Który kondensator pracy należy zainstalować w silniku indukcyjnym jednofazowym o mocy 0,5 kW zasilanym z sieci 230 V?
Wzór do wykorzystania (Pn w watach, U w woltach):\[ C_p = 1800 \cdot \frac{P_n}{U^2}\ \mu\text{F} \]
A. DC 350 V, 0,017 µF
B. AC 250 V, 17 µF
C. DC 250 V, 17 µF
D. AC 350 V, 0,017 µF
Dobrze dobrany jest kondensator pracy AC 250 V, 17 µF, bo wynik z podanego wzoru wychodzi praktycznie 17 µF. Najpierw trzeba zamienić moc 0,5 kW na 500 W, bo we wzorze moc Pₙ ma być w watach. Liczymy: $C_p=1800\cdot\frac{P_n}{U^2}$, czyli 1800 × 500 / 230² = 900 000 / 52 900 ≈ 17,0 µF. Stąd pojemność 17 µF jest właściwa. Ważne jest też oznaczenie AC, bo kondensator pracy w silniku jednofazowym pracuje cały czas w obwodzie prądu przemiennego, zwykle w uzwojeniu pomocniczym. Nie chodzi tu o zwykły kondensator elektrolityczny DC, tylko o kondensator silnikowy, najczęściej polipropylenowy, niepolarny, przystosowany do pracy ciągłej. Napięcie 250 V AC pasuje do sieci 230 V w warunkach tego zadania, choć z mojego doświadczenia w praktyce często spotyka się też kondensatory 400 V AC albo 450 V AC, zgodnie z zaleceniami producenta silnika i wymaganym zapasem. Dobra praktyka jest taka, żeby sprawdzić tabliczkę znamionową silnika, schemat połączeń i typ pracy kondensatora: praca ciągła, a nie tylko rozruchowa. Źle dobrana pojemność może obniżyć moment rozruchowy, zwiększyć prąd uzwojenia pomocniczego, powodować buczenie i grzanie silnika. Niby mały element, a potrafi zrobić sporo zamieszania.
W tym zadaniu łatwo pomylić dwie rzeczy: wartość pojemności i rodzaj napięcia, dla którego kondensator jest przeznaczony. Podany wzór wymaga podstawienia mocy w watach, nie w kilowatach. Jeżeli ktoś wstawi 0,5 zamiast 500, to wyjdzie około 0,017 µF, czyli wynik tysiąc razy za mały. Taki kondensator praktycznie nie spełni roli kondensatora pracy w silniku 0,5 kW, bo nie wytworzy odpowiedniego przesunięcia fazowego prądu w uzwojeniu pomocniczym. Silnik może wtedy nie ruszać poprawnie, buczeć, mieć bardzo mały moment albo nadmiernie się nagrzewać. Druga typowa pułapka to oznaczenie DC. Kondensator pracy silnika jednofazowego pracuje w obwodzie prądu przemiennego, więc powinien być kondensatorem niepolarnym, przeznaczonym do pracy AC i do pracy ciągłej. Sam napis DC 250 V nie oznacza, że element bezpiecznie wytrzyma takie same warunki przy 230 V AC. Napięcia AC i DC nie są równoważne, bo przy prądzie przemiennym mamy wartość skuteczną, wartość szczytową, nagrzewanie dielektryka i cykliczne przemagnesowanie, tak to można uprościć. W praktyce stosuje się kondensatory silnikowe, najczęściej typu metallized polypropylene, z odpowiednią klasą pracy i napięciem znamionowym AC. Moim zdaniem najważniejszy nawyk to najpierw spokojnie sprawdzić jednostki, a dopiero potem wybierać element z katalogu. Dobra praktyka branżowa mówi też, żeby nie zamieniać kondensatora pracy na przypadkowy kondensator elektroniczny DC, nawet jeśli pojemność wygląda podobnie na obudowie. W silnikach ma znaczenie zarówno pojemność w µF, jak i napięcie znamionowe AC, trwałość, temperatura pracy oraz sposób montażu.