Конденсатор переменной емкости
В этой статье мастер расскажет нам, как своими руками сделать конденсатор переменной емкости. Такой конденсатор очень легко установить на заданную величину емкости.
Для изготовления такого конденсатора нужны следующие
Инструменты и материалы:
-Алюминиевая фольга;
-Скотч;
-Двусторонний скотч;
-Шпилька с резьбой диаметром 2 мм и длиной 90 мм;
-Подшипник с внутренним диаметром 4 мм и внешним диаметром 12 мм;
-Болт M4 длиной 80 мм;
-Гайки M4;
-Провод;
-Бумага;
-Маркер;
-3D-принтер;
-Мультиметр;
Шаг первый: принцип работы конденсаторов
Конденсатор – элемент, способный накапливать электрическую энергию. Конденсатор состоит из металлических электродов – обкладок, между которыми находится диэлектрик.
Основное назначение конденсатора — способность накапливать заряд. Принцип работы этого изделия основан на притяжении разноименных зарядов в электрической цепи.
Когда обкладки конденсатора подключают к источнику питания, электрические заряды от положительного и отрицательного зажима ИП устремляются к обкладкам, скапливаясь на них, пока он не зарядится до номинальной емкости.
Заряды, скопившиеся на каждой из обкладок, противоположны. Соответственно та обкладка, что была подключена к плюсовому выводу источника питания – заряжена положительно, а та, что к минусовому – отрицательно. Принцип работы этого изделия основан на притяжении разноименных зарядов в электрической цепи.
В конденсаторе энергия хранится в виде электрического поля, которое индуцируется между параллельными пластинами.
Емкость конденсатора высчитывается по формуле: C = ε * A / d где,
ε: зависит от диэлектрика, A: площадь параллельных пластин, d: расстояние между пластинами
Формула емкости показывает, что значение емкости зависит от площади параллельных пластин и расстояния между ними, а также от того, какой материал (диэлектрик)находится между ними.
Шаг второй: дизайн
Чтобы сделать переменный конденсатор, нужно сделать изменяемыми некоторые параметры, от которых зависит емкость. Как мы видели на предыдущем шаге, значение емкости зависит от площади пластин и расстояния между ними.
Конструкция переменного конденсатора будет состоять из двух цилиндров из алюминиевой фольги, площадь взаимодействия которых будет изменяться вращением стержня с резьбой. Это обеспечит точный контроль над параметром емкости.
Шаг второй: 3D-печать
Есть две основные и несколько боковых частей. Все детали печатаются без опор с тремя периметрами стен.
Мастер также прикрепил файл Step на случай, если пользователь захочет настроить модель под свои нужды.
Примечание. Детали подшипника не являются обязательными, если есть подшипник с внутренним диаметром 4 мм и внешним диаметром 12 мм.
Файлы для печати можно скачать ниже.
Variable Capacitor.step
Left Body.stl
Right Body.stl
Knob.stl
Inner Foil Cover.stl
Bearing Front Covering.stl
Bearing Internal Body.stl
Шаг третий: фольга
Пока детали печатаются самое время подготовить фольгу.
Нарисуйте два прямоугольника шириной 35 мм и длиной, равной окружности внутреннего и внешнего цилиндров (60 и 63 мм).
Поскольку алюминиевый лист имеет толщину всего 20 микрон, он довольно хрупкий, поэтому нужно добавить слой бумаги для его поддержки.
Размеры бумаги для внутреннего цилиндра такой же 35Х60 мм. Для внешнего цилиндра размер бумаги 47Х63 мм. 12 мм будут оборачиваться вокруг кольца.
Шаг четвертый: провода
Провод к фольге припаять не просто, но здесь и не нужно такое прочное соединение. С концов проводов снимаем изоляцию. Прижимаем жилы к фольге. Фиксируем скотчем.
Шаг пятый: диэлектрик
Внутренний и внешний цилиндры будут обращены фольгой друг к другу. Между ними нужен какой то диэлектрик. Расстояние между двумя слоями обратно пропорционально емкости, поэтом нужно, чтобы изоляционный материал был как можно тоньше.
Мастер собирается использовать скотч для изоляции материала. С его помощью также можно приклеить фольгу к бумажным листам.
Сначала нужно приклеить на бумагу небольшой кусочек двустороннего скотча и правильно расположите фольгу на бумаге. Затем фиксируем обычным скотчем.
Шаг шестой: сборка
Теперь можно приступить к сборке конденсатора.
По центру ручки-шестеренки приклеиваем эпоксидной смолой, резьбовой стержень.
Устанавливаем роликовый подшипник и фиксируем гайкой.
Дальше нужно подготовить противоположный узел. Внутрь посадочного места устанавливаем и приклеиваем гайку. Вокруг кольца приклеиваем полоску двустороннего скотча.
Дальше снимаем защитный слой с двустороннего скотча. Пропускаем провод в отверстие основания. Приклеиваем обкладку вокруг кольца. Фиксируем сверху малярным скотчем.
Внутренняя часть состоит из двух колец, на которые будет наматываться обкладка фольгой наружу. Крепится фольга с помощью двустороннего скотча. Стык заклеивается скотчем.
Дальше продеваем через отверстия провода.
В левом и правом узле есть по три отверстия для шпилек. Причем на левом узле диаметр отверстий меньше. В них и нужно установить и приклеить шпильки. Затем на шпильки устанавливается второй узел. Внутренний цилиндр вставляется во внешний. Закручивается центральная шпилька.
Шаг седьмой: тестирование
Дальше мастер измеряет емкость с помощью мультиметра. Тот, который он сделал, имеет емкость 0-45 пФ.
Если нужен больший конденсатор, можно сделать несколько слоев или увеличить длину цилиндров.
Все готово. На видео ниже можно посмотреть процесс сборки и тестирования конденсатора.
Источник (Source)
Источник: