Конденсатор что это такое: Конденсаторы: описание, подключение, схема, характеристики

Конденсаторы: описание, подключение, схема, характеристики

Содержание

• Назначение
• Основные характеристики и разновидности
• Применение
• Пример

---

Назначение конденсаторов

Конденсатор — своего рода аккумулятор с очень малой емкостью. Он быстро разряжается, но и очень быстро заряжается.

Работает это так. При подаче напряжения конденсатор, как губка, впитывает в себя энергию на протяжении некоторого времени и удерживает, пока напряжение не пропадет. При отключении питания, накопленную энергию конденсатор отдает в цепь примерно за то же время, что и копил ее. Что это за время и как его вычислить, узнаем чуть позже.

В анимации процесс накопления и отдачи энергии выглядит так:

Щелкая переключателем, мы подаем или отключаем питание в цепи, а вольтметр наглядно показывает, что происходит с напряжением на этом участке.

---

Основные характеристики и разновидности

• Номинальная ёмкость, измеряемая в Фарадах и обозначаемая в формулах буквой “С” латинской,
• Точность в процентах плюс-минус от номинала,
• Максимальное напряжение в Вольтах, превышение этого параметра выведет конденсатор из строя почти сразу.

По исполнению конденсаторы делятся на два вида: керамический и электролитический. Керамический не имеет полярности, подключать его можно как угодно, максимальная ёмкость ограничена 1 мкФ.

На схемах керамический конденсатор обозначается как две параллельные прямые линии:

Его подвид — переменный конденсатор (ёмкость которого может меняться механическим, электрическим способом или под воздействием температуры) — на схеме дополнительно снабжается стрелкой:

Для ёмкости побольше используются электролитические конденсаторы, они полярны, то есть при подключении нужно убедиться, что плюс контактирует с плюсом, а минус с минусом. -3, то есть 100 миллисекунд или 0,1 секунды.

Вообще, за время конденсатор заряжается или разряжается только на 63%, до 99% он делает это впятеро дольше, потому, что процесс протекает неравномерно. Но, чтобы отличать логический ноль от единицы вполне достаточно ⅔ заряда.

Заряд:

Разряд:

В цепи, где резистор отсутствует, сопротивление все равно существует, в проводах, контактах и других компонентах, но, как правило, суммарное сопротивление всех элементов очень мало, поэтому конденсатор, в такой схеме, разрядится почти мгновенно.

---

Применение

Конденсаторы в электронике применяются очень часто и для многих назначений. Чаще всего:

• для сглаживания пульсаций в питании,
• для сглаживания импульсов в сигналах,
• как источник дополнительной энергии при запуске мощного потребителя с большим стартовым током,
• как аккумулятор в случае отключения основного питания, как правило, чтобы успеть сохранить важную информацию в энергонезависимой памяти,
• для получения импульса большой мощности, превышающей возможности питания.

---

Пример

В качестве примера приведем альтернативный программному аппаратный способ борьбы с дребезгом кнопки и прочих механических переключателей, так называемую RC-цепь, состоящую из резистора и конденсатора. В некоторых ситуациях просто необходимо именно подавление дребезга, например, когда сигнал подключен к пину с включенным прерыванием. Но и в иных случаях он немного разгрузит контроллер и позволит сэкономить чуток его памяти.

К Ардуино подключено две кнопки: к пину 3 — кнопка без RC-цепи, только подтянута резистором 100 кОм к плюсу, к пину 2 — кнопка тоже подтянута к плюсу, но дополнительно оборудована RC-цепью.

На принципиальной схеме все выглядит немного проще и понятнее:

При нажатие на первую кнопку, на пин поступает сигнал с дребезгом:

Какие-то миллисекунды или даже микросекунды сигнал хаотически меняется из-за несовершенства механических контактов, особенно старых, грязных и окисленных. Когда есть возможность, этот период пропускается программно, контроллер делает повторное считывание через 5-20 мс.

С правильно рассчитанной RC-цепью такого безобразия нет. Нажатие кнопки с дребезгом теперь выглядит примерно так:

На нашей схеме установлен керамический конденсатор на 1 мкФ и резистор на 100 кОм, что, согласно формуле дает нам “постоянную времени” равную 10 мс. За 10 мс напряжение на пине гарантировано не упадет до уровня, который контроллер считает нулем, чего вполне хватит для сглаживания практически любого дребезга.

Конденсатор (электронный элемент) — это… Что такое Конденсатор (электронный элемент)?

Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик

Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические.

Различные конденсаторы для объёмного монтажа

Конденса́тор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

История

В 1745 году в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и голландский физик Питер ван Мушенбрук создали первый конденсатор — «лейденскую банку».

Свойства конденсатора

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течет, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора.

В терминах метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом

,

где — мнимая единица, — частота^[1] протекающего синусоидального тока, — ёмкость конденсатора.

Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно: . Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью , собственной индуктивностью и сопротивлением потерь .

Резонансная частота конденсатора равна

При конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах , на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.

Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:

где — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор.

Обозначение конденсаторов на схемах

В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74

[2] либо международному стандарту IEEE 315-1975:

Обозначение по ГОСТ 2.728-74	Описание
	Конденсатор постоянной ёмкости
	Поляризованный конденсатор
	Подстроечный конденсатор переменной ёмкости

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 10⁶ пФ) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах. При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, т.е. постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения (пикоФарад). Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ).

Например так: «10 мк x 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10 – 180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, т.е. на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.

Характеристики конденсаторов

Основные параметры

Ёмкость

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до сотен микрофарад. Однако существуют конденсаторы с ёмкостью до десятков фарад.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью каждая, расположенных на расстоянии друг от друга, в системе СИ выражается формулой: , где — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами (эта формула справедлива, лишь когда много меньше линейных размеров пластин).

Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.

или

Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.

При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы. Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна

или

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.

Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.

Удельная ёмкость

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

Номинальное напряжение

Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается.

Полярность

Конденсаторы, разрушившиеся без взрыва из-за температуры и напряжения, не соответствующих рабочим.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения (актуально для импульсных устройств). Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают клапан или выполняют насечку на корпусе (часто можно заметить её в форме буквы X, K или Т на торце). При повышении внутреннего давления открывается клапан или корпус разрушается по насечке, испарившийся электролит выходит в виде едкого газа, и давление спадает без взрыва и осколков.

Паразитные параметры

Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными сопротивлением и индуктивностью. С высокой степенью точности, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить следующим образом:

Электрическое сопротивление изоляции конденсатора —

r

Сопротивление изоляции — это сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением r = U / I_ут , где U — напряжение, приложенное к конденсатору, I_ут — ток утечки.

Эквивалентное последовательное сопротивление —

R

Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, англ. ESR) обусловлено главным образом электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор.

В большинстве случаев этим параметром можно пренебречь, но иногда (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания) достаточно малое его значение может быть жизненно важным для надёжности устройства (см., напр., Capacitor plague(англ.)).

Эквивалентная последовательная индуктивность —

L

Эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора. На низких частотах (до единиц килогерц) обычно не учитывается в силу своей незначительности.

Тангенс угла потерь

Тангенс угла потерь — отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости.

Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы напряжения и тока сдвинуты на угол , где — угол диэлектрических потерь. При отсутствии потерь . Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности P_а к реактивной P_р при синусоидальном напряжении определённой частоты. Величина, обратная , называется добротностью конденсатора. Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

ТКЕ — относительное изменению емкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина). Таким образом значение ёмкости от температуры представляется линейной формулой:

,

где ΔT — увеличение температуры в °C или °К относительно нормальных условий, при которых специфицировано значение ёмкости. TKE применяется для характеристики конденсаторов со значительной линейной зависимостью ёмкости от температуры. Однако ТКЕ определяется не для всех типов конденсаторов. Конденсаторы, имеющие нелинейную зависимость емкости от температуры, и конденсаторы с большими уходами емкости от воздействия температуры окружающей среды в обозначении имеют указание на относительное изменение емкости в рабочем диапазоне температур.

Диэлектрическое поглощение

Если заряженный конденсатор быстро разрядить до нулевого напряжения путём подключения низкоомной нагрузки, а затем снять нагрузку и наблюдать за напряжением на выводах конденсатора, то мы увидим, что напряжение медленно повышается. Это явление получило название диэлектрическое поглощение или адсорбция электрического заряда. Конденсатор ведёт себя так, словно параллельно ему подключено множество последовательных RC-цепочек с различной постоянной времени. Интенсивность проявления этого эффекта зависит в основном от свойств диэлектрика конденсатора. Подобный эффект можно наблюдать и на большинстве электролитических конденсаторов, но в них он является следствием химических реакций между электролитом и обкладками. Наименьшим диэлектрическим поглощением обладают конденсаторы с органическими диэлектриками: тефлон (фторопласт), полистирол, полиэтилентерефталат, поликарбонат.

Классификация конденсаторов

Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.

По виду диэлектрика различают:

• Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме).
• Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
• Конденсаторы с жидким диэлектриком.
• Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.
• Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные — бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.
• Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего своей огромной удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) — это или электролит (в электролитических конденсаторах) или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спеченного порошка.

Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

• Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).
• Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термо­конденсаторы). Применяются, например, в радиоприемниках для перестройки частоты резонансного контура.
• Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляюшие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Применение конденсаторов

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

• Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии.

• Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора.
• ИП влажности воздуха (изменение состава диэлектрика приводит к изменению емкости)
• ИП влажности древесины

• В схемах РЗиА конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит. В частности, в схеме работы АПВ использование конденсатора позволяет обеспечить требуемую кратность срабатывания защиты.

Внешние ссылки

Смотри также

Ссылки

1. ↑ Частота в радианах в секунду.
2. ↑ ГОСТ 2.728-74 (2002)

Пленочные конденсаторы, теория и примеры

Определение и общие сведения о пленочных конденсаторах

Часто диэлектриком в пленочных конденсаторах служат: тефлон, поликарбонат, металлизированная бумага, полиэстер. Плёночные конденсаторы разделяют в зависимости от материала диэлектрика, например, выделяют полистирольные, фторопластовые, полипропиленовые и другие конденсаторы. Электродами в таких конденсаторах часто служит фольга. Иногда диэлектрик не разделяют слоями фольги, а металлизируют.

Емкости данного типа конденсаторов изменяются от нескольких пикофарад до сотен микрофарад.

Как известно, электрическая емкость конденсатора зависит от площади его обкладок. Для компактного вмещения наибольшей площади и применяют пленочные конденсаторы. При этом используют принцип многих слоев, создавая конденсатор из множества слоев диэлектрика, разделенного обкладками. Рабочее напряжение пленочных конденсаторов варьируется в широком диапазоне. Иногда конденсаторы рассматриваемого типа имеют номинальное напряжение более чем 2 кВ.

По способу размещения слоев диэлектрика и обкладок пленочные конденсаторы делят на радиальные и аксиальные.

Одним их самых важных свойств пленочных конденсаторов считается их способность к самовосстановлению. Данное свойство обеспечивает высокую надежность этого типа конденсаторов, в сравнении с другими конденсаторами. Кроме этого пленочные конденсаторы обладают высокой тепловой стабильностью. Пленочные конденсаторы технологически изготовлены так, что они имеют высокое постоянство основных параметров при изменении приложенного напряжения. Они имеют высокую нагрузку по переменному току, что имеет большое значение для уменьшения нагрева элемента во время работы. Пленочные конденсаторы — это одно из лучших решений при наличии высокочастотных импульсных токов.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Конденсатор — электронное устройство, принцип работы, функциональное назначение, разновидности.

Конденсатор (электро-, Capacitor — Eng.) — элемент электрической цепи, который обеспечивает кратковременное накопление энергии и быструю отдачу накопленного. Применяются в цепях фильтров питания, цепях межкаскадовых связей, а также для фильтрации помех.

Основной характеристикой является ёмкость. Измеряется в Фарадах (Ф, F). Фарад характеризует заряды, создаваемые электрическими полями.
Емкость конденсатора пропорционально увеличивается с площадью обкладок и уменьшается с расстоянием между ними. Еще одной важным параметром конденсатора является рабочее напряжение. Напряжение это не с потолка берется, а характеризуется максимальным напряжением при превышении которого наступает пробой диэлектрика и выход конденсатора из строя. Качественные конденсаторы от дорожащих своим именем производителей, имеют солидный запас прочности и могут работать и на немного завышенных напряжениях без каких либо последствий. Потому именно их и стоит приобретать для лучшей стабильности и долговечности.

Существуют поляризированные и неполяризированные конденсаторы. При неправильном подключении поляризированного, он может выйти из строя из-за сильного нагрева, с последующим вскрытием или даже мини-взрывом.

Существует множество разновидностей конденсаторов.
В относительно сложных электронных схемах обычно применяются электролитические, полимерные и керамические. К тому же если конденсаторы используются с цифровым оборудованием, желательно чтобы они имели низкое эквивалентное последовательное сопротивление (Low — ESR). Чтобы это получить, производители используют более качественные компоненты конденсатора. Если требуется Low-ESR конденсатор а вы поставили обычный, он будет довольно сильно нагреваться и быстро выйдет из строя. Может быть за пару дней или даже часов.

Электролитические — самые недолговечные, по причине постоянного испарения электролита, особенно при повышенной температуре или плохой герметичности конденсатора. Но тем не менее, они и самые распространённые по причине своей дешевизны.

В основном, имеют срок службы не более 50 000 часов, обычно же 10 — 20 000. При испарении или недостаточном количестве электролита вздуваются и даже разрываются с характерным хлопком. Вздутые конденсаторы — показатель того что необходимо его заменить во избежании проблем с питанием и общей стабильностью.

Твёрдотельные полимерные

Относительно долговечны, очень редко вздуваются и намного компактней электролитических. Большинство производителей компьютерной техники, полностью перешли на полимерные конденсаторы, даже в бюджетном секторе. Нюанс в том, что они дороже электролитических. Потому этот переход был постепенным и произошёл благодаря массовому производству и удешевлению полимерных конденсаторов.

Принцип работы схож с электролитическими конденсаторами, только вместо электролита используется вязкий полимерный материал. Он практически не испаряется и имеет лучшие показатели, чем обычный электролит.

Керамические

Керамические конденсаторы умеют накапливать энергию с малыми потерями по току, лучше фильтруют помехи и не вздуваются в тяжёлых эксплуатационных условиях. А ещё они не вскрываются и не взрываются (есть исключения в некоторых видах полимерных), забрызгивая электролитом остальные компоненты схемы.
Имеют гораздо меньший размер в сравнении с электролитическими, меньше нагреваются. Срок службы 100 000 часов и более.

Не менее распространены танталовые конденсаторы, но применяются преимущественно в точной электронике с нанесением на саму плату. Танталовые конденсаторы, относятся к подвиду электролитических, но с натяжкой.

При малых размерах, имеют выдающиеся характеристики, а также долгий срок службы. Менее чувствительны к нефильтрованной высокочастотной составляющей, выносливы при работе с повышенной температурой, имеют низкий ESR.

Демпферный конденсатор | Новосибирский завод конденсаторов

Демпферный конденсатор разработан  для фильтрации высших гармоник напряжения в цепях постоянного тока и обладает малым значением собственных потерь.

Предназначен  для работы с GTO-тиристорам, как низкоиндуктивный буфер в схемах с высоким действующим значением тока Irms,  большими импульсными токами.

Демпферные конденсаторы изготавливаются по “сухой” технологии. Отличаются способностью самовосстановления. Имеют широкий диапазоном рабочих температур, а также низкую способность к дефектам.

Преимущества:

• Высокая тепловая стабильность.
• Технология самовосстановления
• Долгий срок службы
• Изолированный корпус
• Огнеустойчивые материалы.

Корпус цилиндрический, залитый смолой, аксиальные вывода с резьбой.

Климатические характеристики:

Tmin (минимум)	Tmax (максимум)	Относительная влажность воздуха	Tstg (хранения)	Продолжительность работы под нагрузкой
–25°C	+85°C	75%	–55 / +85°C	До 30 000 ч

Типономиналы и габаритные размеры.

Постоянное напряжение по DC, В	Диапазон емкостей (мкФ) µF	Диаметр D, мм	Высота H, мм	ΔCn	Макс. действ. значение тока Imax,А
500	150	85	65	±10 %	100 А
500	170	90	65
500	200	95	65
900	180	100	65
900	200	100	65
1000	80	65	65
1000	110	95	65
1200	100	75	65
1300	50	55	65
1300	90	75	65
1300	125	85	65
1500	40	50	65
1500	60	60	65
1500	90	75	65
2000	85	80	90

Способы доставки

1. Самовывоз

Самовывоз осуществляется по адресу г. Новосибирск, ул. Часовая, д. 6.

2.    Доставка ТК

Доставка осуществляется по России и ближайшему зарубежью транспортными компаниями Деловые Линии, Энергия, КИТ, ПЭК или любой другой по желанию клиента.

3.   Сроки доставки

Примерные сроки доставки с момента отгрузки товара. Более точные сроки будут предоставлены менеджером.

Город	Срок доставки
Москва	От 6 дней
Новосибирск	Доставка в день заказа
Санкт-Петербург	От 9 дней
Екатеринбург	От 2-4 дней
Ростов-на-Дону	От 7 дней
Краснодар	От 6-7 дней
Воронеж	От 6 дней
Нижний Новгород	От 6 дней
Самара	От 5 дней
Челябинск	От 4-6 дней
Красноярск	От 2-3 дней
Казань	От 5 дней
Пермь	От 4 дней
Омск	От 1-2 дней
Уфа	От 4-5 дней
Другие города	Уточняйте у менеджеров

О помехах и не только…X- и Y-конденсаторы

Проблема электромагнитной совместимости и электромагнитных помех становится с каждым годом актуальнее. Связано это в первую очередь с увеличением числа потребителей и изменением схемотехники источников питания. Причем происходит как количественный рост (увеличение уровня помехи), так и качественный (меняется ее спектр). Помехи, как физическое явление присутствовали в электрических сетях всегда. Если раньше основным источником были коллекторные электродвигатели, с неизбежным искрообразованием на щетках, то сегодня – это импульсные источники питания с характерными для них ключевыми каскадами.

Как известно, помехи возникающие при работе устройства бывают двух видов: дифференциальные – когда ток помехи протекает в питающих проводах в разных направлениях и синфазные, когда ток помехи протекает в одну сторону, то есть дифференциальная помеха – это помеха между двумя проводами питания, а синфазная – между проводами питания и землей. Чтобы снизить влияние на электрическую сеть, между источником и потребителем устанавливается фильтр, типовая схема которого показана на рисунке слева.

 Дифференциальные помехи в этой схеме подавляются дросселями Ld и конденсатором Сх, а синфазные помехи – дросселем Lc и конденсаторами Cy.  

Остановимся подробнее на особенностях этих конденсаторов и попытаемся разобраться в том, зачем они нужны и чем отличаются от «просто конденсаторов».

Начнем с дифференциальной помехи.

Для её подавления используются конденсаторы класса X. Само название X происходит от английского “across-the-line”, буква X похожа на крест (“cross”). На рисунке это конденсатор – Cх.

