Доклад на тему конденсаторы и их применение: Применение конденсаторов и их видов кратко – в физике и технике, примеры (10 класс)

История создания и применение конденсатора | Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Тема:

Конденсатор

Рис. 4.68. Из истории открытия лей­денской банки

Первый конденсатор был создан в 1745 г. голландским ученым Питером Мушенбруком, профессором Лейденского универси­тета. Проводя опыты по электризации тел, он опустил проводник от кондуктора элект­рической машины в стеклянный графин с водой. Случайно коснувшись пальцем этого проводника, ученый ощутил сильный элект­рический удар. Позже жидкость заменили металлическими проводниками изнутри и снаружи банки и назвали эту банку лейден­ской (рис. 4.68). В таком виде она про­существовала почти 200 лет.

Более сложные и совершенные конден­саторы нашли широкое применение в со­временных электротехнике и радиоэлектрон­ной технике.

Они есть в фильтрах адаптеров, которые подают постоянное напряжение для питания электронных приборов, в радио­приемниках и радиопередатчиках как эле­менты колебательных контуров или состав­ные различных функциональных схем элект­ронной аппаратуры. В фотовспышках кон­денсаторы накапливают большой заряд, не­обходимый для работы импульсной лампы.

Мушенбрук Питер ван (1692 — 1761) — голландский физик. Родился в Лейде­не. Окончил Лейденский университет, был профессором Дуйсбургского, Утрехт­ского и с 1740 г. Лейденского универ­ситетов. Работы посвящены электри­честву, теплоте, оптике. В 1745 г. не­зависимо от Клейста изобрел первый конденсатор — лейденскую банку и провел с ней ряд опытов, в частности обратил внимание на физиологическое действие тока. Был автором первого си­стемного курса физики, а его двухтом­ное издание «Введение в натуральную философию» (1762 г.) было энциклопе­дией физических знаний того времени.

В электротехнике конденсаторы обеспе­чивают необходимый режим работы элект­родвигателей, автоматических и релейных приборов, линий электропередач и т. п. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 4.69. Конденсатор переменной ем­кости

Рис. 4.70. Разные типы конденсаторов постоянной емкости

Во многих широкодиапазонных радио­приемниках конденсаторы переменной ем­кости (рис. 4.69) позволяют плавно изме­нять собственную частоту колебательного контура при поиске передачи необходимой радиостанции. Широко распространены кон­денсаторы, емкость которых можно изме­нять электрическим способом. Их называют варикапами.

Конструктивно конденсаторы могут быть плоскими, трубчатыми, дисковыми. В ка­честве диэлектрика в них применяют парафи­нированную бумагу, слюду, воздух, пласт­массы, керамику и т. п. (рис.4.70). Благодаря искусственным изоляционным материалам в наше время созданы конденсаторы боль­шой емкости, приходящейся на единицу объема.

На этой странице материал по темам:

• Кто изобрел конденсатор сообщение кратко

• Доклад по физике на тему история создания конденсатора

• История создания конденсатора сообщение

• История возникновения,открытия конденсатора

• Реферат на тему история создания конденсатора

Вопросы по этому материалу:

• Какие диэлектрики применяются в современных конденсаторах?

• Для чего применяют конденсаторы?

Применение конденсаторов, принцип работы конденсатора, электрическая ёмкость конденсатора

Применение конденсаторов весьма обширно: совместно с резисторами в таймерах, потому, что резисторы позволяет им медленно заряжаться и/или разряжаться; в колебательных контурах приёмопередающих устройств совместно с катушками индуктивности; в блоках питания для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямления; в различных фильтрах потому, что конденсаторы легко пропускают переменный ток и не пропускают постоянный; просто в схемах, где необходимо замедлить процесс увеличения или падения напряжения и др.

Принцип работы конденсатора

Принципом работы конденсатора считается способность конденсатора сохранять электрический заряд, т.е. заряжаться и в нужный момент разряжаться. Например в колебательном контуре радиоприёмника или передатчика, когда он соединён (как правило параллельно, но может и последовательно) с катушкой индуктивности. При таком соединении получается, что на пластинах конденсатора периодически происходит смена полярности. Сначала одна пластина заряжается положительным зарядом, а вторая отрицательным. После того, как он зарядится полностью, он начинает разряжаться. После полного разряда он начинает заряжаться в обратном направлении. Та пластина, что была с положительным зарядом, заряжается отрицательным, а другая – положительным. Так до полного заряда и снова разряд. На этом принципе работы конденсатора основана работа всех генераторов аналоговых приёмопередающих устройств.

Электрическая ёмкость конденсатора

Электрическая ёмкость конденсатора характеризует способность конденсатора сохранять электрический заряд. Чем больше ёмкость, тем больший заряд может быть сохранен. Электрическая ёмкость конденсатора измеряется в Фарадах, обозначается F. Однако 1F – очень большая емкость, поэтому для обозначения ёмкости как правило используются префиксы, обозначающие меньшие значения емкости.

Используются три префикса: µ (микро), n (нано) и p (пико):

• µ (микро) означает 10^-6 (одна миллионная часть), т.е. 1000000µF = 1F
• n (нано) означает 10^-9 (одна миллиардная часть), т.е. 1000nF = 1µF
• p (пико) означает 10^-12 (одна триллионная часть), т.е. 1000pF = 1nF

Ёмкость конденсатора не всегда просто определить, т.к. существует множество типов конденсаторов с различными системами маркировки.

 

Все существующие типы конденсаторов разделяются на две основные группы: электролитические конденсаторы (так же называемые полярными) и неполярные. Неполярные в свою очередь подразделяются на конденсаторы постоянной ёмкости и конденсаторы переменной ёмкости, разновидностью которых являются подстроечные конденсаторы. Каждая группа имеет собственное схематическое обозначение.

Реферат на тему: Конденсаторы

Содержание:

1. Введение
2. Конструкция конденсатора
3. Конденсаторы делятся на различные типы:
4. Применение конденсаторов:
5. Заключение
6. Список литературы

Тип работы:	Реферат
Дата добавления:	21.01.2020

• Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
• Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

Если вы хотите научиться сами правильно выполнять и писать рефераты по любым предметам, то на странице “что такое реферат и как его сделать” я подробно написала.

Введение

Конденсаторы являются незаменимым элементом любой электронной схемы, от самой простой до самой сложной. Трудно представить себе какую-либо электронную схему, в которой не используются конденсаторы. За два с половиной столетия своего существования они значительно изменили свой облик. Некоторые конденсаторы стоят не более рубля, но их производство составляет миллиарды долларов в мировом масштабе.

Конструкция конденсатора

В настоящее время существует множество типов и разновидностей конденсаторов. Но по своей сути все они повторяют самый простой конденсатор, который состоит из двух металлических пластин, изолированных друг от друга.

Пластины обычно называют оболочками, а изоляционный слой – диэлектриком.

Миниатюризация является основным направлением в совершенствовании конструкции конденсаторов, так как от нее зависит дальнейшая миниатюризация интегральных схем. Основная классификация конденсаторов основана на типе диэлектрика в конденсаторе.

Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: Сопротивление изоляции, стабильность емкости, уровень потерь и др.

Конденсаторы делятся на различные типы:

В зависимости от типа диэлектрической проницаемости:

• Вакуумные конденсаторы (крышки без диэлектрика находятся в вакууме).
• Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
• Конденсаторы с жидким диэлектриком.
• Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком: стекло (стеклянная эмаль, стеклокерамика, стеклянная пленка), слюда, керамика, тонкая неорганическая пленка.
• Конденсаторы с твердым органическим диэлектриком: бумажный, бумажно-металлический, пленочный, комбинированный – бумажно-пленочный, тонкопленочный из органических синтетических пленок.
• Электролитические и оксидные полупроводниковые конденсаторы. Эти конденсаторы отличаются от всех других типов, главным образом, своей высокой удельной мощностью. В качестве диэлектрика используется оксидная пленка на металлическом аноде. Вторым покрытием (катодом) является либо электролит (для электролитических конденсаторов), либо полупроводниковый слой (для оксидных полупроводниковых конденсаторов), который осаждается непосредственно на оксидный слой. В зависимости от типа конденсатора анод состоит из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спеченного порошка.
• Твердотельные конденсаторы – Вместо традиционного жидкого электролита используется специальный проводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при 85°C. ЭПС ниже, чем у жидкого электролита и слабо зависит от температуры. Они не лопаются.

Кроме того, конденсаторы отличаются своей способностью изменять емкость:

Постоянные конденсаторы – базовый класс конденсаторов, которые не изменяют свою емкость (кроме как в течение срока службы).

