗。

 此外,電容器的特性還有:允許的交流電壓、絕緣電阻、電容溫度系數(shù)、氣候類別和尺寸,以及允許的脈沖負(fù)載、額定功率和極限頻率。

 電容量是計(jì)劃對(duì)電容器安全放電時(shí)要考慮的最重要的參數(shù)。這是電容器累積電荷的能力,它與介電常數(shù)和電極板面積的乘積成正比,與電極之間的距離(電介質(zhì)厚度)成反比。

 制造商給定的電容器的電容為額定電容量,實(shí)際上是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,電容值可能會(huì)受到許多環(huán)境因素的影響。因此,給出的電容器電容的百分比公差,它是電容實(shí)際值與標(biāo)稱值的百分比偏差。

 電容器損耗確定了與電容器在交流電壓下工作相關(guān)的單位能量損耗,其特征在于損耗角的正切。這些損耗通常大于介電損耗,這與電極上損耗的發(fā)生以及影響電容器系統(tǒng)的頻率和溫度有關(guān)。

 

如何給電容器放電?

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 電容器放電取決于其類型和電容量。對(duì)電容更大的電容器應(yīng)更小心地放電,因?yàn)槎搪房赡懿粌H會(huì)損壞電容器,還會(huì)引起爆炸和電擊。

 電容器的安全放電在于將其兩端的任何電阻性負(fù)載連接至其兩端,這將能夠耗散電容器中所存儲(chǔ)的電能。例如:如何為100 V電容器放電?為此,可以使用普通的電阻器或110 V電壓的燈泡,電容器通過(guò)提供電能照亮燈泡,光源同時(shí)也可指示元件的充電狀態(tài)。當(dāng)然,也可為此目的使用另一電阻式接收器。

 電容器的放電應(yīng)使用高電阻接收器進(jìn)行。這樣,累積在極板上的電荷的釋放,將花費(fèi)更長(zhǎng)的時(shí)間,但是這將確保完全釋放電荷。

 還可以通過(guò)準(zhǔn)備一個(gè)特殊的放電電路為較小電容的電容器放電,其由串聯(lián)連接的電容器和電阻器組成。準(zhǔn)備此種放電系統(tǒng)時(shí),請(qǐng)注意電容器的放電時(shí)間和所需的電阻器功率的大小。

 電容器放電時(shí)間將等于與電容器串聯(lián)的電阻值和電容的乘積。在這段時(shí)間之后,元件的電壓應(yīng)降至初始電壓的三分之一,并應(yīng)在電阻和電容乘積的五倍時(shí)間內(nèi)完全釋放電量。

 我們接入系統(tǒng)的電阻越小,則電容器放電的速度就越快。例如:如果對(duì)10 uF的電容器采用1kΩ電阻對(duì)其放電,則放電時(shí)間將為0.01 s。如果使用此種電阻對(duì)1 mF的電容放電,則初始充電值1/3的放電時(shí)間延長(zhǎng)至1s。

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 應(yīng)當(dāng)記住,電容器的安全放電必須選擇適當(dāng)?shù)碾娮柽M(jìn)行。功率過(guò)小的電阻會(huì)被損壞。因此,在選擇電阻器時(shí),應(yīng)考慮電阻器的功耗,此功率等于其電壓的平方除以電阻。標(biāo)準(zhǔn)電阻器可以承載高達(dá)0.25 W的功率。將此種電阻器與具有較大電荷和電壓的大電容器一起使用則會(huì)導(dǎo)致其被燒毀。因此,在元件較小的情況下,值得使用5 W和例如1kΩ的電阻,SR PASSIVES MOF5WS-1K型號(hào)就是其中的一個(gè)例子。

 較大的電容器應(yīng)配備放電電阻,在斷開(kāi)電源電壓后,放電電阻可在幾分鐘內(nèi)對(duì)該元件進(jìn)行放電。應(yīng)當(dāng)使用YDY 4 mm2電纜對(duì)三相功率電容器進(jìn)行安全放電,包括用PE導(dǎo)體短路元件的各個(gè)相。

審核編輯(
王靜
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