К конденсаторам данного класса предъявляются повышенные требования – они должны выдерживать максимально допустимые в сети электропитания всплески, не загораться при выходе из строя и не поддерживать горение.

Сейчас используются два основных подкласса X-конденсаторов – X1 и X2:

Основные свойства конденсаторов типа Х

Подкласс	Пиковое тестовое напряжение (Up), кВ	Область применения
Х1	2. 5 < Up ≤ 4.0	Трехфазные сети
Х2	Up ≤ 2.5	Общее применение

• X1 – используются в промышленных устройствах, подключаемых к трехфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплеск напряжения не менее 4кВ.
• X2 – самый распространенный подкласс конденсаторов. Используется в бытовых приборах с номинальным напряжением сети до 250В, выдерживают всплеск до 2.5кВ.

Величина ёмкости X-конденсаторов варьируется от 0.1мкФ до 1мкФ. Для каждого конкретного случая она рассчитывается в зависимости от потребляемой мощности нагрузки и уровня помех в линии. Как правило, противофазная составляющая комплексной помехи — это напряжение помехи между фазой и нейтралью.

Для подавления синфазной помехи применяется конденсатор класса Y — CY. Схема их включения напоменает букву Y. Отсюда и название класса таких конденсаторов. 

В качестве примера появления синфазной помехи рассмотрим структурную схему AC/DC преобразователя.  

Все гальванически развязанные AC/DC преобразователи напряжения имеют в своём составе трансформатор. Ему присущ такой существенный недостаток, как паразитная межобмоточная ёмкость (Спар). Так как силовой ключ преобразователя напряжения гальванически связан с входным напряжением, а частота преобразования составляет порядка нескольких десятков килогерц, то величина сопротивления паразитной ёмкости трансформатора на этой частоте мала и будет являться причиной появления синфазной помехи на выходе, на обоих проводах сразу. В некоторых случаях напряжение помехи может достичь опасных для человека величин. Ток синфазной помехи обязательно отводится в провод заземления.

Для подавления синфазной помехи применяются конденсаторы – СY — конденсаторы класса Y. Ток синфазной помехи, который просочился через паразитную ёмкость трансформатора на выход устройства, стекает по более короткому пути в нейтраль через помехоподавляющие конденсаторы и исключает воздействие на выходные цепи.

Обратим внимание на то, что в данном случае конденсаторы CY связывают один из проводов питающей сети с выходом преобразователя. Это накладывает дополнительные требования к конденсаторам по его надёжности. Конденсаторы класса Y предназначены для работы в тех местах, где выход их из строя угрожает безопасности людей.

Конденсаторы класса Y – типа делятся на 2 основных подкласса:

Основные свойства конденсаторов типа Y

Подкласс	Пиковое тестовое напряжение (UP), кВ	Номинальное переменное напряжение (UR), В
Y1	UP ≤ 8.0	UR ≥ 250
Y2	UP ≤ 5.0	150 ≤  UR ≤ 250

• Y1 – Работают при номинальном сетевом напряжении более 250В и выдерживают импульсное напряжение до 8кВ
• Y2 – Самый популярный тип, может быть использован при сетевом напряжении до 250В и выдерживает импульсы до 5кВ.

Подведем итог:

• Конденсаторы класса Y можно использовать вместо конденсаторов класса X, но нельзя использовать конденсаторы класса X вместо конденсаторов класса Y.
• Конденсаторы класса Y имеют обычно намного меньшую ёмкость, чем конденсаторы класса X.
• Если для конденсаторов класса X типа чем больше ёмкости, тем лучше, то ёмкость конденсаторов класса Y нужно выбирать как можно меньшей. Типовое значение обычно не превышает 2.2нФ.
• Если на конденсаторе присутствует обозначение X и Y, то возможно его применение для подавления противофазных и синфазных помех.

На сегодняшний день в группе компаний «Промэлектроника» конденсаторы классов X и Y широко представлены продукцией таких ведущих фирм, как Epcos и Vishay, Murata.

Примеры расшифровки партнамберов Epcos	Примеры расшифровки партнамберов Vishay	Примеры расшифровки партнамберов Murata

Конденсатор

— обзор | Темы ScienceDirect

12.

1.1 Конденсатор — интересный компонент в текстиле

Конденсатор — это пассивный электрический компонент, который имеет свойство накапливать электрический заряд, то есть электрическую энергию, в электрическом поле. В основном конденсатор состоит из двух электродов, разделенных диэлектриком. При использовании источника постоянного напряжения и последовательно подключенного сопротивления электрический ток протекает через конденсатор, что обеспечивает создание электрического поля в пространстве между двумя электродами.Сила электрического поля пропорциональна создаваемому напряжению. Однако для выравнивания напряжения на конденсаторе с источником постоянного напряжения требуется определенное время. Это описывается постоянной тау. Тау определяется как время, необходимое конденсатору для достижения 67% уровня напряжения источника постоянного напряжения [22].

Существуют разные типы конструкций, которые различаются как по форме, так и по используемым материалам. В дополнение к классическому пластинчатому конденсатору, описанному ранее, существуют также цилиндрические конденсаторы, у которых есть проводящий сердечник, окруженный диэлектриком. Затем его закрывают токопроводящей оболочкой для создания конденсатора. Аналогично сконструированы сферические конденсаторы, с той разницей, что они состоят из двух изолированных сферических металлических поверхностей [22,23].

Материалы, из которых изготовлены конденсаторы, различаются в зависимости от области применения. Керамические конденсаторы производятся, как следует из названия, с керамическим диэлектриком. Преимущество керамики — электрическая прочность до 100 кВ, которая может быть достигнута соответствующим выбором керамики.Поэтому они в основном используются в высокочастотных фильтрах, а также в качестве накопителей энергии. Конденсаторы с пластиковыми пленками отличаются тем, что они изготовлены из пластиковых пленок. Для этого пленки либо объединяются с металлической фольгой в качестве электродов, и в этом случае пластик используется в качестве диэлектрика, либо пленки осаждаются из паровой фазы с металлом с одной стороны. Преимущество этого типа конденсатора заключается в том, что фольга самовосстанавливается в случае скачка напряжения, поскольку дуга, создаваемая повреждением, обеспечивает плавление металла вокруг дефекта обратно в фольгу. Металлизированные бумажные конденсаторы похожи на пленочные конденсаторы, за исключением того, что вместо пластиковых пленок используется изоляционная бумага, которая также осаждена из паровой фазы с металлом. Готовый конденсатор пропитывают изоляционным маслом для достижения высокой диэлектрической прочности и снижения потерь. Поэтому они хорошо подходят для использования в силовой электронике или в качестве конденсаторов для подавления помех. Кроме того, они, как и пленочные конденсаторы, самовосстанавливающиеся. Электролитические конденсаторы составляют последнюю группу. Он состоит из анода, который сделан из алюминия, тантала или ниобия, и катода, который может быть либо жидким, либо твердым электролитом.Из-за полярности важно правильно подключить конденсатор, иначе это может привести к взрыву. Диэлектрик образован оксидом анодного материала, который не является электропроводным. Если электролит может поставлять кислород, этот тип конденсатора также является самовосстанавливающимся. Из-за возможных комбинаций материала анода и катода электролитический конденсатор может использоваться для множества применений, таких как частотные развязки, сглаживание напряжения и буферизация [22,23].

Помимо классических конденсаторов, которые могут иметь емкость от пикофарад до фарад, существуют также так называемые суперконденсаторы, которые могут иметь емкость до нескольких килофарад [24]. Они делятся на конденсаторы с двойным слоем и псевдоконденсаторы, при этом смесь двух типов конденсаторов называется гибридным конденсатором. Двухслойный конденсатор состоит из двух электродов, которые пространственно разделены жидким или твердым электролитом, но при этом электрически соединены друг с другом.При приложении напряжения на каждом из двух электродов образуется так называемый двойной слой Гельмгольца. Это означает, что на аноде образуется очень тонкий слой анионов электролита. Это относится и к катоду. Анод и анионы образуют двойной слой, который служит диэлектриком. Таким образом может сохраняться высокий электрический заряд [25].

Кроме того, существует псевдемкостный эффект, который никогда не возникает сам по себе. Этот эффект возникает, когда ионы электролита могут преодолевать двойной слой и непосредственно контактировать с электродом.Происходит перезарядка Фарадея, окислительно-восстановительная реакция, в которой химическое соединение не образуется. Сила псевдоемкости сильно зависит от используемых материалов. Например, полианилин (PANI) хорошо подходит для использования в псевдоконденсаторах [26]. Конденсатор, состоящий из разных волокон, может быть сконструирован аналогично цилиндрическому конденсатору [22]. Во-первых, требуется проводящий материал сердечника, например, волокно из проводящего полимера или тонкая проволока из металла, такого как медь или серебро.Вокруг этого сердечника нанесен диэлектрик или проводящий полимер, который служит твердым электролитом. В качестве последнего слоя снова требуется проводящее волокно в качестве электрода для завершения конденсатора.

Конденсатор — Energy Education

Рис. 1. Схема конденсатора, включающего две параллельные пластины с площадью поверхности A и разделительным расстоянием d. Хотя не все конденсаторы имеют такую ​​форму, часто думают, что они выглядят именно так, поскольку это простейшая геометрия.

Фигура 2.Анимация из моделирования PhET батареи, заряжающей конденсатор до тех пор, пока ток не перестанет течь через цепь. ^[1]

Конденсатор — электронное устройство, которое накапливает заряд и энергию. Конденсаторы могут выделять энергию намного быстрее, чем батареи, что приводит к гораздо более высокой удельной мощности, чем батареи с таким же количеством энергии. Исследования конденсаторов продолжаются, чтобы увидеть, можно ли их использовать для хранения электроэнергии для электросети. Хотя конденсаторы — это старая технология, суперконденсаторы — это новый поворот в этой технологии.

Конденсаторы — это просто устройства, состоящие из двух проводников, несущих одинаковые, но противоположные заряды. Простой конденсатор с параллельными пластинами состоит из двух металлических пластин одинакового размера, известных как электроды, разделенных изолятором, известным как диэлектрик, который удерживается параллельно друг другу. Затем конденсатор интегрируется в электрическую цепь. В простой цепи постоянного тока каждая пластина конденсатора со временем становится противоположно заряженной из-за пути электрического тока через цепь.Батарея направляет заряд в одном направлении, так что одна пластина становится заряженной положительно, а другая — отрицательно. Это создает электрическое поле из-за накопления равных и противоположных зарядов, что приводит к разнице потенциалов или напряжению между пластинами. Поскольку емкость пластин постоянна, напряжение между пластинами пропорционально увеличивается. По мере того, как заряд на каждой пластине увеличивается, напряжение между пластинами становится равным напряжению батареи, и в этот момент ток больше не будет протекать через цепь. ^[2] Этот эффект зарядки и разрядки можно увидеть на рисунке 2. Ток может возобновиться, если открыт альтернативный путь, чтобы конденсаторы могли разрядиться самостоятельно, или с использованием переменного тока, чтобы конденсатор периодически заряжался и разряжался.

Важным параметром конденсатора является емкость, мера способности объекта накапливать заряд. Есть два основных способа рассчитать емкость, используя либо физическую площадь пластин, либо напряжение, приложенное к пластинам.2} {2} [/ математика]

• [math] \ Delta V [/ math] — напряжение между пластинами, измеренное в вольтах (В)
• [math] C [/ math] — емкость конденсатора, измеряемая в фарадах (F).
• [math] E [/ math] — энергия, запасенная в конденсаторе, измеренная в джоулях (Дж)

Увеличение емкости или напряжения, или того и другого, увеличивает количество энергии, хранящейся в конденсаторе. .

В качестве альтернативы к конденсатору можно добавить диэлектрик. Диэлектрик — это изолятор, помещенный между электродами. Это увеличивает емкость конденсатора без изменения его размеров. Это позволяет конденсатору накапливать больше энергии, оставаясь при этом маленьким. Степень увеличения зависит от материала, из которого изготовлен диэлектрик. ^[3]

использует

Конденсаторы не обладают такой высокой плотностью энергии, как батареи, а это означает, что конденсатор не может хранить столько энергии, сколько батарея сопоставимого размера.Тем не менее, более высокая мощность конденсаторов означает, что они подходят для приложений, требующих хранения небольшого количества энергии с последующим ее очень быстрым высвобождением. Le Mans Prototype Гоночные автомобили используют конденсаторы для питания электродвигателей передних колес. Эти конденсаторы заряжаются за счет рекуперативного торможения и обеспечивают полный привод и дополнительную мощность при выезде из поворотов. ^[4]

Конденсаторы также используются во многих электронных устройствах, для которых требуется аккумулятор.Этот конденсатор накапливает энергию, чтобы предотвратить потерю памяти во время замены батареи. Распространенным (хотя и не обязательно широко известным) примером является зарядка вспышки камеры. Вот почему нельзя сделать два снимка со вспышкой в ​​быстрой последовательности; конденсатор должен накапливать энергию от батареи. ^[5]

Более того, конденсаторы играют ключевую роль во многих практических схемах, в первую очередь как стабилизаторы тока и как компоненты, помогающие преобразовывать переменный ток в постоянный в адаптерах переменного тока.Их можно использовать таким образом благодаря тому факту, что конденсаторы устойчивы к внезапным изменениям напряжения, а это означает, что они обладают способностью действовать в качестве буфера для хранения и отбора электрической энергии для поддержания стабильного выходного тока. ^[6] Таким образом, конденсатор способен стабилизировать колеблющийся переменный ток за счет своей способности удерживать и выделять электрическую энергию в разное время.

Поскольку конденсаторы накапливают энергию в электрических полях, некоторые исследователи работают над разработкой суперконденсаторов, чтобы помочь с накоплением энергии.Это может оказаться полезным при транспортировке энергии или для хранения и высвобождения энергии из непостоянных источников, таких как энергия ветра и солнца.

Моделирование петель

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета. Изучите эту симуляцию, чтобы увидеть, как гравитационная потенциальная энергия и потенциальная энергия пружины перемещаются вперед и назад и создают изменяющееся количество кинетической энергии (подсказка: щелкните , чтобы отобразить энергию , прежде чем подвешивать массу):

Список литературы

1. ↑ Университет Колорадо.(25 апреля 2015 г.). Комплект для конструирования цепей [Онлайн]. Доступно: http://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-ac_en.jnlp
2. ↑ Гиперфизика. (25 апреля 2015 г.). Конденсаторы [Онлайн]. Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/capac.html
3. ↑ Р. Д. Найт, «Потенциал и поле», в Физика для ученых и инженеров: стратегический подход, 2-е изд. Сан-Франциско: Пирсон Аддисон-Уэсли, 2008, гл.30, сек. 5. С. 922-932.
4. ↑ «Суперконденсаторы берут на себя ответственность в Германии» Филиппа Болла, Бюллетень MRS, Том 37, выпуск 09, 2012 г., стр. 802-803
5. ↑ (2014, 27 июня). Как работают вспышки камеры [Онлайн]. Доступно: http://electronics.howstuffworks.com/camera-flash.htm
6. ↑ Sparkfun. (25 апреля 2015 г.). Конденсаторы [Онлайн]. Доступно: https://learn.sparkfun.com/tutorials/capacitors

Что такое конденсатор? Лабораторный комплект Super Value

Подробнее о продукте

Конденсаторы — это простые схемные компоненты, которые широко используются в современных электронных устройствах.Сделайте эти приложения легкими для понимания учащимися, дав им возможность «поиграть» и учиться с конденсаторами. Что произойдет, если конденсатор соединить с батареей, резистором и светодиодом? Что делать, если резистор изменить на большее или меньшее значение? Как это повлияет на яркость и продолжительность работы светодиода? Студенты исследуют свойства и функции конденсаторов, используя их для построения и тестирования простых схем. Соединяя известный конденсатор последовательно с различными резисторами и светоизлучающим диодом (LED), студенты узнают, как конденсатор накапливает и высвобождает заряд и электрическую энергию.Увлекательная качественная лаборатория включает инструкции по дополнительному количественному исследованию с использованием пробников напряжения. Комплект

Super Value Kit рассчитан на 15 групп студентов. Все материалы многоразовые. Требуются мультиметры и соединительные шнуры, которые приобретаются отдельно.

Технические характеристики

Материалы, входящие в комплект:
Конденсатор, осевой электролитический, 1000 мкФ, 25 В, 15
LED, красный, 17
Резистор, углеродная пленка, 1,1 кОм, ½ Вт, 15
Резистор, углеродная пленка, 220 Ом, ½ Вт, 15
Резистор, углеродная пленка, 620 Ом, ½ Вт, 15

Соответствие научным стандартам нового поколения (NGSS)

^†

Наука и инженерная практика

Задание вопросов и определение проблем
Разработка и использование моделей
Анализ и интерпретация данных
Использование аргументов на основе доказательств

Основные дисциплинарные идеи

MS-PS2.B: Типы взаимодействий
MS-ETS1.A: Определение и разграничение технических проблем
HS-PS1.A: Структура и свойства материи
HS-PS3.C: Взаимосвязь между энергией и силами

Общие концепции

Причина и следствие
Системы и модели систем
Энергия и материя

Ожидаемые результаты

MS-ESS2-1: Разработайте модель для описания круговорота материалов Земли и потока энергии, который управляет этим процессом.
HS-PS1-1: Используйте периодическую таблицу в качестве модели для предсказания относительных свойств элементов на основе структуры электронов на внешнем энергетическом уровне атомов.

Конденсатор

---

2

Инженеры разрабатывают способ повышения эффективности и термостойкости устройств

21 апреля 2020 г. — Когда дело доходит до повышения эффективности накопления электроэнергии и прочности электрического пробоя — способности электрической системы работать при более высоких напряжениях и температурах с высокой эффективностью -…

---

Производство круассанов вдохновляет на создание возобновляемых источников энергии

18 октября 2019 г. — Искусство изготовления круассанов вдохновило исследователей на поиск решения проблемы устойчивой энергетики …

---

Технология быстрой зарядки суперконденсаторов

14 мая 2020 г. — Эксперты считают, что их мечта о хранении чистой энергии стала на шаг ближе после того, как они представили свою революционную технологию суперконденсаторов, способную хранить и доставлять электроэнергию с высокой мощностью…

---

Новый статический отрицательный конденсатор может улучшить вычисления

8 апреля 2019 г. — Исследователи создали постоянный статический «отрицательный конденсатор», устройство, которое, как считается, нарушало законы физики примерно десять лет назад …

---

Новое исследование решает загадку по хранению и энергоснабжению

28 октября 2021 г. — Исследователи нашли простой и доступный метод определения того, какие химические вещества и типы металлов лучше всего использовать для хранения и подачи энергии, что является прорывом для любых устройств с батарейным питанием и…

---

Ключевые разработки в области энергоэффективной электроники

23 марта 2020 г. — Ученые совершили прорыв в разработке электроники нового поколения, которая потребляет меньше энергии и выделяет меньше тепла. Он предполагает использование сложных квантовых свойств …

---

На пути к недорогой индустриализации литий-ионных конденсаторов

6 июня 2019 г. — Исследователи предложили объединить две добавки вместо одной, чтобы облегчить включение лития в конденсаторы, чтобы способствовать недорогой, простой и эффективной разработке…

---

Цинк-ионные гибридные конденсаторы с идеальными анионами в электролите демонстрируют сверхдлительные характеристики

13 ноября 2020 г. — Металло-ионные гибридные конденсаторы сочетают в себе свойства конденсаторов и батарей. Один электрод использует емкостной механизм, другой — окислительно-восстановительные процессы батарейного типа. Ученые сейчас …

---

Новый метод обнаружения квантовых состояний электронов

17 сентября 2019 г. — Исследователи разработали новый метод — обнаружение заряда на изображении — для обнаружения переходов электронов в квантовые состояния.Электроны могут служить квантовыми битами, наименьшей единицей кванта …

---

Биоразлагаемая батарея

3 июня 2021 г. — количество передающих данные микропроцессоров, например, в упаковочной и транспортной логистике, в ближайшие годы резко увеличится. Всем этим устройствам нужна энергия, но количество батарей …

---

Определение, теория, работа и уравнения

Когда дело доходит до электроники, важными компонентами, которые служат опорами в электрической цепи, являются резисторы, индукторы и конденсаторы.Основная роль конденсатора — накапливать определенное количество электрического заряда. Самое забавное в конденсаторах то, что вы действительно можете видеть, как они плавают в небе! Да, именно так … природная форма конденсаторов — облака. Они накапливают энергию так же, как более традиционные конденсаторы, и разряжают ее во время шторма, когда накопили достаточно электрического заряда. При этом давайте вернемся к небольшим искусственным конденсаторам и попытаемся понять, как именно они работают.

(Изображение предоставлено Pixabay)

Теория работы

(Фото предоставлено: Papa November / Wikimedia Commons)

Конденсатор — это устройство, состоящее из двух проводников, разделенных непроводящей областью. Технический термин для этой непроводящей области известен как диэлектрик . Диэлектрик может быть любым непроводящим элементом, включая вакуум, воздух, бумагу, пластик, керамику или даже полупроводник. Теперь давайте посмотрим, как возникает заряд внутри конденсатора.

Давайте сначала попытаемся понять фундаментальный закон, известный как закон Кулона , , который гласит, что одинаковые заряды отталкиваются, а противоположные заряды притягиваются с силой, которая пропорциональна произведению электрических зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния. между ними. Теперь, используя этот закон, мы можем объяснить, что заряды, накапливающиеся на одной пластине конденсатора, действуют на заряды другой пластины проводника. Одинаковые заряды будут притягиваться друг к другу, в то время как противоположные заряды будут отталкиваться друг от друга.Это заставляет поверхность проводников развивать и удерживать равные и противоположные заряды. Диэлектрик, находящийся между двумя проводниками, создает электрическое поле, проходящее через него.

Если бы кто-то попытался визуализировать, как конденсатор будет работать менее строго, мы всегда можем воспользоваться гидравлической аналогией, чтобы облегчить визуализацию. Представим себе, что в трубе, в которой течет вода, присутствует резиновая мембрана. В данном случае мембрана является аналогом конденсатора.Вода не может проходить через мембрану, но некоторые могут, если мембрана максимально растянута. Эта аналогия проясняет нам несколько вещей:

• Ток изменяет заряд конденсатора так же, как вода растягивает мембрану. Это касается того факта, что одна пластина конденсатора имеет больший заряд, а другая пластина имеет уменьшение заряда из-за закона Кулона. Это снова похоже на резиновую мембрану, поскольку количество воды с одной стороны увеличивается по сравнению с количеством воды с другой стороны.
• Чем больше заряжен конденсатор, тем большее падение напряжения испытывает конденсатор. Это аналогично тому, что резиновая мембрана отталкивает воду пропорционально тому, насколько она растянута.
• Происходит забавное явление, а именно: заряд все еще может течь через конденсатор, даже если электроны физически не переходят на другую сторону. Это аналог воды, протекающей по трубе. Несмотря на то, что никакие молекулы воды не могут проходить через мембрану, поток не может продолжаться в одном и том же направлении вечно.Резиновая мембрана должна сломаться и позволить воде пройти мимо в некоторой пороговой точке, что аналогично пробою диэлектрика в конденсаторе.

Емкость, напряжение, мощность и энергия

В количественном выражении емкость — это заряд на единицу напряжения, который может накапливаться элементом. Емкость конденсатора можно представить как объем бутылки с водой. Чем больше бутылка, тем больше воды она может вместить; аналогично, чем больше конденсатор, тем больше будет его емкость.Формула для определения емкости конденсатора:

C = Q / V

Единица измерения емкости — Фарад (Ф). Емкость считается равной одному фараду, если один кулон заряда может храниться в одном хранилище на двух концах пластины конденсатора. В приведенном выше уравнении Q означает количество накопленного заряда, а V — напряжение или разность потенциалов, которые испытывает конденсатор.

Теперь давайте попробуем понять, как энергия хранится в конденсаторе, что требует некоторой математической строгости.Ток, протекающий через любое устройство, можно рассчитать как количество заряда, протекающего в единицу времени.

I = dQ / dt

Путем изменения значения емкости конденсатора, которое выглядит следующим образом:

C * dV = dQ

Теперь, вставив преобразованную формулу обратно в ток формула (I = dQ / dt), мы получаем следующую формулу:

I = C * dV / dt

Путем перекрестного умножения и взятия определенных интегралов с обеих сторон, взяв пределы до того, как он был заряжен до точки. где он полностью заряжен, мы получаем следующую формулу:

Вышеупомянутая формула дает напряжение и ток конденсатора после определенного периода зарядки T.Мощность конденсатора может быть получена с помощью стандартной формулы электрической мощности, которая выглядит следующим образом:

P = VI

В приведенном выше уравнении P означает мощность, потребляемую конденсатором. V и I обозначают напряжение и ток конденсатора соответственно. Теперь, подключив текущую формулу (I = C * dV / dt) конденсатора, мы получим следующую формулу:

P = V * C * (dV / dt)

Энергия, потребляемая потребителем. можно получить, взяв интеграл от вышеуказанной мощности, и можно выполнить небольшой однострочный расчет, чтобы прийти к элегантному решению:

Статьи по теме

Статьи по теме

Таким образом, мы можем сделать вывод, что конденсатор действительно является электростанцией для хранения электричества в виде электрического потенциала.Имея это в виду, во время следующей грозы вы можете обратиться к своим испуганным друзьям и сообщить им, что молния на самом деле создается самыми большими конденсаторами на планете!

Конденсатор: что это такое, что он делает и как работает, апрель 1960 г. Популярная электроника

Апрель 1960 г. Популярная электроника Стол содержания Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники.См. Статьи из Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

Вот очень красивый праймер о конденсаторах, появившихся в апрельском выпуске журнала Popular Electronics за 1960 год. Охватывается много вопросов, включая историю, форм-факторы, типы диэлектриков (керамические упоминается как новая разновидность в то время), приложения и т. д. Интересно, что единицы пикофарад (пФ) все еще назывались мкфарадами.Фактически, поскольку не еще много работы было сделано в области гигагерц (ГГц), было не так много используйте для pF, кроме, возможно, настройки отклика фильтра. Автор Кен Гилмор раскрывает смысл юмора при написании ранних экспериментов с емкостью, как он говорит: «Поскольку они не могли думать о многом, что делать с лейденской банкой, кроме как стоять и шокировать друг друга, у них не было необходимости в точной системе измерения накопленного заряда, или емкость банки.«

Конденсатор: что это такое, для чего он нужен и как работает

Кен Гилмор,

Конденсатор был изобретен в 1745 году экспериментаторами, искавшими способ чтобы «конденсировать» и хранить это недавно открытое любопытство, электричество. Хотя многие их идеи были ошибочными, они были очень близки к тому, чтобы сделать то, что намеревались сделать! Сегодняшние конденсаторы бывают тысяч разных размеров, форм и цветов. Это жизненно важно в эксплуатации всего, от семейного автомобиля до управляемые ракеты; но он делает то же самое и работает по тому же принципу как его далекий предок обнаружил в лаборатории Лейденского университета над два века назад.

Хранение заряда — что такое конденсатор?

Огромная молния падает на землю с оглушительным раскатом грома. Возможно, это. самая яркая демонстрация емкости в действии.

Управляемая ракета устремляется в небеса на столбе пламени. Без конденсаторов выполняя сотни различных работ над системами наведения, управления и стрельбы, он никогда не оторвался бы от земли.

Ваши радиоприемники и телевизоры изобилуют конденсаторами, которые используются в десятках различных способами.Радиостанции и телеканалы используют тысячи из них.

Ни ваш электрический холодильник, ни ваш машина заводилась без конденсаторов; ваши флуоресцентные лампы останутся темными.

Конденсаторы выделяют лампы-вспышки фотографов, помогают эффективно подавать электроэнергию к вашему дому, автоматически запускайте фонтаны с водой и открывайте двери при приближении их.

Что это за странное явление емкости, которое окружает нас повсюду? Как это работает? Что вызывает это? Что оно делает?

Ответ кажется слишком простым.Конденсатор — это устройство, которое может хранить электрический заряд. Благодаря этому, казалось бы, скромному достижению, он может выполнять удивительное разнообразие рабочих мест и является одним из самых важных в нашей электротехнической и электронные слуги.

Емкостный режим — Принцип работы конденсатора

Вы когда-нибудь ходили по ковру в прохладный и сухой день и чувствовали, как из него прыгает искра? ваши пальцы на дверной ручке, когда вы потянулись, чтобы открыть дверь? Знали ли вы это или нет, ваше тело было частью заряженного конденсатора; стены комнаты — включая дверь и дверную ручку — были другой частью.Вы создали электрическую зарядить, пройдя по коврику. Трение между вашей обувью и ковриком отложилось избыток электронов на вашем теле, каждый из которых помогает накапливать все больше и больше отрицательный заряд. Одновременно положительный заряд точно такой же силы скапливался на стенах.

Когда вы подошли к двери, конденсатор разрядился. Избыточные электроны в вашем теле перепрыгнул через пространство между пальцами и дверной ручкой, чтобы нейтрализовать заряд.

Конденсатор, образованный вашим телом и комнатой, очень отличается от тех. используется в радио, но работает точно так же. Радиоконденсатор обычно изготовлены из двух или более металлических пластин, параллельных друг другу, но не соприкасающихся. Они заряжаются, а не тереться о ковер (это можно было бы сделать так, но есть способ получше), но подключив их к батарее переключателем как показано на диаграмме справа.

Зарядка конденсатора

При разомкнутом переключателе нет заряда через тарелки.Когда переключатель замкнут, положительный полюс аккумулятора начинает притягивают свободные электроны от присоединенной к ней пластины, в то же время отрицательный вывод начинает вытеснять большое количество лишних электронов на пластину подключен к нему. Все больше и больше электронов накапливаются на пластине, заставляя ее непрерывно Батарею еще труднее насаживать на нее. Таким образом, одна тарелка занимает на отрицательном заряде, другой — на положительном.

Вскоре батарея переместила все электроны, на которые она могла.Поток прекращается; конденсатор полностью заряжен. Если бы теперь он был отключен и напряжение на нем измерялось, с помощью измерителя с очень высоким импедансом оно будет равно напряжению батареи.

Конденсатор фактически накапливает энергию в своем диэлектрике, то есть в изоляционном материал между металлическими пластинами. Диэлектрик может быть воздушным или любым другим изолятором.

Практические конденсаторы производятся с десятками различных видов диэлектриков, Это теоретическое представление показывает, как хранится заряд.В незаряженном конденсаторе количество свободных электронов в обеих пластинах одинаково. Электроны в молекулах диэлектрика можно увидеть, вращаясь вокруг своих ядер.

При подаче заряда картинка меняется. На отрицательной пластине теперь есть все свободных электронов. Поскольку это основной закон электричества, который как заряд отталкиваются друг от друга и, в отличие от зарядов, притягиваются, вращающиеся электроны в диэлектрике отталкиваются отрицательной пластиной и притягиваются к положительной.Они двигаются как можно дальше к положительной пластине, которая растягивает молекулы диэлектрик не по форме. Эти деформированные молекулы подобны пружинам, находящимся под напряжением: они пытаются вернуться к своей нормальной форме.

Пока подано напряжение зарядки, они ничего не могут сделать. Но если проводник Между двумя пластинами проходит путь, молекулы диэлектрика отрываются, выталкивание лишних электронов из отрицательной пластины и разряд конденсатора.

Способность конденсатора сохранять напряжение называется емкостью. Иногда вы можете слышу, что это называется емкостью, но емкость грамматически верна.

Сжигание лампы-вспышки

Какая практическая польза от способности конденсатора накапливать заряд? Фотографов используйте его одним из самых простых и очевидных способов. В одном из типов вспышек они зарядите конденсатор, затем подключите лампу-вспышку к заряженным пластинам.Все электроны, накопленные на отрицательной стороне, пытаются за один раз устремиться к положительной пластине, через лампу-вспышку. Этот всплеск тока зажигает лампочку. (См. Схемы вверху следующей страницы.)

Почему бы не подключить аккумулятор напрямую к лампочке? Это можно было бы сделать, если бы большой было использовано достаточно батареи. Такая сверхмощная батарея могла обеспечить достаточный ток для включения лампы-вспышки. Но гораздо более легкое и компактное устройство, весящее всего несколько единиц. унции можно заставить делать ту же работу с помощью конденсатора.

Батарея, способная выдавать лишь небольшую струйку тока — гораздо меньшую, чем могла бы Требуется зажечь лампочку — можно использовать. Через некоторое время струйка накапливает мощный заряд на конденсаторе так же, как крошечный поток воды может в конечном итоге заполнить большой резервуар. Когда конденсатор полностью заряжен, он может подавать импульс тока даже более мощный, чем тяжелая батарея, и таким образом легко зажгите лампу-вспышку.

Положительные и отрицательные

О «положительном» и «отрицательном» заряде сказано много.Но Вы когда-нибудь задумывались, почему один полюс батареи называется положительным, а другой отрицательный? На самом деле это все ошибка, потому что то, что мы называем отрицательным, — это на самом деле положительный, и тот, который мы называем положительным, это … Но, может быть, нам стоит начать с начала.

Старый Бен Франклин совершил первоначальную ошибку. Никто точно не знал, в каком направлении ток потек. Так предположил Франклин. Он назвал один полюс положительным, другой отрицательным, на основании того, что ток идет от положительного полюса, которое он визуализировал как имеющий избыток тока, к отрицательному полюсу, который имел недостаток.

У него был пятьдесят на пятьдесят шансов угадать, но удача была против него. Много спустя годы было установлено, что ток действительно течет в обратном направлении. К тому времени положительная и отрицательная терминология утвердилась и стала решил, что никаких изменений вноситься не будет.

Независимо от того, правильные или неправильные этикетки, важно учитывать полярность. во многих конденсаторных цепях. Например, электролитические конденсаторы, используемые в расходные материалы будут испорчены, если они будут подключены с неправильной полярностью.

Конденсаторы в блоках питания

Емкостные «фильтры» часто используются в источниках питания для сглаживания пульсирующий постоянный ток, выход из выпрямительной цепи переменного тока, что позволяет ток, который нужно преобразовать в постоянный ток.

Без емкостного фильтра источник питания вырабатывает пульсирующий постоянный ток. Нынешние Луки только в одну сторону, но не стабильно. Картина пульсирующего d.c. от двухполупериодного блока питания выглядит так:

Но радио- и ТВ-приемникам нужен источник чистого постоянного тока, который повышается до определенного уровень напряжения и остается там.

Конденсатор, подключенный к источнику питания, дает именно этот эффект. Как напряжение повышается до максимума, конденсатор заряжается. Когда напряжение источника питания снова падает до нуля, конденсатор начинает разряжаться и помогает поддерживать напряжение близко к максимальному уровню до следующего скачка напряжения питания, который заряжает конденсатор снова для следующего цикла.

Вы можете заметить, что напряжение не остается точно на максимальном уровне во время разряда конденсатора. Но если компоненты схемы правильных значений выбран, он остается достаточно близко, так что разница не важна.

Легко определить, когда конденсатор фильтра (или конденсаторы) в вашем радио идет плохо. Когда конденсатор начинает падать во время работы, пульсация становится больше. и больше. Вскоре это начинает сказываться на работе всего комплекта, и вы слышите громкий гул.По мере того, как становится хуже, речь и музыка искажаются или искажаются; тогда тяжелый гул — это все, что вы можете услышать.

Приложения в цепях переменного тока

Два упомянутых выше примера использования конденсаторов — фотовспышка и фильтр — иметь дело с d.c. напряжения и токи. Но функция конденсатора переменного тока схемы возможно даже более важно. Чтобы понять, как это работает, давайте взглянем на две пластины и снова установка батареи.Только на этот раз их связывает — двухполюсный двухпозиционный переключатель, то есть переключатель, который может быстро реверсировать полярность зарядного тока, подаваемого на конденсатор.

При повороте переключателя влево конденсатор заряжается. Откройте переключатель и конденсатор сохраняет заряд.

Теперь переключатель повернут вправо. Это подключает конденсатор к батарее. снова, но с обратной полярностью; отрицательная пластина теперь подключена к положительный полюс аккумуляторной батареи и наоборот.

Электроны быстро проходят через батарею от отрицательной пластины к положительный, разряжающий конденсатор. Затем он снова заряжается, но на этот раз с противоположная полярность. Показанный амперметр, соединенный последовательно с одной пластиной, покажет текущий поток во время этого процесса.

Если переключатель находится влево, счетчик будет показывать протекающий ток, в то время как конденсатор заряжается. Когда переключатель перевернут, измеритель показывает ток в обратном направлении, в то время как конденсатор разряжает свой старый заряд и берет по новой.Если переключатель поворачивать вперед и назад достаточно быстро, глюкометр будет показать, что ток течет все время — сначала в одном направлении, затем в другом.

Таким образом, ясно, что даже если постоянный ток не может протекать в конденсаторе цепь (кроме кратковременного периода зарядки), переменный ток может быть включен течь непрерывно, поочередно заряжая и разряжая конденсатор. Положить Иначе говоря, конденсатор «блокирует» постоянный ток, но «пропускает» переменный ток.Этот Способность используется бесчисленным множеством способов. Вот, например, упрощенный усилитель схема, демонстрирующая эффект.

Сигнал вводится в цепь сетки лампы, усиливается и уходит. через пластинчатый контур. Чтобы трубка работала, тарелку нужно держать на высоком положительное напряжение — скажем, 200 вольт — в то время как сетка должна быть немного отрицательной.

Поскольку электронные лампы обычно работают с высоким положительным напряжением на пластинах и низкое отрицательное напряжение в сети, очевидно, возникает проблема: как трубки должны быть соединены между собой пластина-сетка без нарушения их соответствующих d, c, рабочие уровни?

Конденсатор изготавливается на заказ для этой работы.Поскольку усиливаемый сигнал это переменный ток, он легко пройдет через конденсатор, в то время как постоянный ток, рабочее напряжение будет заблокирован.

Конденсатор, используемый таким образом, называется конденсатором связи или разделительным конденсатором. Или имя правильное.

Способность конденсатора пропускать переменный ток. блокируя постоянный ток, также полезен в другом вид связи. Например, сигналы часто появляются там, где они не нужны. Конденсатор может «замкнуть» такой нежелательный сигнал на землю, оставляя цепь d.c, напряжение не изменилось. Это называется «обход».

Неограниченная универсальность — значения, типы, использование конденсаторов

Конденсатор был изобретен еще в октябре 1745 года деканом Э. Г. фон Клейстом из Камминский собор в Померании. Через несколько месяцев — в январе 1746 года — Питер фон Мушенбрук, профессор Лейденского университета, сделал такое же открытие. все сначала. Каким-то образом Musschenbroek получил признание, и первые конденсаторы были назвал Лейденские банки в честь своего университета.Возможно, вы видели его в физике лаборатория; их до сих пор иногда используют для демонстрации принципа емкости.

Лейденская банка — это просто бутылка, у которой примерно три четверти внутреннего а внешние поверхности покрыты металлической фольгой. Два куска фольги изолированы. друг от друга стеклянным диэлектриком. Латунный стержень проходит через стопор и контактирует с внутренней фольгой.

Ранние экспериментаторы использовали сосуд, потому что они искали способ «уплотнить» и хранить электричество.Поскольку они думали об электричестве как о жидкости, они полагали, что банка была бы как раз тем, что могло бы его вместить. Название конденсаторное, которое до сих пор часто использованный вместо конденсатора, происходит из этих ранних попыток конденсировать электричество.

Мушенбрук и его соратники обнаружили, что если они коснутся медного стержня от лейденской банки до «электрической машины» (у них был примитивный электростатический генератор), банка сохранила заряд. Вы можете получить шок, удерживая внешнюю фольгу одной рукой и касаясь стержня другой.

Так как они не могли придумать ничего общего с лейденской банкой, кроме как стоять рядом и шокируют друг друга, им не нужна была точная система измерения накопленный заряд или емкость емкости.

По мере развития науки об электричестве стало очевидно, что система измерение было необходимо. Итак, была выбрана основная единица измерения емкости. Он был назван Фарад после Майкла Фарадея, одного из великих пионеров электротехники.

Фарад представляет собой определенное количество «запасаемой мощности» или емкости. Фактически использования, фарада оказалась слишком большой единицей, поэтому практичные конденсаторы обычно измеряется в микрофарадах (mf.) — одна миллионная фарада, и в микрофарадах (ммф.) — одна миллионная микрофарада. (Согласно одной системе обозначений, В аббревиатуре «μ» заменено на «m». Таким образом, «мф.» становится «μf.» и «ммф.» становится «μμf». Значение в любом случае одно и то же.) Другими словами:

1 мф. (или мкФ) = 0,000001 фарад

1 ммс. (или мкФ) = 0,00000000000001 фарад

Переменные конденсатора

Емкость любого конденсатора определяется четырьмя факторами. Возьмем посмотрите на каждого.

1. Размер тарелок. Большие пластины могут удерживать больший заряд (больше электронов) чем маленькие тарелки.

2. Разделение тарелок. Чем ближе пластины друг к другу (без касаясь), тем больший заряд они могут хранить.

3. Кол-во тарелок. Чем больше пластин, тем больше емкость.

4. Диэлектрическая проницаемость. Каждый диэлектрический материал имеет свои собственная диэлектрическая проницаемость. Воздух имеет произвольно назначенную константу, равную 1. Слюда имеет константа около 7. Это означает, что слюда будет хранить примерно в семь раз больше заряда этот воздух может справиться со всеми остальными факторами.Бумага имеет диэлектрическую проницаемость их около 5, а некоторых видов керамики более 1000! У разных веществ разные константы, потому что каждая молекула имеет разную «естественную эластичность», что позволяет одни для хранения значительно большего количества энергии, чем другие. Среди часто используемых диэлектрики — пластмассы различных видов, воздух, слюда, бумага.

Типы конденсаторов

Вот некоторые из наиболее распространенных типов конденсаторов, классифицированных в соответствии с диэлектрический материал.

Бумажные конденсаторы состоят из длинных полосок алюминиевой фольги, плотно обернутых в рулон, разделенный бумажным диэлектриком. Чтобы бумага стала лучше изолятором (чтобы предотвратить пробой конденсатора при подаче высокого напряжения на его обкладки), обычно его пропитывают маслом, воском или пластиком.

Пластиковые конденсаторы аналогичны, но в них используются тонкие листы пластика — майлар а другие — как диэлектрик. У них одинаковое применение и примерно одинаковый размер. как бумажные конденсаторы.

Металлизированные бумажные конденсаторы — еще одна разновидность той же базовой тип. Вместо полосок алюминиевой фольги обкладки этого конденсатора микроскопически тонкие слои металла, нанесенные методом напыления на диэлектрическую бумагу. Поскольку пластины такие тонкие, конденсатор можно свернуть в гораздо меньший размер. корпус, чем стандартный конденсатор той же емкости.

Все эти варианты бумажного конденсатора широко используются в связке, байпасе, и схемы регулировки тембра.Обычно они трубчатые, а их емкость варьируется от около 250 мкФ. до 1,0 мкФ. или больше. Они имеют номинальное напряжение до 1600 вольт. — то есть выдерживают 1600 вольт без пробоя напряжения через диэлектрик и разрушающий конденсатор. Однако чаще всего используются конденсаторы в Диапазон 400-600 вольт.

Между различными типами существуют незначительные различия. Пластиковые конденсаторы могут быть легче сконструировать, чтобы выдерживать более высокие напряжения. Металлизированные, как уже говорилось ранее, меньше и стоят дороже.За этими исключениями три типа обычно взаимозаменяемые.

Печатная полоса вокруг одного конца этих трубчатых конденсаторов сообщает вам, какой вывод соединяется с внешним слоем фольги. Как правило, провод, отмеченный таким образом, должен быть подключен к «низкой» стороне цепи. Другими словами, подключите его к заземление, если возможно, или на сторону цепи, электрически ближайшую к земле потенциал. Полоса не указывает полярность подключений.Когда конденсатор используется таким образом, внешний слой фольги служит электростатическим экраном, поэтому что на работу конденсатора не будут влиять другие паразитные поля в пределах схема.

В масляных конденсаторах также используется слой бумаги в качестве диэлектрика; бумага пропитан специальным маслом, что придает ему высокую емкость и высокое напряжение. Обычно они используются как фильтры высоковольтных источников питания. Емкость варьируется от 1.0 мкФ. до 20,0 мкФ. или больше.

Масляные конденсаторы обычно помещаются в тяжелую канистру и могут иметь номинал 1000. вольт или больше.

Конденсаторы слюдяные

изготавливаются из ряда плоских металлических полос (олово, медь, алюминий, и др.), разделенные листами слюды. Чередующиеся пластины соединяются вместе, и Вся сборка отлита в блок из пластика или керамики.

Их емкость варьируется от 10 мкФ. к .01 мкф. Слюда необычно хороший изолятор, поэтому конденсаторы со слюдяным диэлектриком могут быть построены с номинальными характеристиками до 5000 вольт и более и используются в высоковольтных передающих цепях.

В керамических конденсаторах нового типа в качестве диэлектрика используются листы керамики. В пластины обычно представляют собой серебро, наплавленное из паровой фазы. Керамический конденсатор обычно имеет только две пластины — по одной с каждой стороны керамического диска или одна на внешней стороне и одна на внутренняя поверхность керамической трубки.

Поскольку керамика имеет очень высокую диэлектрическую проницаемость, до 1200, относительно большая значения емкости могут быть получены с небольшими конденсаторами. Также утеплитель качество керамики отличное, поэтому эти агрегаты могут быть легко сконструированы для работы на несколько тысяч вольт. Они широко используются на телевидении, в военных и спутниковых сетях. оборудование связи и другие критические цепи.

Благодаря передовым технологиям производства стоимость керамики снизилась примерно до такой же диапазон, как у бумаги.У них есть один недостаток: они не так легко доступны. в больших общих ценностях.

Электролитические конденсаторы содержат наибольшую емкость в самое маленькое пространство. Они бывают размером до нескольких тысяч микрофарад, с рабочее напряжение до 600 вольт. Банки диаметром не менее дюйма и от четырех до шести дюймов длиной, которые устанавливаются поверх почти каждого шасси радио и телевизора электролитические конденсаторы. Обычно они используются в качестве фильтров источника питания.

Электролитики имеют чрезвычайно высокие значения емкости, поскольку диэлектрик толщиной всего несколько миллионных дюйма. Конденсатор изготавливается методом окунания. алюминиевый лист в электролитический раствор и создание тока от раствор алюминия. Под действием тока образуется слой оксида. на тарелке. Когда слой полностью сформирован, алюминий готов к работе. положительная пластина конденсатора. Диэлектрик — оксидное покрытие — уже на месте.Агрегат запечатан в канистре, наполненной проводящей жидкостью, которая становится отрицательная пластина готового конденсатора.

Это описание так называемого «мокрого» электролита. Также есть «сухой» электролитический. Единственная разница в том, что «мокрый» использует реальный раствор, а «сухой» имеет пропитанный слой марли между пластинами. На практике практически исчезла влажность, потому что сухие удобнее производить, хранить, и пользуйся.

Электролитики, как и большинство других компонентов, становятся все меньше и меньше в этот век миниатюризации. Недавно разработанный тип — травленный алюминиевый электролит. — упаковывает еще большую емкость в меньший объем за счет использования пластины с были приданы шероховатости химическим травлением. Сильно увеличенное поперечное сечение травленого алюминий можно сравнить с обычной полированной поверхностью вот так:

Очевидно, протравленная пластина имеет гораздо большую площадь поверхности, контактирующей с электролитом, и, следовательно, имеет большую емкость.Травленый алюминиевый конденсатор включен. на рынке, но значительно дороже обычного электролитического. Его дополнительная стоимость, конечно, стоит разницы в таких разнообразных приложениях как слуховые аппараты и ракеты, где вес и размер очень важны.

У электролитиков

есть несколько недостатков. Во-первых, ток утечки больше чем для любого другого типа. Во-вторых, у электролита есть положительный и отрицательный отрицательный терминал.Поэтому его нельзя использовать при изменении полярности (в переменном токе, схемы, например). Необходимо внимательно следить за тем, чтобы он был правильно подключен. Даже несколько секунд воздействия напряжения неправильной полярности могут испортить электролит, или даже заставить его взорваться.

Переменные воздушные конденсаторы используются в каждой радиостанции для настройки на разные станции.

Один из наборов пластин закреплен на раме и называется статором.В другой набор, который движется, называется ротором. Естественно, как и во всех конденсаторах. в два набора тарелок расположены близко друг к другу, но не соприкасаются. Емкость варьируется изменение размера сетки пластин. (Есть постоянные воздушные конденсаторы. Но они редки.)

Переменные воздушные конденсаторы имеют размер от долей мкФ. до 1200 мкФ. или больше. Те, которые используются в низковольтных приемных цепях, могут иметь от 10 до 30 отдельных пластин. менее чем на одну сотую дюйма.Крупные типы передачи могут иметь от 80 до 100 тарелки. разделенные полдюйма или более.

Переменные воздушные конденсаторы часто собираются вместе. Это означает, что несколько независимых конденсаторы расположены вдоль одного вала так, что они вращаются вместе. В этом случае, одновременно можно настраивать несколько контуров.

Хотя мы упомянули только фиксированную слюду, бумагу, масло, керамику и пластик. конденсаторы, есть переменные конденсаторы, в которых также используются некоторые из этих диэлектриков.Но в большинстве переменных конденсаторов в качестве диэлектрика используется воздух. Единственное распространенное исключение к этому относится небольшой слюдяной «подстроечный» конденсатор, который есть в большинстве радиоприемников. Эти блоки с емкостью всего несколько мкФ регулируются отверткой. Они используются для внесения незначительных изменений в схемы, в которых величина емкости имеет решающее значение. Например, гетеродин в супергетеродинном приемнике настроен на точную частоту с помощью слюдяного триммера.

Пока что перечислены только основные типы конденсаторов.Здесь очень много другие: вакуум, стекло, стекловидная эмаль, полистирол, тантал, Milinex и даже один с потрясающим названием политетрафторэтлен. У каждого свое преимущество и специальное использование. А некоторые, например тантал, становятся все более популярными.

Готовая рабочая лошадка

Многочисленные упомянутые до сих пор способы использования конденсаторов практически не царапают поверхность работ, для которых подходит этот универсальный компонент.Каждое радио, Например, телевизор или передатчик или приемник связи должны работать на определенной заранее заданной частоте. Сигнал, отправляемый передатчиком, должен колебаться или вибрировать с определенной скоростью — столько раз в секунду. Получатели должны настроиться на эту точную частоту, чтобы уловить сигнал. Конденсаторы играют важную роль участие в цепях, определяющих рабочую частоту. Измените емкость и частота меняется. Когда вы настраиваете радио, вы регулируете емкость цепей настройки.

Еще одна важная функция конденсатора — формирование волны. Наиболее распространенная форма волны это синусоида.

Электроэнергия, которая поступает в наши дома, находится в этой форме; это тоже форма выхода обычного генератора. Но для определенных целей — радар, телевидение, телеметрия, и это лишь некоторые из них — должны производиться сигналы самых разных форм.

Эти и тысячи других форм волны могут быть сформированы путем соединения конденсаторов. в различных комбинациях с другими компонентами.

Небесные заряды

Ах да, еще кое-что. Какое отношение имеет емкость к молнии? В ненастная погода, стремительно поднимаются воздушные потоки. Частицы водяного пара в облаках проносится мимо других неподвижных частиц, и заряд накапливается за счет трения, просто как это происходит, когда обувь трутся о ковер. Заряд на облаках, сначала небольшой, быстро накапливается. В то же время подобный, но противоположный заряд накапливается. на земле под облаком.Когда облако мчится по небу, заряд движется по земле — его можно измерить с помощью подходящего оборудования.

Все выше и выше накапливается заряд, по мере того как проносятся все больше частиц водяного пара, каждое добавление к заряду. Сначала его можно измерить в вольтах, потом миллионах, потом триллионы вольт от облака до земли. Наконец, гигантский конденсатор — облако образуя одну плиту, земля другую — «ломается». Заряд дуги над изолирующий диэлектрик (воздух) и ослепляющая вспышка освещает небеса.Мамонт конденсатор разряжается яркой вспышкой молнии.

Емкость — простая способность двух тел накапливать электрический заряд. — таким образом, отвечает за один из наших самых полезных электрических компонентов, а также в то же время, для одного из самых зрелищных представлений природы.

, опубликовано 3 февраля 2020 г. (оригинал 05.07.2012)

Факты о конденсаторах для детей

Современные конденсаторы, линейкой в ​​сантиметрах

Конденсатор (также называемый конденсатором , что является более старым термином) — это электронное устройство, которое накапливает электрическую энергию.Он похож на батарею, но может быть меньше и легче, а конденсатор заряжается или разряжается намного быстрее. Конденсаторы сегодня используются во многих электронных устройствах и могут быть изготовлены из самых разных материалов. Лейденская банка была одним из первых изобретенных конденсаторов.

Конденсаторы

обычно состоят из двух металлических пластин, которые расположены друг над другом и рядом друг с другом, но на самом деле не соприкасаются. При включении они позволяют аккумулировать энергию внутри электрического поля. Поскольку пластинам требуется много места для хранения даже небольшого количества заряда, пластины обычно свертывают в другую форму, например, в цилиндр.Иногда для специальных целей используются конденсаторы другой формы. Эффект, подобный конденсатору, может также возникнуть в результате того, что два проводника расположены близко друг к другу, независимо от того, хотите вы этого или нет.

Тип используемого конденсатора зависит от области применения. Конденсаторы бывают разных размеров. Они могут быть маленькими, как муравей, или большими, как мусорный бак. Некоторые конденсаторы регулируются.

Все конденсаторы имеют два соединения или вывода. Большинство типов конденсаторов может легко заменить кто-нибудь, имеющий базовые навыки в области электроники.Однако один из наиболее мощных типов — электролитический конденсатор — необходимо использовать правильно, иначе они могут сильно взорваться.

В то время как конденсаторы могут накапливать энергию, как и батареи, конденсаторы могут высвобождать всю свою накопленную энергию очень быстро, даже быстрее, чем за секунду. Эту способность использует дефибриллятор или конденсатор фотовспышки. Он постепенно заряжается до тех пор, пока не перестанет заполняться, а затем быстро разряжает накопленную энергию устройству, которому она нужна быстро.

Конденсаторы в пластике

Суперконденсатор

Суперконденсаторы обладают большим зарядом, чем обычные конденсаторы.Они используются для хранения электроэнергии для двигателей и других целей, когда батареи не разряжаются достаточно быстро.

Конденсаторы полистирольные пленочные

Конденсатор этого типа не предназначен для использования в высокочастотных цепях, поскольку он имеет катушку внутри. Они могут заряжаться и разряжаться даже быстрее, чем другие конденсаторы. Они используются в схемах фильтров или схемах синхронизации, работающих на частоте несколько сотен кГц или меньше.

Конденсаторы электролитические

В электролитических конденсаторах используется проводящая поверхность внутри жидкого электролита.Они не заряжаются и разряжаются так быстро, как пленочные конденсаторы. У них есть полярность, поэтому они должны быть правильно прикреплены. Есть два вывода; у одного будет +, а у другого -. Это означает, что одно отведение — положительное , а второе — отрицательное . Существует два разных стиля: осевой, когда выводы подключаются к каждому концу, и радиальный, когда выводы подключаются к одному концу. Электролитические конденсаторы напечатаны с указанием емкости и номинального напряжения.

Поскольку номинальное напряжение может быть низким, важно убедиться, что электролитический конденсатор не перезаряжен.Конденсаторы можно отделить от батареи, а затем подключить последовательно. Поскольку конденсатор поляризован, положительный вывод должен быть подключен к отрицательному. Это создает правильную полярность через электрическую цепь и предотвращает поломку.

Некоторые электролитические конденсаторы неполяризованы, что означает, что любая сторона может быть положительной или отрицательной. В основном они используются в громкоговорителях, чтобы блокировать попадание низкочастотных сигналов (басов) в высокочастотные драйверы (твитеры).

Детские картинки

• Реклама из выпуска Radio Times от 28 декабря 1923 года для конденсаторов Dubilier, для использования в беспроводных приемных устройствах

• Перемежающийся конденсатор можно рассматривать как комбинацию нескольких параллельно соединенных конденсаторов.

• Конденсаторные материалы. Слева направо: многослойная керамика, керамический диск, многослойная полиэфирная пленка, трубчатая керамика, полистирол, металлизированная полиэфирная пленка, электролитический алюминий.Основные деления шкалы указаны в сантиметрах.

• Три алюминиевых электролитических конденсатора различной емкости.

• Этот майларовый пленочный масляный конденсатор имеет очень низкую индуктивность и низкое сопротивление, чтобы обеспечить мощный (70 мегаватт) и высокоскоростной (1,2 микросекунды) разряд, необходимый для работы лазера на красителях.

  No related posts.