• Конденсаторы переменные – конденсаторы, емкость которых может изменяться во время работы оборудования. Емкость может управляться механически, электрическим напряжением (вариконы, варикапы) и температурой (тепловые конденсаторы). Они используются, например, в радиоприемниках для настройки частоты колебательных цепей.
• Подстроечные конденсаторы – конденсаторы, емкость которых изменяется во время однократной или периодической балансировки и не изменяется во время работы устройства. Они используются для балансировки и выравнивания исходного емкостного сопротивления непрерывных цепей, для периодической балансировки цепей, требующих лишь небольшого изменения емкости.

В зависимости от назначения конденсаторы можно разделить на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически во всех типах и классах оборудования. Традиционно к ним относятся наиболее распространенные низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования.

Все остальные конденсаторы являются специальными конденсаторами. К ним относятся конденсаторы высокого напряжения, импульсные конденсаторы, помехоподавляющие конденсаторы, дозирующие конденсаторы, включающие конденсаторы и другие конденсаторы.

Конденсаторы также классифицируются по форме обмоток: плоские, цилиндрические, сферические и другие.

Название	Ёмкость	Электрическое поле	Схема
Плоский конденсатор
Цилиндрический конденсатор
Сферический конденсатор
Сфера

Применение конденсаторов:

• Конденсаторы используются практически во всех областях электротехники.
• Конденсаторы используются (наряду с индукторами и/или резисторами) для построения различных схем с частотно-зависимыми характеристиками, такими как фильтры, цепи обратной связи, резонансные цепи и т.д.
• При быстром разряде конденсатора может быть генерирован мощный импульс, например, в фотовспышках, электромагнитных ускорителях, импульсных лазерах с оптической накачкой, генераторах Маркса (ГИН; ГИТ), генераторах Коккрофт-Уолтона и т.д.
• Поскольку конденсатор способен хранить заряд в течение длительного времени, его можно использовать в качестве запоминающего элемента или накопителя электрической энергии.
• В промышленной электротехнике конденсаторы используются для коррекции коэффициента мощности и в фильтрах гармоник.
• Конденсаторы способны накапливать высокий заряд и генерировать высокое напряжение на катушках, которое используется для различных целей, например, для ускорения заряженных частиц или для генерирования кратковременных сильных электрических разрядов (см. генератор Ван де Граафф).
• Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: небольшое изменение расстояния между электродами оказывает значительное влияние на емкость конденсатора.
• Влажность, древесина (изменение диэлектрического состава приводит к изменению емкости).
• В защитных и релейных цепях используются конденсаторы для реализации некоторой логики защиты. В частности, в схеме повторного включения конденсатор обеспечивает необходимую разнообразную защиту.
• Счетчик уровня жидкости. Непроводящая жидкость заполняет пространство между обмотками конденсатора, и емкость конденсатора изменяется в зависимости от уровня заполнения.
• Конденсатор фазового сдвига. Этот конденсатор необходим для пуска, а иногда и для работы однофазных асинхронных двигателей. Он также может использоваться для запуска и работы трехфазных асинхронных двигателей, когда питание осуществляется от однофазного напряжения.
• Аккумуляторы для электрической энергии. В этом случае разрядное напряжение и ток на катушках конденсатора должны быть достаточно постоянными. При этом сам разряд должен быть значительно длиннее. В настоящее время мы видим экспериментальные разработки электромобилей и гибридов, использующих конденсаторы. Существуют также некоторые модели трамваев, которые используют конденсаторы для питания тяговых электродвигателей при движении в обесточенных зонах.

Заключение

Во время работы над эссе я познакомился с такими устройствами, как конденсаторы, их устройства и разновидности, применение.

Список литературы

1. Справочник по электротехническим материалам. Том 3. Л. «Энергия», 1989.
2. Конденсатор, электрический // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1891—1908.
3. Учебник физики для средних специальных учебных заведений. Авторы: Л. С. Жданов, Г. Л. Жданов.

Похожие рефераты:

Что такое конденсатор и для чего он нужен

Конденсатор – это устройство, способное накапливать электрический заряд.

Такую же функцию выполняет и аккумуляторная батарея, но в отличие от неё конденсатор может моментально отдать весь накопленный заряд.

Количество заряда, которое способен накопить конденсатор, называют «емкостью». Эта величина измеряется в фарадах.

Содержание статьи

Принцип работы конденсаторов

При подсоединении цепи к источнику электрического тока через конденсатор начинает течь электрический ток. В начале прохождения тока через конденсатор его сила имеет максимальное значение, а напряжение – минимальное. По мере накопления устройством заряда сила тока падает до полного исчезновения, а напряжение увеличивается.

В процессе накопления заряда электроны скапливаются на одной пластинке, а положительные ионы – на другой. Между пластинами заряд не перетекает из-за присутствия диэлектрика. Так устройство накапливает заряд. Это явление называется накоплением электрических зарядов, а конденсатор –накопителем электрического поля.

Устройство конденсаторов

Конструкции современных конденсаторов отличаются разнообразием, но можно выделить несколько типичных вариантов:

Пакетная конструкция

Используется в стеклоэмалевых, керамических и стеклокерамических конденсаторах. Пакеты образованы чередующимися слоями обкладок и диэлектрика. Обкладки могут изготавливаться из фольги, а могут представлять собой слои на диэлектрических пластинах – напыленный или нанесенный вжиганием.

Каждый пакетный конденсатор имеет верхнюю и нижнюю обкладки, имеющие контакты с торцов пакета. Выводы изготавливаются из проволоки или ленточных полосок. Пакет опрессовывается, герметизируется, покрывается защитной эмалью.

Трубчатая конструкция

Такую конструкцию могут иметь высокочастотные конденсаторы. Они представляют собой керамическую трубку с толщиной стенки 0,25 мм. На ее наружную и внутреннюю стороны способом вжигания наносится серебряный проводящий слой. Снаружи деталь обрабатывается изоляционным веществом. Внутреннюю обкладку выводят на наружный слой для присоединения к ней гибкого вывода.

Дисковая конструкция

Эта конструкция, как и трубчатая, применяется при изготовлении высокочастотных конденсаторов.

Диэлектриком в дисковых конденсаторах является керамический диск. На него вжигают серебряные обкладки, к которым подсоединены гибкие выводы.

Литая секционированная конструкция

Применяется в монолитных многослойных керамических конденсаторах, используемых в современной аппаратуре, в том числе с интегральными микросхемами. Деталь, имеющая 2 паза, изготавливается литьем керамики. Пазы заполняют серебряной пастой, которую закрепляют методом вживания. К серебряным вставкам припаивают гибкие выводы.

Рулонная конструкция

Характерна для бумажных пленочных низкочастотных конденсаторов с большой емкостью. Бумажная лента и металлическая фольга сворачиваются в рулон. В металлобумажных конденсаторах на бумажную ленту наносят металлический слой толщиной до 1 мкм.

Где используются конденсаторы

Конденсаторы применяются практически во всех современных устройствах: сабвуферах, электродвигателях, автомобилях, насосах, электроинструменте, кондиционерах, холодильниках, мобильных телефонах и т.п.

В зависимости от выполняемых функций их разделяют на общего назначения и узкоспециальные.

К конденсаторам общего назначения относятся низковольтные накопители, которые используются в большинстве видов электроаппаратуры.

К узкоспециализированным относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические ипусковые конденсаторы.

Поведение конденсатора в цепях постоянного и переменного тока

В цепях постоянного тока заряженный конденсатор образует разрыв, мешающий протеканию тока. Если напряжение приложить к обкладкам разряженной детали, то ток потечет. При этом конденсатор будет заряжаться, сила тока падать, напряжение на обкладках повышаться. При достижении равенства напряжения на обкладках и источника электропитания течение тока прекращается.

При постоянном напряжении конденсатор удерживает заряд при включенном питании. После выключения заряд сбрасывается через нагрузки, присутствующие в цепи.

Переменный ток заряженный конденсатор тоже не пропускает. Но за один период синусоиды дважды происходит зарядка и разрядка накопителя, поэтому ток получает возможность протекать через конденсаторв периодего разрядки.

Виды и классификация конденсаторов

Конденсаторы различных типов приспособлены к разным условиям работы, направлены на выполнение определенных задач и обладают различными побочными эффектами.

Основной признак, по которому классифицируют конденсатор, – это вид диэлектрика. Именно диэлектрический материал определяет многие характеристики конденсатора.

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах анодом служит металлическая пластина, диэлектриком – оксидная пленка, а катодом – твердый, жидкий или гелеобразный электролит. Наличие гелеобразного электролита делает устройство полярным, то есть ток через него может протекать только в одном направлении. Представители этого семейства – алюминиевые и танталовые конденсаторы.

Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют емкость от 0,1 до нескольких тысяч мкФ. Обычно они применяются на звуковых частотах. Электрохимическая ячейка плотно упакована, что обеспечивает большую эффективную индуктивность, которая не позволяет использовать алюминиевые накопители на сверхвысоких частотах.

В танталовых конденсаторах катод изготавливается из диоксида марганца. Сочетание значительной площади поверхности анода и диэлектрических характеристик оксида тантала обеспечивает высокую удельную емкость (емкость в единице объема или массы диэлектрика). Это значит, что танталовые конденсаторы гораздо компактнее алюминиевых такой же емкости.

У танталовых конденсаторов есть свои недостатки. Устройства ранних поколений грешат отказами, возможны возгорания. Они могут произойти при подаче слишком высокого пускового тока, который меняет структурное состояние диэлектрика. Дело в том, что оксид тантала в аморфном состоянии является хорошим диэлектриком. При подаче большого пускового тока оксид тантала из аморфного состояния переходит в кристаллическое и превращается в проводник. Кристаллический оксид тантала еще больше увеличивает силу тока, что и приводит к возгоранию. Современные танталовые конденсаторы производятся по передовым технологиям и практически не дают отказов, не вздуваются, не возгораются.

Пленочные и металлопленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы имеют диэлектрический слой из полимерной пленки, расположенный между слоями металлофольги.

Такие устройства имеют небольшую емкость (от 100 пФ до нескольких мкФ), но могут работать при высоких напряжениях – до 1000 В.

Существует целое семейство пленочных конденсаторов, но для всех видов характерны небольшие емкость и индуктивность. Благодаря малой индуктивности, эти приборы используются в высокочастотных схемах.

Основные различия между конденсаторами с разными типами пленок:

• Конденсаторы с диэлектриком в виде полипропиленовой пленки применяются в цепях, в которых предъявляются высокие требования к температурной и частотной стабильности. Они подходят для систем питания, подавления ЭМП.
• Конденсаторы с диэлектриком в виде полиэстеровой пленки обладают низкой стоимостью и способны выдерживать высокие температуры при пайке. Частотная стабильность, по сравнению с полипропиленовыми видами, ниже.
• Конденсаторы с диэлектриком из поликарбонатной и полистиреновой пленки, которые использовались в старых схемах, сегодня уже неактуальны.

Керамические конденсаторы

В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используются керамические пластины.

Керамические конденсаторы отличаются небольшой емкостью – от одного пФ до нескольких десятков мкФ.

Керамика имеет пьезоэлектрический эффект (способность диэлектрика поляризоваться под воздействием механических усилий), поэтому некоторые виды этих конденсаторов обладают микрофонным эффектом. Это нежелательное явление, при котором часть электроцепи воспринимает вибрации, как микрофон, что становится причиной помех.

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

В качестве диэлектрика в этих конденсаторах используется бумага, часто промасленная. Устройства с промасленной бумагой отличаются большими размерами. Модели с непромасленной бумагой более компактны, но они имеют существенный недостаток – увеличивают энергопотери под воздействием влаги даже в герметичной упаковке. В последнее время эти детали используются редко.

Подробнее о видах и аналогах конденсаторов

Основные параметры конденсаторов

Емкость

Этот показатель характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость тем больше, чем больше площадь проводниковых обкладок и чем меньше толщина диэлектрического слоя. Также эта характеристика зависит от материала диэлектрика. На приборе указывается номинальная емкость. Реальная емкость, в зависимости от эксплуатационных условий, может отличаться от номинальной в значительных пределах. Стандартные варианты номинальной емкости – от единиц пикофарад до нескольких тысяч микрофарад. Некоторые модели могут иметь емкость в несколько десятков фарад.

Классические конденсаторы имеют положительную емкость, то есть чем больше приложенное напряжение, тем больше накопленный заряд. Но сегодня в стадии разработки находятся устройства с уникальными свойствами, которые ученые называют «антиконденсаторами». Они обладают отрицательной емкостью, то есть с ростом напряжения их заряд уменьшается, и наоборот. Внедрение таких антиконденсаторов в электронную промышленность позволит ускорить работу компьютеров и снизить риск их перегрева.

Что будет, если поставить накопитель большей/меньшей емкости, по сравнению с требуемой? Если речь идет о сглаживании пульсаций напряжения в блоках питания, то установка конденсатора с емкостью, превышающей нужную величину (в разумных пределах – до 90% от номинала), в большинстве случаев улучшает ситуацию. Монтаж конденсатора с меньшей емкостью может ухудшить работу схемы. В других случаях возможность установки детали с параметрами, отличающимися от заданных, определяют конкретно для каждого случая.

Удельная емкость

Отношение номинальной емкости к объему (или массе) диэлектрика. Чем тоньше диэлектрический слой, тем выше удельная емкость, но тем меньше его напряжение пробоя.

Плотность энергии

Это понятие относится к электролитическим конденсаторам. Максимальная плотность характерна для больших конденсаторов, в которых масса корпуса значительно ниже, чем масса обкладок и электролита.

Номинальное напряжение

Его значение отражается на корпусе и характеризует напряжение, при котором конденсатор работает в течение срока службы с колебанием параметров в заданных пределах. Эксплуатационное напряжение не должно превышать номинальное значение. Для многих конденсаторов с повышением температуры номинальное напряжение снижается.

Полярность

К полярным относятся электролитические конденсаторы, имеющие положительный и отрицательный заряды. На устройствах отечественного производства обычно ставился знак «+» у положительного электрода. На импортных приборах обозначается отрицательный электрод, возле которого стоит знак «-». Такие конденсаторы могут выполнять свои функции только при корректном подключении полярности напряжения. Этот факт объясняется химическими особенностями реакции электролита с диэлектриком.

Что будет, если перепутать полярность конденсатора? Обычно в этом случае приборы выходят из строя. Это происходит из-за химического разрушения диэлектрика, которое вызывает рост силы тока, вскипание электролита и, как следствие, вздутие корпуса и вероятный взрыв.

К группе неполярных конденсаторов относится большинство накопителей заряда. Эти детали обеспечивают корректную работу при любом порядке подключения выводов в цепь.

Паразитные параметры конденсаторов

Конденсаторы, помимо основных характеристик, имеют так называемые «паразитные параметры», которые искажают рабочие свойства колебательного контура. Их необходимо учитывать при проектировании схемы.

К таким параметрам относятся собственное сопротивление и индуктивность, которые разделяются на следующие составляющие:

• Электрическое сопротивление изоляции (r), которое определяется по формуле: r = U/Iут, в которой U – напряжение источника питания, Iут – ток утечки.
• Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, англ. ESR). Эта величина зависит от электрического сопротивления материала обкладок, выводов, контактов между ними, потерями в диэлектрическом слое. ЭПС возрастает с ростом частоты тока, подаваемого на накопитель. В большинстве случаев эта характеристика не принципиальна. Исключение составляют электролитические накопители, устанавливаемые в фильтрах импульсных блоков питания.
• Эквивалентная последовательная индуктивность – L. На низких частотах этот параметр, обусловленный собственной индуктивностью обкладок и выводов, не учитывается.

К паразитным параметрам также относится Vloss – незначительная величина, выражаемая в процентах, которая показывает, насколько падает напряжение сразу после прекращения зарядки конденсатора.

Обозначение конденсаторов на схеме

На чертежах конденсатор с постоянной емкостью обозначают двумя параллельными черточками – обкладками. Их подписывают буквой «C». Рядом с буквой ставят порядковый номер элемента на схеме и значение емкости в пФ или мкФ.

В конденсаторах переменной емкости параллельные черточки перечеркиваются диагональной чертой со стрелкой. Подстроечные модели обозначаются двумя параллельными линиями, перечеркнутыми диагональной чертой с черточкой на конце. На обозначении полярных конденсаторов указывается положительно заряженная обкладка.

Обозначение по ГОСТ 2.728-74	Описание
	Конденсатор постоянной ёмкости
	Поляризованный (полярный) конденсатор
	Подстроечный конденсатор переменной ёмкости
	Варикап

Особенности соединения нескольких конденсаторов в цепи

Соединение нескольких конденсаторов между собой может быть последовательным или параллельным.

Последовательное

Последовательное соединение позволяет подавать на обкладки большее напряжение, чем на отдельно стоящую деталь. Напряжение распределяется в зависимости от емкости каждого накопителя. Если емкости деталей равны, то напряжение распределяется поровну.

Получаемая емкость в такой цепи находится по формуле:

Собщ = 1/(1/С1+1/С2…+1/Сn)

Если провести вычисления, то станет понятно, что увеличение напряжения в цепи достигается существенным падением емкости. Например, если в цепь подсоединить последовательно два конденсатора емкостью 10 мкФ, то общая емкость будет равна всего 5 мкФ.

Параллельное

Это наиболее распространенный на практике способ, позволяющий увеличить общую емкость в схеме. Параллельное соединение позволяет создать один большой конденсатор с суммарной площадью проводящих пластин. Общая емкость системы представляет собой сумму емкостей соединенных деталей.

С общ = С1+С2+…+Сn

Напряжение на всех элементах будет одинаковым.

Маркировка конденсаторов

В маркировке конденсатора, независимо от его типа, присутствуют два обязательных параметра – емкость и номинальное напряжение. Наиболее распространена цифровая маркировка, указывающая величину сопротивления. В ней используется три или четыре цифры.

Кратко суть трехфциферной маркировки: первые две цифры, находящиеся слева, указывают значение емкости в пикофарадах. Самая правая цифра показывает, сколько нулей надо прибавить к стоящим слева цифрам. Результат получается в пикофарадах. Пример: 154 = 15х104 пФ. На конденсаторах зарубежного производства пФ обозначаются как mmf.

В кодовом обозначении с четырьмя цифрами емкость в пикофарадах обозначают первые три цифры, а четвертая указывает на количество нулей, которые требуется добавить. Например: 2353=235х103 пФ.

Для обозначения емкости также может применяться буквенно-цифровая маркировка, содержащая букву R, которая указывает место установки десятичной запятой. Например, 0R8=0,8 пФ.

На корпусе значение напряжения указывается числом, после которого ставятся буквы: V, WV (что означает «рабочее напряжение»). Если указание на допустимое напряжение отсутствует, то конденсатор может использоваться только в низковольтных цепях.

Помимо емкости и напряжения, на корпусе могут указываться и другие характеристики детали:

• Материал диэлектрика. Б – бумага, С – слюда, К – керамика.
• Степень защиты от внешних воздействий. Г – герметичное исполнение, О – опрессованный корпус.
• Конструкция. М – монолит, Б – бочонок, Д – диск, С – секционный вариант.
• Режим по току. И – импульсный, У – универсальный, Ч – только постоянный ток, П – переменный/постоянный.

Как проверить работоспособность конденсатора

Для проверки конденсатора на работоспособность используют мультиметр. Прежде чем проверить накопитель, необходимо определить, какой именно прибор находится в схеме – полярный (электролитический) или неполярный.

Проверка полярного конденсатора

При проверке полярного конденсатора необходимо соблюдать правильную полярность подключения щупов: плюсовой должен быть прижат к плюсовой ножке, минусовой – к минусу. Если вы перепутаете полярность, конденсатор выйдет из строя.

После выпайки детали ее кладут на свободное пространство. Мультиметр включают в режим измерения сопротивления («прозвонки»).

Щупами дотрагиваются до выводов прибора с соблюдением полярности. Правильная ситуация, когда на дисплее появляется первое значение, которое начинает постепенно расти. Максимальное значение, которое должно быть достигнуто для исправного устройства, – 1. Если вы только прикоснулись щупами к выводам, а на экране появилась сразу цифра 1, значит, прибор неисправен. Появление на экране «0» означает, что внутри детали произошло короткое замыкание.

Проверка неполярного конденсатора

В этом случае проверка предельно простая. Диапазон измерений выставляют на отметку 2 МОм. Щупы присоединяют к выводам конденсатора в любом порядке. Полученное значение должно превышать двойку. Если на дисплее высвечивается значение менее 2 МОм, то деталь неисправна.

Как зарядить и разрядить конденсатор

Для зарядки накопителя его подсоединяют к источнику постоянного тока. Зарядка прекращается, когда напряжение источника питания сравнивается по величине с напряжением на обкладках.

Разрядка конденсатора может понадобиться для безопасной разборки бытовых приборов и электронных устройств. Накопители электронных устройств разряжают с помощью обычной диэлектрической отвертки. Для разрядки крупных накопителей, которые устанавливаются в бытовых приборах, необходимо собрать специальное разрядное устройство.

---

Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?

---

Другие материалы по теме

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Виды конденсаторов и их применение презентация. Презентация по физике на тему “Конденсаторы. Электроемкость”. Конденсаторы переменной электроемкости

Сформировать понятие электроемкости; Ввести новую характеристику – электроемкость конденсатора, и ее единицу измерения. Рассмотреть виды конденсаторов и где они применяются

Повторим… 1 вариант 1) Кем и когда была создана теория электромагнитного поля и в чем заключается ее суть. 2) Перечислите виды электромагнитных волн. Инфракрасное излучение, его свойства и влияние на организм человека. 2 вариант 1) Что называют электромагнитной волной?. Какими основными свойствами обладает электромагнитная волна? 2) Перечислите виды электромагнитных волн. Рентгенвоское излучение, его свойства и влияние на организм человека.

Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Электроемкость конденсатора равна где q – заряд положительной обкладки, U – напряжение между обкладками. Электроемкость конденсатора зависит от его геометрической конструкции и электрической проницаемости заполняющего его диэлектрика и не зависит от заряда обкладок. Конденсатор

Электроёмкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним. Единица измерения ёмкости – фарад – [ Ф ] Это надо знать:

Электроемкость плоского конденсатора равна где S– площадь каждой из обкладок, d– расстояние между ними, ε – диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками. При этом предполагается, что геометрические размеры пластин велики по сравнению с расстоянием между ними. Запомните, что…

В настоящее время широко применяются бумажные конденсаторы для напряжений в несколько сот вольт и ёмкостью в несколько микрофарад. В таких конденсаторах обкладками служат две длинные ленты тонкой металлической фольги, а изолирующей прокладкой между ними – несколько более широкая бумажная лента, пропитанная парафином. Бумажной лентой покрывается одна из обкладок, затем ленты туго свёртываются в рулон и укладываются в специальный корпус. Такой конденсатор, имея размеры спичечного коробка, обладает ёмкостью 10мкФ (металлический шар такой ёмкости имел бы радиус 90км). Бумажный конденсатор

Керамический конденсатор В радиотехнике применяют керамические конденсаторы. Диэлектриком в них служит специальная керамика. Обкладки керамических конденсаторов изготавливаются в виде слоя серебра, нанесённого на поверхность керамики и защищённого слоем лака. Керамические конденсаторы изготавливаются на ёмкости о единиц до сотен пикофарад и на напряжения от сотен до тысяч вольт.

Запишите какова их электроемкость.

Слайд 14

Какова электроемкость конденсатора, если заряд конденсатора 10 нКл, а разность потенциалов 20 кВ. А теперь задача…

Слайд 15

Конденсатору емкостью 10 мкФ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора. А теперь задача…

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Конденсаторы

8 класс

Учитель физики

И.В.Торопчина

Конденсатор

Конденсатор- это устройство, предназначенное для накопления электрического заряда и энергии электрического поля.

Конденсатор

Конденсатор представляет собой два

проводника (обкладки), разделенных слоем

диэлектрика, толщина которого мала по

сравнению с размерами проводников.

Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора и однородно.

Заряд конденсатора – это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора.

– по виду диэлектрика : воздушные,

слюдяные, керамические,

электролитические. – по форме обкладок : плоские,

сферические, цилиндрические. – по величине емкости:

постоянные, переменные.

• В зависимости от назначения конденсаторы имеют различное устройство.

• Обычный технический бумажный конденсатор состоит из двух полосок алюминиевой фольги, изолированных друг от друга и от металлического корпуса бумажными лентами, пропитанными парафином. Полоски и ленты туго свернуты в пакет небольшого размера

Конденсаторы переменной электроемкости

Обозначение конденсаторов

Конденсатор постоянной ёмкости

Конденсатор переменной ёмкости

Электроемкость

Физическая величина, характеризующая способность двух проводников накапливать электрический заряд называется электроёмкостью, или ёмкостью.

При увеличении заряда в 2, 3, 4 раза соответственно в 2, 3, 4

раза увеличатся показания электрометра, т. е. увеличится

напряжение между пластинами конденсатора.

Отношение заряда к напряжению будет оставаться

постоянным:

Электроёмкость конденсатора

• Величина, измеряемая отношением заряда ( q) одной из пластин конденсатора к напряжению ( U) между пластинами, называется электроёмкостью конденсатора .
• Электроёмкость конденсатора вычисляется по формуле:

C = q / U

Единицы электроемкости

Электроемкость измеряется в фарадах(Ф)

[ С ] = 1Ф (фарад)

Электроемкость двух проводников численно

равна единице, если при сообщении им зарядов

+1 Кл и -1 Кл между ними возникает разность

потенциалов 1В

1Ф = 1Кл/В

Единицы электроемкости

1 мкФ (микрофарад)=10 -6 Ф

1 нФ (нанофарад)=10 -9 Ф

1 пФ (пикофарад)=10 -12 Ф

• Чем больше площадь пластин, тем больше ёмкость конденсатора.
• При уменьшении расстояния между пластинами конденсатора при неизменном заряде ёмкость конденсатора увеличивается.
• При внесении диэлектрика ёмкость конденсатора увеличивается.

Емкость конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между пластинами, от свойств внесённого диэлектрика.

Электроемкость

от геометрических

размеров проводников

Зависит

от формы проводников и

их взаимного расположения

от электрических свойств

среды между проводниками

Энергия конденсатора

• Для того чтобы зарядить конденсатор, нужно совершить работу по разделению положительных и отрицательных зарядов. В соответствии с законом сохранения энергии, совершённая работа А равна энергии конденсатора Е, т. е

А = Е,

где Е – энергия конденсатора.

• Работу электрическое поле конденсатора, можно найти по формуле: А = qU cp ,

где U ср – это среднее значение напряжения.

U ср = U/2; тогда А = qU ср = qU/2, так как q = CU, то А = CU 2 /2.

• Энергия конденсатора ёмкостью С равна:

W = CU 2 /2

• Конденсаторы могут длительное время накапливать энергию, а при разрядке они отдают её почти мгновенно.
• Свойство конденсатора накапливать и быстро отдавать электрическую энергию широко используется в электротехнических и электронных устройствах, в медицинской технике (рентгеновская техника, устройства электротерапии), при изготовлении дозиметров, аэрофотосъёмке.

• Лампа-вспышка питается электрическим током разрядки конденсатора.
• Газоразрядные трубки зажигаются при разрядки батареи конденсаторов.
• Радиотехника .

Первый конденсатор был изобретен в 1745 г. немецким юристом и учёным Эвальд Юрген фон Клейстом

Первый конденсатор: одна обкладка-ртуть, другая обкладка- рука экспериментатора, державшая банку.

• Почти такой же опыт и почти в то же время был поставлен в голландском городе Лейдене профессором университета Питером ван Мушенбруком.
• Зарядив воду и взяв банку в одну руку, он прикоснулся другой рукой к металлическому стержню, служившему для подвода заряда к воде. При этом Мушенбрук ощутил такой сильный удар в руки, плечи и грудь, что потерял сознание, и два дня приходил в себя.
• Эксперимент ван Мушенбрука получил большую известность, поэтому конденсатор стал известен как «лейденская банка».

Домашнее задание

§ 54, Упражнение 38

«Конденсатор физика» – Виды конденсаторов. – Бумажный конденсатор – слюдяной конденсатор электролитический конденсатор. Воздушный конденсатор. Соединения конденсаторов. – Воздушный конденсатор. Определение конденсатора. При подключении электролитического конденсатора необходимо соблюдать полярность. Назначение конденсаторов.

«Использование конденсаторов» – Опыты с конденсатором. Конденсатор используется в схемах зажигания. Формулы энергии. Применение конденсаторов. Особенности применения конденсаторов. Конденсатор используется в медицине. Светильники с разрядными лампами. Емкостная клавиатура. Конденсатор. Мобильные телефоны. Применяется в телефонии и телеграфии.

«Электроемкость и конденсаторы» – В клавиатуре компьютера. Конденсатор переменной емкости. Соединение конденсаторов. Электроемкость. Последовательное. Фотовспышки. Схемы соединения конденсаторов. Обозначение на электрических схемах: Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора. Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора.

«Применение конденсаторов» – Для аккумуляторов последних время регенерации принципиально важно. Полимерные конденсаторы с твёрдым электролитом на чипсете. Схема телефонного «жучка». Схема выпрямителя тока. Конденсатор CTEALTG STC – 1001. Микрофон конденсаторный. Удачная ассоциация есть на сайте Sciencentral. Студийный конденсаторный направленный микрофон широкого применения.

«Конденсатор» – Емкость конденсатора. Отношение заряда. Энергия конденсатора. Конденсатор переменной емкости. Бумажный конденсатор. Площадь. Конденсатор. Применение конденсаторов. Урок физики в 9 классе

Cлайд 1

Выполнил: Каретко Дима, ученик 10 «А» Руководитель: Попова Ирина Александровна, учитель физики Белово 2011 Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 30 г. Белово» Конденсаторы Миипроект по физике

Cлайд 2

План Введение Конденсаторы Основные параметры конденсатора Классификация конденсаторов Применение конденсаторов Вывод Литература

Cлайд 3

Введение Систему проводников очень большой электроемкости вы можете обнаружить в любом радиоприемнике или купить в магазине. Называется она конденсатором. Сейчас вы узнаете, как устроены подобные системы и от чего зависит их электроемкость.

Cлайд 4

Конденсаторы Конденсатор – двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля.

Cлайд 5

Основные параметры конденсатора: 1)Ёмкость: в обозначении конденсатора фигурирует ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость- определяет по электрическим свойствам. 2)Удельною емкостью называют отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. 3) 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. 4)Полярность: многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком.

Cлайд 6

Классификация конденсаторов Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме). Конденсаторы с газообразным диэлектриком. Конденсаторы с жидким диэлектриком. Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические), слюдяные, тонкослойные из неорганических плёнок. Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные. Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы (Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего своей огромной удельной ёмкостью). Постоянные конденсаторы – основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости. Переменные конденсаторы – конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости. Подстроечные конденсаторы – конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке.

Cлайд 7

Применение конденсаторов Конденсаторы используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках. Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии. В промышленной электротехнике конденсаторы используются для компенсации реактивной мощности и в фильтрах высших гармоник. 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.

Что такое конденсатор? Принцип работы, назначение и устройство конденстатора

Конденсатор – распространенное двухполюсное устройство, применяемое в различных электрических цепях. Он имеет постоянную или переменную ёмкость и отличается малой проводимостью, он способен накапливать в себе заряд электрического тока и передавать его другим элементам в электроцепи.
Простейшие примеры состоят из двух пластинчатых электродов, разделенных диэлектриком и накапливающих противоположные заряды. В практических условиях мы используем конденсаторы с большим числом разделенных диэлектриком пластин.

Принцип действия

Назначение конденсатора и принцип его работы – это распространенные вопросы, которыми задаются новички в электротехнике. В электрических схемах данные устройства могут использоваться с различными целями, но их основной функцией является сохранение электрического заряда, то есть, такое устройство получает электрический ток, сохраняет его и впоследствии передает в цепь. Для лучшего понимания принципа работы посмотрите статью про то, как сделать простой конденсатор своими руками.

Заряд конденсатора начинается при подключении электронного прибора к сети. В момент подключения прибора на электродах конденсатора много свободного места, потому электрический ток, поступающий в цепь, имеет наибольшую величину. По мере заполнения, электроток будет уменьшаться и полностью пропадет, когда ёмкость устройства будет полностью наполнена.

В процессе получения заряда электрического тока, на одной пластине собираются электроны (частицы с отрицательным зарядом), а на другой – ионы (частицы с положительным зарядом). Разделителем между положительно и отрицательно заряженными частицами выступает диэлектрик, в качестве которого могут использоваться различные материалы.

В момент подключения электрического устройства к источнику питания, напряжение в электрической цепи имеет нулевое значение. По мере заполнения ёмкостей напряжение в цепи увеличивается и достигает величины, равной уровню на источнике тока.

При отключении электрической цепи от источника питания и подключении нагрузки, конденсатор перестает получать заряд и отдает накопленный ток другим элементам. Нагрузка образует цепь между его пластинами, потому в момент отключения питания положительно заряженные частицы начнут двигаться по направлению к ионам.

Начальный ток в цепи при подключении нагрузки будет равняться напряжению на отрицательно заряженных частицах, разделенному на величину сопротивления нагрузки. При отсутствии питания конденсатор начнет терять заряд и по мере убывания заряда в ёмкостях, в цепи будет снижаться уровень напряжения и величины тока. Этот процесс завершится только тогда, когда в устройстве не останется заряда.

На рисунке выше представлена конструкция бумажного конденсатора:
а) намотка секции;
б) само устройство.
На этой картинке:

1. Бумага;
2. Фольга;
3. Изолятор из стекла;
4. Крышка;
5. Корпус;
6. Прокладка из картона;
7. Оберточная бумага;
8. Секции.

Ёмкость конденсатора считается важнейшей его характеристикой, от него напрямую зависит время полной зарядки устройства при подключении прибора к источнику электрического тока. Время разрядки прибора также зависит от ёмкости, а также от величины нагрузки. Чем выше будет сопротивление R, тем быстрее будет опустошаться ёмкость конденсатора.

В качестве примера работы конденсатора можно рассмотреть функционирование аналогового передатчика или радиоприемника. При подключении прибора к сети, конденсаторы, подключенные к катушке индуктивности, начнут накапливать заряд, на одних пластинах будут собираться электроды, а на других – ионы. После полной зарядки ёмкости устройство начнет разряжаться. Полная потеря заряда приведет к началу зарядки, но уже в обратном направлении, то есть, пластины имевшие положительный заряд в этот раз будут получать отрицательный заряд и наоборот.

Назначение и использование конденсаторов

В настоящее время их используют практически во всех радиотехнических и различных электронных схемах.
В электроцепи переменного тока они могут выступать в качестве ёмкостного сопротивления. К примеру, при подключении конденсатора и лампочки к батарейке (постоянный ток), лампочка светиться не будет. Если же подключить такую цепь к источнику переменного тока, лампочка будет светиться, причем интенсивность света будет напрямую зависеть от величины ёмкости используемого конденсатора. Благодаря этим особенностям, они сегодня повсеместно применяются в цепях в качестве фильтров, подавляющих высокочастотные и низкочастотные помехи.

Конденсаторы также используются в различных электромагнитных ускорителях, фотовспышках и лазерах, благодаря способности накапливать большой электрический заряд и быстро передавать его другим элементам сети с низким сопротивлением, за счет чего создается мощный импульс.

Во вторичных источниках электрического питания их применяют для сглаживания пульсаций при выпрямлении напряжения.

Способность сохранять заряд длительное время дает возможность использовать их для хранения информации.

Использование резистора или генератора тока в цепи с конденсатором позволяет увеличить время заряда и разряда ёмкости устройства, благодаря чему эти схемы можно использовать для создания времязадающих цепей, не предъявляющих высоких требований к временной стабильности.

В различной электрической технике и в фильтрах высших гармоник данный элемент применяется для компенсации реактивной мощности.

Сообщение на тему: Применение конденсаторов в науке и технике.

2016 andOlympics19 Read again and match.11Laura Kenny20skyUMOHOL2Yana Egorian3Vladimir SmirnovCover this page помогите пожалуйста ​

Поширення запахів у газовому середовищі відбувається завдяки: 1)тільки дифузії 2)переміщення повітряних мас та дифузії 3)лише переміщення повітряних м … ас 4)правильної відповіді немає

Найти полную энергию электрона, если его длина волны Де Бройля равна боровскому радиусу.

Две одинаковые лампы включены в цепь источника постоянного тока, первая последовательно с резистором, вторая последовательно с катушкой. В какой из ла … мп сила тока при замыкании ключа К достигнет максимального значения позже другой? А. В первой. Б. Во второй. В. В первой и второй одновременно. Г.В первой, если сопротивление резистора больше сопротивления катушки.

Отдам 35 баллов! Интересная задача, попробуйте свои знания. Лошадь идя со скоростю 2,5 метр/сек прошёл половину всего пути. С какой скоростью лошадь д … олжен идти что бы пройти полный путь и вернуться обратно за то же время что он потратил в 1 половине пути? Ребят это очень интересная задача, решать я её не смог т.к очень сложный. В обратной стороне книги написано 7,5 метр/секунду. ​

Помогите пажалуста ответе адекватно(если не знаете не отвечайте)

Задание 1. Установите соответствие между физическими величинами и единицами измерения этих величин в системе СИ: кг, см”, с, т, м, мин, г, м“, м/с, ч, … см/с, с, см, м’, км/ч, мм*, км Macca Площадь Длина Физическая величина Единица измерения​

как вычисляли число Pi? Почему площадь сферы равна 4Pir^(2), а у её тени она Pir^(2). Вверху подвешена лампа. Докажите что тень человека движется с то … й же скоростью что и сам человек.​ не секрет если резать лук, глаза выделяет слезы. Что происходит когда мы режем лук и почему из глаз вытекают слёзы, запишите химическим уравнением. Что выделяет лук когда мы её режем, почему когда лук стоит без резания глаза не выделяют слезы, т.е нам не больно???

УМОЛЯЯЮ ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА​

Помогите пж!!! Срочно надо​

Конденсатор

. Применение и применение »Электроника

Особенно важно выбрать правильный конденсатор или любое конкретное приложение – понимание ключевых требований для любого конкретного применения конденсатора или использования конденсатора обеспечит правильную работу схемы.

---

Capacitor Tutorial:
Использование конденсатора Типы конденсаторов Электролитический конденсатор Керамический конденсатор Танталовый конденсатор Пленочные конденсаторы Серебряный слюдяной конденсатор Супер конденсатор Конденсатор SMD Технические характеристики и параметры Как купить конденсаторы – подсказки и подсказки Коды и маркировка конденсаторов Таблица преобразования

---

Конденсаторы используются практически во всех областях электроники и выполняют множество различных задач.Несмотря на то, что конденсаторы работают одинаково независимо от их применения или использования, конденсаторы могут использоваться в схемах по-разному.

Для того, чтобы выбрать правильный тип конденсатора, необходимо иметь представление о конкретном применении конденсатора, чтобы его свойства можно было сопоставить с конкретным применением, для которого он будет использоваться.

У каждой формы конденсатора есть свои собственные атрибуты, и это означает, что он будет хорошо работать при использовании или применении конденсатора с твердыми частицами.

Выбор подходящего конденсатора для конкретного применения является частью процесса проектирования схемы. Использование неправильного конденсатора может легко означать, что схема не будет работать.

Применение конденсатора и схема

Конденсаторы

могут использоваться в электронных схемах по-разному. Хотя их режим работы остается точно таким же, различные формы конденсаторов могут использоваться для обеспечения множества различных функций схемы.

Для различных схем потребуются конденсаторы с определенными номиналами, а также с другими атрибутами, такими как допустимый ток, диапазон значений, точность значений, температурная стабильность и многие другие аспекты.

Некоторые типы конденсаторов будут доступны в различных номиналах, некоторые конденсаторы могут иметь большой диапазон значений, другие – меньшие. Другие конденсаторы могут иметь высокие токи, другие – высокий уровень стабильности, а другие по-прежнему доступны с очень низкими значениями температурного коэффициента.

Понимание различных способов использования конденсаторов помогает выбрать лучший тип конденсатора для конкретного применения.

Выбрав правильный конденсатор для конкретного использования или применения, можно добиться максимальной производительности схемы.

Использование конденсатора связи

В этом конденсаторе компонент позволяет только сигналам переменного тока проходить от одной секции схемы к другой, блокируя любое статическое напряжение постоянного тока. Такая форма применения конденсатора часто требуется при соединении двух каскадов усилителя вместе.

Возможно, что постоянное напряжение постоянного тока будет присутствовать, скажем, на выходе одного каскада, и будет присутствовать только переменный сигнал, звуковая частота, радиочастота или что-то еще, что требуется.Если бы составляющие постоянного тока сигнала на выходе первого каскада присутствовали на входе второго, то смещение и другие рабочие условия второго каскада изменились бы.

Транзисторная схема с входными и выходными разделительными конденсаторами

Даже при использовании операционных усилителей, схема которых была разработана для обеспечения малых напряжений смещения, часто бывает разумно использовать разделительные конденсаторы из-за наличия высоких уровней усиления постоянного тока. Без разделительного конденсатора высокие уровни усиления по постоянному току могут означать, что операционный усилитель перейдет в режим насыщения.

Для конденсаторов такого типа необходимо обеспечить достаточно низкое полное сопротивление конденсатора. Обычно выходной импеданс предыдущей цепи выше, чем тот, который она управляет, за исключением ВЧ-цепи, но об этом позже. Это означает, что значение конденсатора выбирается таким же, как полное сопротивление цепи, обычно входное сопротивление второй цепи. Это дает падение отклика на 3 дБ на этой частоте.

Важные параметры для конденсатора связи
Параметр	Указания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе.Обычно конденсатор может выдерживать напряжение на шине питания с запасом для обеспечения надежности.
Значение емкости	Достаточно высокий, чтобы передавать самые низкие частоты с небольшим затуханием или без него.
Допуск	Конденсаторы с широким допуском часто можно использовать, потому что точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Некоторые конденсаторы, например электролитические, имеют ограниченную частотную характеристику, часто только до частот около 100 кГц максимум.Это следует учитывать. Также для приложений с высоким импедансом не следует использовать электролитические конденсаторы, поскольку они имеют относительно высокий уровень утечки, который может нарушить работу второй ступени.

Использование развязывающего конденсатора

В этом приложении конденсатор используется для удаления любых сигналов переменного тока, которые могут быть в точке смещения постоянного тока, шине питания или другом узле, который должен быть свободен от конкретного изменяющегося сигнала.

Как видно из названия этого конденсатора, он использовался для развязки узла от изменяющегося на нем сигнала.

Схема транзистора с развязывающими конденсаторами линии и коллектора

В этой схеме есть два способа использования конденсатора для развязки. C3 используется для развязки любого сигнала, который может быть на шине напряжения. Конденсатор этого типа должен выдерживать напряжение питания, а также обеспечивать и поглощать уровни тока, возникающие из-за шума на шине. Также во время выключения, когда питание отключено, этот конденсатор может потреблять большой ток в зависимости от его значения.Танталовые конденсаторы для этой позиции не подходят.

Развязка также обеспечивается комбинацией конденсатора и резистора C4, R5. Это гарантирует, что коллекторный сигнал не просочится на сигнальную шину. Постоянная времени C4 и R5 обычно является доминирующим фактором, и постоянная времени должна быть выбрана больше, чем ожидаемая самая низкая частота.

Тип развязки, используемый с C5, служит для хорошей изоляции этого конкретного каскада от любого шума на шине, а также предотвращения передачи шума от цепи на шину питания.Во время отключения ток конденсатора ограничивается резистором R5.

Важные параметры для использования развязывающего конденсатора
Параметр	Указания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе. Обычно конденсатор может выдерживать напряжение узла с некоторым запасом для обеспечения надежности.
Значение емкости	Достаточно высокий, чтобы передавать самые низкие частоты с небольшим затуханием или без него.Иногда это может привести к тому, что требуются относительно большие значения. Однако необходимо учитывать используемые частоты. Для низких частот обычно требуются большие уровни емкости, и часто используются электролитические конденсаторы. Если это слаботочная цепь, как в случае C4, R5, танталовый конденсатор также может быть подходящим, но обычно изолируется от шины основного напряжения через последовательный резистор, чтобы предотвратить слишком большой ток, потребляемый, как в случае C4. Для более высоких частот также могут быть уместны керамические конденсаторы.
Допуск	Конденсаторы с широким допуском часто можно использовать, потому что точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Некоторые конденсаторы, например, электролитические, имеют относительно низкий верхний предел частоты. Часто, чтобы преодолеть это, конденсатор, такой как керамический конденсатор с меньшим номиналом, может использоваться для обеспечения высокочастотной характеристики, в то время как электролитический конденсатор большего номинала используется для пропускания более низкочастотных компонентов.Керамический или другой конденсатор более низкого номинала по-прежнему имеет низкий импеданс на более высоких частотах, потому что реактивное сопротивление обратно пропорционально частоте.

ВЧ-соединения и развязка

ВЧ связь и развязка следуют тем же основным правилам, что и обычные конденсаторы связи и развязки. Часто используются схемы, подобные показанным для стандартной связи и развязки, и они работают в основном одинаково.

Однако при использовании конденсаторов для ВЧ приложений необходимо учитывать их ВЧ характеристики. Это может отличаться от производительности на более низких частотах.

Обычно электролитические конденсаторы не используются – их характеристики падают с увеличением частоты, и они редко используются для приложений с частотой выше примерно 100 кГц. Керамические конденсаторы особенно популярны, поскольку они обладают хорошими ВЧ-характеристиками, особенно конденсаторы MLCC для поверхностного монтажа.

Последовательная индуктивность, присутствующая во всех конденсаторах, в большей или меньшей степени проявляется на некоторых частотах, образуя резонансный контур с емкостью.

Обычно керамические конденсаторы имеют высокую собственную резонансную частоту, особенно конденсаторы для поверхностного монтажа, которые очень малы и не имеют выводов, создающих индуктивность.

Могут быть использованы некоторые другие типы конденсаторов, но керамические конденсаторы наиболее широко используются в этом приложении.

Применения сглаживающего конденсатора

Фактически это то же самое, что и разделительный конденсатор, но этот термин обычно используется в связи с источником питания.

Когда входящий линейный сигнал проходит через трансформатор и выпрямитель, результирующая форма волны не является гладкой.Оно варьируется от нуля до пикового напряжения. При применении к цепи маловероятно, что это сработает, поскольку обычно требуется постоянное напряжение. Чтобы преодолеть это, используется конденсатор для развязки или сглаживания выходного напряжения.

Схема выпрямителя со сглаживающим конденсатором

При таком использовании конденсатор заряжается, когда пиковое напряжение превышает выходное напряжение, и обеспечивает заряд, когда напряжение выпрямителя падает ниже напряжения конденсатора.

В этом конденсаторе компонент развязывает шину и подает заряд там, где это необходимо.

Обычно для обеспечения необходимого уровня тока требуются относительно большие значения емкости. В результате наиболее широко используемой формой конденсатора для этого приложения является электролитический конденсатор.

Важные параметры для сглаживающего конденсатора
Параметр	Указания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе.Конденсатор должен выдерживать максимальное пиковое напряжение шины с некоторым запасом для обеспечения надежности.
Значение емкости	Зависит от требуемого тока, но обычно может составлять несколько тысяч микрофарад.
Допуск	Конденсаторы с широким допуском часто можно использовать, потому что точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Электролитические конденсаторы обычно используются из-за их высокой стоимости.Танталовые конденсаторы, хотя они могут иметь достаточно высокие значения, не подходят из-за низкого уровня тока пульсаций, которые они могут выдерживать. Керамические конденсаторы не доступны с требуемым уровнем емкости.
Пульсации тока	В дополнение к конденсатору, имеющему достаточную емкость для удержания требуемого количества заряда, он также должен быть сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать необходимый ток. Если конденсатор становится слишком горячим при подаче тока, он может выйти из строя.Номинальные значения пульсирующего тока особенно важны для конденсаторов, используемых для сглаживания. Обычно используются электролитические конденсаторы, но даже для них необходимо проверить соответствие номинального тока пульсации.

Использование конденсатора в качестве синхронизирующего элемента

В этом приложении конденсатор может использоваться с резистором или катушкой индуктивности в резонансной или зависимой от времени цепи. В этой функции конденсатор может присутствовать в фильтре, цепи настройки генератора или в элементе синхронизации для такой цепи, как a-stable, время, необходимое для зарядки и разрядки, определяет работу схемы

. Генераторы и фильтры

LC или RC широко используются во множестве схем, и, очевидно, одним из основных элементов является конденсатор.

В данном конкретном случае использования конденсатора одним из основных требований является точность, и поэтому начальный допуск важен для обеспечения того, чтобы схема работала на требуемой частоте. Температурная стабильность также важна для обеспечения того, чтобы рабочие характеристики контура оставались неизменными в требуемом диапазоне температур.

Важные параметры для временного использования конденсатора
Параметр	Указания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Фактическое пиковое напряжение на конденсаторе будет варьироваться в зависимости от конкретной цепи и напряжения шины.Необходимо оценивать каждый случай по существу, отмечая, что в некоторых случаях оно может быть выше ожидаемого. В большинстве случаев превышение напряжения на шине маловероятно.
Значение емкости	Зависит от используемых частот и от катушки индуктивности или резистора, необходимых для получения требуемой рабочей частоты.
Допуск	Обычно требуется строгий допуск для обеспечения требуемой рабочей частоты.В этом приложении конденсаторы с хорошим набором значений в пределах каждой декады могут быть преимуществом.
Диэлектрик	Во многих приложениях для синхронизации важны потери в конденсаторе. Высокие потери равны низкому Q, и значения Q обычно должны быть как можно более высокими. Есть много диэлектриков, обеспечивающих подходящий уровень производительности. Многие керамические диэлектрики конденсаторов в наши дни способны обеспечить высокий уровень стабильности. Конденсаторы с пластиковой пленкой также могут предложить высокий уровень производительности.Серебряные слюдяные конденсаторы также используются, особенно в ВЧ-цепях. Хотя эти серебряные слюдяные конденсаторы довольно дороги, они обладают высокими характеристиками: высокая добротность; высокая стабильность; низкие потери; и жесткая толерантность.
Температурная стабильность	Температурная стабильность конденсатора должна быть высокой для этих конденсаторных применений, потому что схема должна будет сохранять свою частоту в диапазоне рабочих температур. Если значение изменяется в зависимости от температуры, даже на небольшую величину, это может заметно повлиять на работу контура.

Применения удерживающего конденсатора

В этом конкретном применении конденсатора заряд, удерживаемый конденсатором, используется для обеспечения питания цепи на короткое время.

В прошлом, возможно, использовались небольшие перезаряжаемые батареи, но они часто страдали от проблем с памятью и ограничения срока службы, поэтому конденсаторы могут стать жизнеспособной альтернативой.

