Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

U elektrotehnici i elektroniki, pored otpornika, postoji i niz drugih pasivnih komponenti. Jedan od njih je kondenzator. Koristi se u filterima, kao uređaj za pohranu energije u izvorima energije, kao kompenzator jalove snage, kao iu drugim područjima. U ovom članku ćemo pogledati kako radi kondenzator i što je uopće.

definicija

Riječ condenser dolazi od latinskog "condensatio", što se prevodi kao "akumulacija". U fizici, ovaj pojam se koristi za opis cijele niše električnih proizvoda, čija je svrha raditi kao skladište energije. Količina akumulirane energije ovisi o kapacitetu i kvadratu napona na njegovim pločama, podijeljenih s 2. Istovremeno, struja kroz nju teče samo tijekom procesa punjenja. Ali prvo prvo.

E = (CU 2 ) / 2

Jednostavnije rečeno, kondenzator je uređaj koji može pohranjivati energiju u električno polje. U najjednostavnijoj inačici sastoji se od dva vodiča (ploče), razdvojenih dielektrikom. Na donjoj slici možete vidjeti pojednostavljeni dijagram vanjskog uređaja ravnog kondenzatora. Simbol na dijagramu predstavlja dvije značajke visine 8 mm, na udaljenosti od 1, 5 mm jedna od druge.

Načelo djelovanja

Sada kada znamo kako je ovaj element označen u dijagramima, moramo uzeti u obzir princip rada kondenzatora. Kada su kondenzatorske ploče povezane s izvorom napajanja, električni naboji iz pozitivnih i negativnih priključaka impulsa navaljuju na ploče, nakupljajući se na njima.

Električna struja se prekida nakon punjenja kondenzatora na nominalni kapacitet, budući da je između ploča prisutan dielektrični sloj i ne može kontinuirano teći. Kada se napajanje isključi, na kondenzatoru će ostati naboji, pa će napon ostati na njegovim terminalima.

Troškovi nakupljeni na svakoj od ploča su suprotni. U skladu s tim, ploča koja je bila povezana s pozitivnim izlazom izvora energije je pozitivno nabijena, a ona negativna na negativnu. Princip rada ovog proizvoda temelji se na privlačnosti suprotnih naboja u električnom krugu.

Jednostavno rečeno, kondenzator će uštedjeti energiju koja je prenesena iz izvora energije - to je njegova svrha. Međutim, u praksi postoje razni gubici i curenja.

Zanimljivo! Leyden Bank - prototip modernih kondenzatora, rođenih na svjetlu 1745. Ovaj je uređaj bio sposoban pohranjivati energiju i iskopavati iskre kada je bio zatvoren. Izgled i dizajn možete vidjeti u nastavku.

Na donjoj slici možete vidjeti konstrukciju najjednostavnijeg ravnog kondenzatora - dvije ploče odvojene dielektrikom:

Budući da je kapacitet izravno proporcionalan površini ploča i obrnuto proporcionalan razmaku između njih - inženjeri su, da bi povećali kapacitet, razvili niz drugih oblika kondenzatora. Na primjer, postrojilo se u spiralu - tako da je njihovo područje postalo mnogo puta veće s istim dimenzijama, kao i cilindrična i sferna rješenja.

Jedan od zakona preklapanja navodi da se napon na pločama kondenzatora ne može naglo promijeniti, kao što je prikazano u sljedećoj minijaturi.

vrste

Klasifikacija kondenzatora može se odvijati prema različitim kriterijima.

Prema stalnosti kapaciteta:

  • Trajno.
  • Varijabli. Njihov kapacitet može se mijenjati ručno od strane operatera (korisnika) uređaja ili pod utjecajem napona (kao kod varikapa i variconds).

Po polaritetu primijenjenog napona:

  • Nepolarni - može raditi u izmjeničnim strujnim krugovima.
  • Polar - kad spojite napon pogrešnog polariteta.

Ovisno o tome gdje se koriste te komponente, postoje različite opcije za materijal:

  • Papir i metal i papir - poznati su mnogim, uobičajenim u sovjetskim vremenima, kondenzatori u obliku pravokutnih cigli označenih kao "MBHCH". Pojava ove vrste kondenzatora možete vidjeti u nastavku. Oni su nepolarni.
  • Keramička - često filtriraju visokofrekventni šum, a relativna dielektrična konstanta omogućuje izradu višeslojnih komponenti s kapacitetom usporedivim s elektrolitima (skupim), nisu osjetljivi na polarnost.
  • Film - uobičajen u obliku smeđih jastučića, jeftin, koristi se svugdje. Karakterizira ga niska struja curenja, mali kapacitet, visoki radni napon i neosjetljivost na polaritet primijenjenog napona.
  • S dielektrikom zraka. Najbolji primjer takvog elementa je trimer kondenzator rezonantnog kruga iz radijskog prijemnika, kapacitet takvih elemenata je mali, ali je zgodno ostvariti njegovu promjenu.
  • Elektrolitički - to su elementi u obliku bačvi, najčešće se postavljaju kao filter za mrežne pulseve u jedinici napajanja. Dizajn i princip rada omogućuju vam da dobijete veći kapacitet s malim veličinama, ali s vremenom se mogu osušiti, izgubiti kapacitet ili oteći. Kako izgledati u dobrom stanju, ovi proizvodi možete vidjeti u nastavku. Kao dielektrik koristi se tanki sloj metalnog oksida. Ako se u jedinici napajanja koriste dielektrični kondenzatori s dielektrikom iz AL 2 O 3 "Aluminijski elektroliti", tada za rad u visokofrekventnim krugovima - koriste tantal (Ta 2 0 5 - oni također pripadaju elektrolitima) kondenzatora, jer imaju manje struje curenja, veću otpornost na vanjske utjecaje, za razliku od prethodnih, aluminija.
  • Polimerni - mogu izdržati visoke impulsne struje, rade pri niskim temperaturama

