Változtatható kapacitás - kísérletekhez

Előszó

Előfordulhat otthoni kísérletezgetésünk során, hogy hírtelen szükségünk van változtatható kapacitású kondenzátorra. Alább olyan, általában nem stabil, azonban a kísérlet elvégzéséhez megfelelő konstrukciók kerülnek bemutatásra, amelyek könnyen utánépíthetők.

[math]C=\varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot \frac{A}{d}[/math]

Ahol:

• epszilon₀: levegő permittivitása, 8,852 * 10^-12 As/Vm.
• epszilon_r: relatív permittivitás, az adott anyag ennyivel jobb a levegőnél. Például a száraz papír esetén közel 3.
• A: a kondenzátor lemezeinek felülete
• d: fegyverzetek egymástól mért távolsága

Azaz látható, ha növeljük az egymás közelében levő felületet, megnövekszik a kapacitás. De ha csökkentjük a távolságot, akkor is nő a kapacitás!

Egymásba csúsztatott hengerkondenzátor

Belső henger kisebb kell legyen, mint a külső. Kivágva néhány milliméter.

Változhatható kondenzátor - széthúzott (kis kapacitású) állapotban. Egymásba csúsztatva megnő a kapacitás.

Alapanyaga bármilyen papírhenger. A képen látható például WC papír hengeréből készült az alábbiak szerint:

• külső henger: eredeti WC papír henger.
• belső henger: hossztengelye mentén kivágva belőle egy kb. 5 mm-es darab, majd a két végét egymáshoz szorítva ragasztószalag (cellux) segítségével összefogatva. Lényeg: enyhén lötyögjön a külső henger belsejébe téve.

Mindkét hengert alufóliával bevonjuk, celluxal rögzítjük. A belső henger esetében lehet szélesebb is az alufólia csík, a maradékot a henger belsejébe gyűrhetjük. A külsőnél a széléig lehetőleg ne érjen el, azaz amikor a hengereket egymásba toljuk, véletlenül se érjenek össze az áramot vezető fóliák.

A hengerekre a vékony kivezetőhuzalt rögzíthetjük cellux segítségével, netán gémkapoccsal vagy krokodilcsipesszel. A belső hengerre lehet, hogy érdemes belül odaragasztani a drótot és a rövidke szabad végét csatlakoztatni az alufóliához.

Várható kapacitása és átfogása:

• Mérésem szerint ha nagyon szorosan csúszik egymásba a két henger, akkor 350 pF (egymásba csúsztatva), de a 250 pF kényelmesen elérhető.
• Széthúzott állapotában A fenti értéknek kevesebb, mint huszad része.

Ha nem akarjuk - például az erőteljes elhangolódás miatt a belső papírhengert megfogni, akkor ragasszunk rá zsineget és azzal húzhatjuk kifelé, illetve a másik végén kilógóval befelé.

Megjegyzés: Csúsztatás helyett az is megoldható, hogy a külső és belső hengereknek csak az egyik felét borítjuk be alufóliával, így egymásból nem kihúzva-betolva, hanem forgatva nő meg a kapacitás, vagy csökken le. Értelemszerűen a fent írt kapacitás-érték felét tudjuk ezzel a módszerrel megvalósítani ugyanezt a papírhengert felhasználva.

Alufóliával bevont nyomtatópapír

Ha a nyomtatásra használt A/4-es papírok egyik oldalára ragasztunk alufóliát, akkor két ilyen lap szorosan egymásra fektetése 10-20 nF nagyságú kapacitást eredményez. Ha csökkenteni akarjuk a kapacitást, akkor

• távolítsuk el a lapokat egymástól.
• húzzuk félre a felsőt az alsóról.

Ha a jövőben nem kell, csak például 5 nF körüli változtatható kondenzátor, akkor a lap egymást nem fedő részét akár le is vághatjuk és felhasználhatjuk másik változtatható kondenzátorhoz.

Vigyázz! A nedvesség nem barát, ezek a kísérleti eszközök kizárólag száraz lakásban alkalmazhatók. Ha a nedvességnek jobban ellenálló módszer kell, papír helyett válasszunk például műanyag iratborítót. Ennek alkalmazásával egy A/4-es lapnyi területen 10 nF körüli kondenzátort valósíthatunk meg.

Fémcsőbe csúsztatott koaxkábel

RG58 koaxkábel 5 mm belső átmérőjű (minél jobban illeszkedő!!) rézcsőben tolva az egyik elektróda a rézcső, a másik pedig a koaxkábel árnyékoló harisnyája. Ezzel a módszerrel RG58 kábel esetén 10 centiméterenként 40 pF körüli kapacitásra számíthatunk. H500 típusú kábel esetén még nagyobb kapacitásra.

Ha két egymástól 5-10 centiméter távolságban levő párhuzamos rézcsővel valósítjuk meg és benne egy U alakban ki-be csúsztatható koaxkábellel például a mágneses hurokantenna nagyfeszültséget tűrő változtatható kapacitása megoldható. Ekkor a kondenzátor két fegyverzete a két párhuzamos rézcső, a koaxkábelhez semmit nem kell forrasztani.

Ez időjárásálló, kültéren is alkalmazható megoldás.