Difríochtaí idir Toilleoirí Leictrilíteacha agus Toilleoirí Scannán

més comhpháirteanna ríthábhachtacha iad toilleoirí i gciorcaid leictreonacha agus leictreacha éagsúla, agus tá ról bunúsach acu i stóráil fuinnimh, cobhsú voltais, agus scagadh. mé measc na gcineálacha éagsúla toilleoirí, toilleoirí leictrealaíoch agus toilleoirí scannán a úsáidtear go forleathan, ach tá difríocht mhór acu i dtéarmaí tógála, feidhmíochta agus iarratais. Sa bhlag seo, ní hamháin déanfaimid iniúchadh ar na príomhdhifríochtaí ach freisin tumfaimid isteach i roinnt ríomhaireachtaí teicniúla chun tuiscint níos fearr a fháil ar a n-iompraíocht i gciorcaid.

1. Ábhair Tógála agus Tréleictreacha

• Toilleoirí Leictrilíteacha:
  Tógtar toilleoirí leictrilíteacha ag baint úsáide as dhá phláta seoltacha (alúmanam nó tantalam de ghnáth), le ciseal ocsaíd mar an tréleictreach. De ghnáth is leictrilít leachtach nó soladach é an dara pláta. Soláthraíonn an ciseal ocsaíd toilleas ard in aghaidh an aonaid toirte mar gheall ar a struchtúr thar a bheith tanaí. Tá na toilleoirí seo polaraithe, a éilíonn polaraíocht cheart sa chiorcad.

• capacitors Scannán:
  Úsáideann toilleoirí scannáin scannáin tanaí plaisteacha (cosúil le polapróipiléine, poileistear, nó polacarbónáit) mar ábhar tréleictreach. Déantar na scannáin seo a fhoirceannadh nó a chruachadh idir dhá shraith mhiotalaithe, a fheidhmíonn mar na plátaí. Tá toilleoirí scannáin neamhpholacha, rud a fhágann gur féidir iad a úsáid i gciorcaid Ac agus Dc araon.

2. Ríomh Toilleas

an toilleas ( $c$ ) de toilleoir pláta comhthreomhar, a bhaineann le toilleoirí leictrealaíoch agus scannáin araon, a thugtar leis an bhfoirmle:

$$c = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon_r A}{d}$$

cá háit:

• $c$ = toilleas (farads, F)

• $\varepsilon_0$ cead spás saor ( $8.854 \times 10^{-12}$ F/m)

• $\varepsilon_r$ = ceadaitheacht choibhneasta an ábhair thréleictreach

• $A$ = achar na plátaí (m²)

• $d$ = fad idir na plátaí (m)

Ríomh Samplach : Le haghaidh toilleora leictrealaíoch a úsáideann ocsaíd tréleictreach ( $\varepsilon_r = 8.5$ ), le limistéar pláta de $10^{-4} \, \text{m}^2$ agus scaradh de $10^{-6} \, \text{m}$ :

$$c = \frac{8.854 \times 10^{-12} \times 8.5 \times 10^{-4}}{10^{-6}} = 7.53 \times 10^{-9} \, \text{F} = 7.53 \, \text{nF}$$

Le haghaidh toilleora scannáin a úsáideann polapróipiléine ( $\varepsilon_r = 2.2$ ), an limistéar pláta céanna, agus tiús tréleictreach de $10^{-6} \, \text{m}$ :

$$C = \frac{8.854 \times 10^{-12} \times 2.2 \times 10^{-4}}{10^{-6}} = 1.95 \times 10^{-9} \, \text{F} = 1.95 \, \text{nF}$$

De réir mar a léiríonn an ríomh, soláthraíonn toilleoirí leictrealaíoch toilleas i bhfad níos airde don limistéar pláta céanna agus tiús tréleictreach mar gheall ar cheadúnas coibhneasta níos airde an ábhair ocsaíd.

3. Friotaíocht Sraithe Coibhéiseach (ESR)

• Toilleoirí Leictrilíteacha :

  més gnách go mbíonn toilleoirí leictrealaíoch níos airde Friotaíocht Sraithe Coibhéiseach (ESR) i gcomparáid le toilleoirí scannáin. més féidir ESR a ríomh mar:

$$ESR = \frac{1}{2 \pi f C C}$$

Cá :

• $f$ = minicíocht oibriúcháin (Hz)

• $C$ = toilleas (F)

• $C$ = fachtóir cáilíochta

Is minic a bhíonn luachanna ESR idir 0.1 agus roinnt óm ag toilleoirí leictrealaíoch mar gheall ar a bhfriotaíocht inmheánach agus caillteanais leictrilít. Fágann an ESR níos airde seo nach bhfuil siad chomh héifeachtach in iarratais ard-minicíochta, rud a fhágann go dtiocfaidh méadú ar dhiomailt teasa.

• Capacitors Scannán :

  De ghnáth bíonn ESR an-íseal ag toilleoirí scannáin, go minic sa raon milliohm, rud a fhágann go bhfuil siad an-éifeachtach le haghaidh feidhmeanna ardmhinicíochta, mar shampla soláthairtí cumhachta a scagadh agus a aistriú. Is é an toradh a bhíonn ar an ESR níos ísle ná caillteanas cumhachta íosta agus giniúint teasa.

Sampla ESR :
Le haghaidh toilleoir leictrealaíoch le $C = 100 \, \mu F$ , ag feidhmiú ag minicíocht $f = 50 \, \text{Hz}$ agus fachtóir cáilíochta $C=20$ :

$$ESR = \frac{1}{2 \pi \times 50 \times 100 \times 10^{-6} \times 20} = 0.159 \, \Omega$$

Le haghaidh toilleoir scannáin leis an toilleas céanna agus minicíocht oibriúcháin ach fachtóir cáilíochta níos airde $Q = 200$ :

$$ESR = \frac{1}{2 \pi \times 50 \times 100 \times 10^{-6} \times 200} = 0.0159 \, \Omega$$

Léiríonn sé seo go bhfuil ESR i bhfad níos ísle ag toilleoirí scannáin, rud a fhágann go bhfuil siad níos oiriúnaí d'iarratais ardfheidhmíochta, ard-minicíochta.

4. Cobhsaíocht Reatha agus Teirmeach Ripple

• Toilleoirí Leictrilíteacha :
  Is eol go bhfuil cumais láimhseála sruth ripple teoranta ag toilleoirí leictrealaíoch. Gineann sruth ripple teas mar gheall ar an ESR, agus féadann ripple iomarcach a bheith ina chúis le galú an leictrilít, rud a fhágann teip toilleora. Is paraiméadar tábhachtach é an rátáil reatha ripple, go háirithe i soláthairtí cumhachta agus ciorcaid tiomána mótair.

  Is féidir sruth ripple a mheas ag baint úsáide as an bhfoirmle:

$$p_{\text{caillteanas}} = I_{\text{ripple}}^2 \times ESR$$

Cá háit:

• $p_{\text{caillteanas}}$ = caillteanas cumhachta (watta)

• $I_{\text{ripple}}$ sruth ripple (aimpéar)

Más é 1 A an sruth ripple i toilleoir leictrealaíoch 100 µF le ESR de 0.1 óm:

$$P_{\text{loss}} = 1^2 \times 0.1 = 0.1 \, \text{W}$$

• Capacitors Scannán:

  Is féidir le toilleoirí scannáin, lena n-íseal ESR, sruthanna ripple níos airde a láimhseáil le giniúint teasa íosta. Déanann sé seo iontach iad d'fheidhmchláir AC, mar chiorcaid snubber agus toilleoirí rith mótair, áit a dtarlaíonn luaineachtaí móra srutha.

5. Rátáil Voltais agus Miondealú

• Toilleoirí Leictrilíteacha:
  Go ginearálta tá rátálacha voltais níos ísle ag toilleoirí leictrealaíoch, de ghnáth idir 6.3V agus 450V. Is féidir le briseadh tréleictreach agus teip sa deireadh a bheith mar thoradh ar overvoltage. Déanann a dtógáil iad níos mó seans maith do chiorcaid ghearr má dhéantar damáiste don chiseal ocsaíd.

• Capacitors Scannán:
  Is féidir le toilleoirí scannáin, go háirithe iad siúd a bhfuil tréleictreach polapróipiléine, voltais i bhfad níos airde a láimhseáil, go minic níos mó ná 1,000V. Déanann sé seo oiriúnach iad d'fheidhmchláir ardvoltais, mar chiorcaid nasc DC, áit a bhfuil cobhsaíocht voltais ríthábhachtach.

6. Ionchas Saoil agus Iontaofacht

• Toilleoirí Leictrilíteacha:
  Bíonn tionchar ag teocht, sruth ripple, agus voltas oibriúcháin ar ionchas saoil toilleora leictrealaíoch. Is é an riail ghinearálta ná go ndéantar an t-ionchas saoil a leath do gach ardú teochta 10°C. Tá siad faoi réir freisin ag dul in aois toilleora , mar a thriomaíonn an leictrilít le himeacht ama.

• Capacitors Scannán:
  Tá toilleoirí scannáin an-iontaofa le saol oibríochta fada, go minic níos mó ná 100,000 uair an chloig ag coinníollacha rátáilte. Tá siad resistant d'aosú agus fachtóirí comhshaoil, rud a fhágann go bhfuil siad oiriúnach d'iarratais fhadtéarmacha, ard-iontaofachta.

7. Iarratais

• Toilleoirí Leictrilíteacha:

  • Scagadh soláthar cumhachta

  • Ciorcaid fuaime (smúdú comhartha)

  • Ciorcaid tosaithe mótair

  • Stóráil fuinnimh i gciorcaid ísealvoltais

• Capacitors Scannán:

  • Ciorcaid AC/DC ardvoltais

  • Ciorcaid snubber le haghaidh cosaint borrtha

  • Toilleoirí rith mótair

  • Cur faoi chois EMI/RFI

Mar sin, Cén Toilleoir a Roghnú?

Braitheann roghnú idir toilleoirí leictrealaíoch agus scannáin ar riachtanais shonracha an iarratais. Tairgeann toilleoirí leictrealaíoch toilleas ard i méid dlúth agus tá siad éifeachtach ó thaobh costais d'fheidhmchláir ísealvoltais. Mar sin féin, mar gheall ar an ESR níos airde, an t-ionchas saoil níos giorra, agus a n-íogaireacht le teocht, níl siad chomh hoiriúnach céanna d'fheidhmchláir ard-minicíochta agus ard-iontaofachta.

Is fearr le toilleoirí scannáin, lena n-iontaofacht níos fearr, ESR íseal, agus láimhseáil ardvoltais, in iarratais a éilíonn ardfheidhmíocht agus marthanacht, mar shampla ciorcaid mótair AC, inverters cumhachta, agus rialuithe tionsclaíocha.

Trí na príomhdhifríochtaí a thuiscint agus na ríomhanna teicniúla riachtanacha a dhéanamh, is féidir leat cinntí níos eolaí a dhéanamh maidir le do dhearadh ciorcad.