Glavne tehničke značajke

Ako popravljate ili razvijate elektronički uređaj, morat ćete odabrati odgovarajući kondenzator koji će zamijeniti neuspjeli. A za to se morate upoznati s osnovnim tehničkim karakteristikama kondenzatora, od kojih ovisi njegov rad u električnom krugu.

Nazivni kapacitet. Karakterizira glavnu svrhu komponente - koju vrstu punjenja može pohraniti. Glavna se značajka mjeri u faradsima [F]. Međutim, takva je mjerna jedinica prevelika, pa koriste dionice:

  • Milifarades, mF - 0, 001 F ( 10-3 );
  • Mikrofarady, mikrofarad - 0, 000 001 F (10 -6 );
  • Nanofarads, nF - 0, 000 000 001 F (10 -9 );
  • Picofarads, pF - 0, 000 000 000 001 F (10-12).

Nazivni napon - to je napon na koji se može jamčiti rad kondenzatora u normalnom načinu rada. Ako se ova vrijednost prekorači, vjerojatno će doći do dielektričnog sloma. Može biti od jedinica volta (za elektrolite) do tisuća volti (film i keramika). Prilikom popravka ova vrijednost ne bi trebala biti niža od one kod neuspjeha, više - možete!

Tolerancija odstupanja - koliko se stvarni kapacitet može razlikovati od navedene nominalne. Može doseći 20-30%, ali postoje i precizni modeli s tolerancijom do 1% - za uporabu u krugovima gdje je potrebna posebna točnost.

Temperaturni koeficijent kapaciteta - ovaj je parametar važan za elektrolite. U aluminijskim kondenzatorima, kako se temperatura smanjuje, kapacitet se smanjuje i električni otpor se povećava (u engleskom ESR)

ESR - ekvivalentni serijski otpor, također je važan za elektrolite. Jednostavan jezik - što je više, to je gore. Povećajte Conder ESR.

U donjoj tablici možete vidjeti dopuštene ESR vrijednosti za različite nominalne kapacitete i napone.

Gdje i za što se primjenjuju

Ipak, odgovorit ćemo na pitanje “za što je namijenjen kondenzator?” S praktične točke gledišta. U tu svrhu razmotrimo nekoliko shema.

U kvaliteti spomenutog filtera mrežnih pulsacija u jedinicama napajanja nađene su najčešće korištene elektrolitske kondenzatore. Dijagram ispod pokazuje točno gdje je instaliran elektrolit. Što je veće opterećenje - potreban je veći kapacitet elektrolita za glađenje pulsiranja.

Sljedeće mjesto gdje se koriste kondenzatori su visokopropusni i niskopropusni filtri. Donji dijagram prikazuje tipične uključke. Tako se u akustičkim sustavima basovi, srednje i visoke frekvencije šire preko zvučnika bez uporabe aktivnih komponenti.

Napajanja balastom se često koriste za punjenje malih baterija i uređaja za napajanje s malom snagom, kao što su jeftina LED svjetla, radio i drugo. Filmski kondenzator se serijski ugrađuje s uređajem za napajanje, ograničavajući struju zbog svoje reaktancije - to je princip rada tako jednostavnog kruga.

Snabberi su uređaji namijenjeni za zaštitu poluvodičkih sklopki i relejnih kontakata od opterećenja koja nastaju preklapanjem. U modernim pulsirajućim visokofrekventnim napojnim jedinicama koriste se snuberi s otpornika i kondenzatora, čime se poboljšavaju glavni parametri u krugu i smanjuje opterećenje na ključevima, kao i gubitak snage pri grijanju. Princip rada snubbera je usporiti fronte rasta i pad napona na ključu pomoću vremenske konstante kapacitivnog naboja.

zaključak

Razmotrili smo što je kondenzator, kako je uređen i kakvu funkciju obavlja. Za dublju studiju, morate se upoznati s vrstama kondenzatora i njihovim praktičnim značajkama rada u različitim sklopovima i aplikacijama. Tako, na primjer, u slučajevima kada je potrebna posebna točnost u radu i pouzdanosti, koriste se elektroliti s niskim ESR ili tantalom, dok ne postoji posebna razlika u filtru na ispravljaču što staviti.

Konačno, preporučujemo da pregledate korisne videozapise na temu članka:

Pročitajte i:

  • Što su vodiči, poluvodiči i dielektrici?
  • Što je električni kapacitet
  • Metode za određivanje kapacitivnosti kondenzatora

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Baza znanja