В настоящее время суперконденсаторы обладают огромными уровнями емкости, и теперь они достаточно велики, чтобы позволить многим схемам оставаться под напряжением в периоды отсутствия сетевого питания.Они относительно дешевы и предлагают отличный уровень производительности.

Суперконденсаторы

Важные параметры для удерживающего конденсатора
Параметр	Указания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Должен выдерживать максимальное рабочее напряжение с хорошим запасом надежности.
Значение емкости	Может быть до нескольких фарадов.
Допуск	, широко используемые в конденсаторах, имеют большой допуск.К счастью, это не проблема, так как это в первую очередь влияет на время, в течение которого может поддерживаться задержка.

Суперконденсаторы часто используются для аккумуляторов

Варианты применения конденсаторов

Выбор конденсатора часто важен для работы схемы. Знание того, как будет использоваться конденсатор и как его характеристики и параметры связаны с работой схемы, означает, что некоторые конденсаторы работают лучше, чем другие, в различных приложениях.Выбор подходящего конденсатора для любого конкретного применения является важной и очень важной частью схемы.

Другие электронные компоненты:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды Транзистор Фототранзистор Полевой транзистор Типы памяти Тиристор Разъемы ВЧ разъемы Клапаны / трубки Аккумуляторы Переключатели Реле
Вернуться в меню «Компоненты».. .

Какой тип конденсатора следует использовать? | Блоги

Марк Харрис

| & nbsp Создано: 7 октября 2020 г. & nbsp | & nbsp Обновлено: 27 января 2021 г.

Конденсаторы

Конденсаторы

являются одним из основных компонентов всех электронных устройств и жизненно важны для их работы.В современной электронике чаще всего встречаются керамические конденсаторы, разделяющие источники питания почти для каждой интегральной схемы (ИС) на печатной плате, или алюминиевые электролитические конденсаторы в качестве объемной емкости для регулятора напряжения. Однако конденсаторы используются в гораздо большем количестве применений, чем просто для обхода шума, и существует гораздо больше типов конденсаторов, чем только керамические и алюминиевые электролитические.

Конденсаторы используются для:

• Муфта
• Развязка
• Фильтры
• Накопление / поставка энергии
• Согласование импеданса
• Демпферы
• и многие другие приложения

В этой статье мы рассмотрим все типы конденсаторов и их области применения.Хотя мы можем думать о конденсаторах как о стабильной технологии, которая не менялась десятилетиями, реальность такова, что конденсаторы сегодня сильно отличаются от конденсаторов десятилетней давности, не говоря уже о 20-летней давности. Приложения, которые вы никогда не могли себе представить, используя конденсатор определенного типа в прошлом, сегодня совершенно разумны, учитывая достижения в конденсаторной технологии. Напротив, хотя некоторые конденсаторы сегодня могут считаться устаревшими и не имеющими практического применения по сравнению с другими типами конденсаторов, у них все еще есть свои нишевые приложения, в которых они преуспевают.

Хотя все конденсаторы имеют емкость – не все они равны. Емкость – не единственный важный параметр при выборе конденсатора, и каждый тип конденсатора используется в разных приложениях, поэтому иногда сделать правильный выбор – непростая задача. Было бы лучше, если бы вы рассмотрели емкость, максимальное напряжение, эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), эквивалентную последовательную индуктивность (ESL), долговечность, размер, цену, доступность, параметры, которые меняются с температурой, и так далее.Например, при выборе байпасного конденсатора важны параметры ESR и ESL. С другой стороны, при выборе конденсатора для хранения энергии или внезапного изменения нагрузки утечка тока может быть более критичной.

Типы конденсаторов, их номинальное напряжение и емкость

Выбор конденсатора в первую очередь зависит от вашего приложения и бюджетных ограничений. Цена конденсаторов может варьироваться от менее цента до более 100 долларов.

Давайте посмотрим на типы конденсаторов, где они используются и когда один подходит больше, чем другой.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы – один из самых популярных и распространенных типов конденсаторов. Раньше керамические конденсаторы имели очень низкую емкость, но в настоящее время это не так. Многослойные керамические конденсаторы (MLCC) широко используются в схемах; их номинальная емкость может достигать сотен микрофарад (мкФ). Современные керамические конденсаторы могут использоваться вместо конденсаторов других типов для устаревшего оборудования / конструкций, таких как электролитические или танталовые, и обеспечивают более высокую производительность при более низкой стоимости.

Основные керамические конденсаторные сборки SMT
Image Source

MLCC имеют керамический диэлектрический корпус, который представляет собой смесь тонко измельченных гранул параэлектрических или сегнетоэлектрических материалов и других компонентов для достижения желаемых параметров. У них есть несколько слоев электродов, которые создают емкость. Керамика спекается при высоких температурах, образуя электрическую и механическую основу конденсатора.

Керамические слои обычно очень тонкие; однако это зависит от номинального напряжения компонента.Чем выше напряжение, тем больше толщина и размер конденсатора при той же емкости. Конденсатор обычно защищен от влаги и других загрязнений тонким покрытием.

Хотя, как и всегда, существуют версии керамических конденсаторов со сквозными отверстиями / выводами, по-настоящему сияют именно конденсаторы для поверхностного монтажа. Интересно, что если сегодня вы разобьете множество керамических конденсаторов со сквозными отверстиями, вы можете обнаружить конденсатор для поверхностного монтажа, прикрепленный к выводам под бусинкой! Объем производства и экономия на масштабе, которую обеспечивает объем для конденсаторов для поверхностного монтажа, удешевляют производителям простую переупаковку компонента для поверхностного монтажа в корпус со сквозными отверстиями.Керамические конденсаторы для поверхностного монтажа могут предложить весьма конкурентоспособные номинальные значения емкости для своего крошечного размера. MLCC – это самые маленькие конденсаторы на рынке с упаковками до 08004 (0201 метрическая система). Без конденсаторов этих крошечных размеров высокопроизводительные платы с высокой плотностью размещения не были бы жизнеспособными.

MLCC

популярны не только потому, что они компактны с относительно высокой емкостью, но и потому, что они имеют решающее значение для многих приложений, где электролитический тип был бы совершенно непригоден.Керамические конденсаторы, как часто упускается из виду, обычно не загораются и не взрываются, если с ними неправильно обращаться. Они не имеют полярности и могут иметь напряжения, значительно превышающие их номинальные значения, без повреждения самого конденсатора. Напротив, алюминиевые электролитические и особенно танталовые конденсаторы имеют тенденцию превращаться в маленькие ракетные двигатели или взрываться, если к ним приложено даже незначительное обратное напряжение или их номинальные характеристики даже немного превышены.

Другие преимущества:

• Широкий диапазон емкости и напряжения
• Высокая надежность
• Лента и катушка для поверхностного монтажа
• Низкое СОЭ
• High Q на высоких частотах

Многослойный керамический конденсатор
Image Source

Несмотря на свои общие преимущества и преимущества, не все керамические конденсаторы одинаковы, и некоторые из них чрезвычайно дешевы, а другие дороги. Параметры конденсатора также зависят от нескольких факторов, например, от типа используемого керамического диэлектрика.Чаще всего используются диэлектрики C0G, NP0, X7R, Y5V и Z5U.

Есть два основных класса керамических конденсаторов:
Класс 1: обеспечивает высокую стабильность и низкие потери для резонансных схем (NP0, P100, N33, N75 и т. Д.).
Class 2: обеспечивает высокую объемную эффективность для приложений буфера, байпаса и соединения (X7R, X5R, Y5V, Z5U и т. Д.).

Керамические конденсаторы класса 1

Керамические конденсаторы

класса 1 обеспечивают высочайшую стабильность и самые низкие потери.Они обладают высокой толерантностью и точностью и более стабильны при изменении напряжения и температуры. Конденсаторы класса 1 подходят для использования в качестве генераторов, фильтров и требовательных аудиоприложений.

Коды допусков для керамических конденсаторов класса 1 приведены ниже:

Первый символ		Второй символ		Третий символ
Письмо	Sig. Фигуры	Цифра	Множитель (10х)	Письмо	Допуск
С	0.0	0	-1	G	+/- 30
В	0,3	1	-10	H	+/- 60
л	0,8	2	-100	Дж	+/- 120
А	0,9	3	-1000	К	+/- 250
M	1.0	4	+1	L	+/- 500
п.	1,5	6	+10	M	+/- 1000
R	2,2	7	+100	N	+/- 2500
S	3,3	8	+1000
т	4.7
В	5,6
U	7,5

Первый символ – это буква, обозначающая значащую цифру изменения емкости в зависимости от температуры в ppm / ° C.Второй символ числовой и обозначает множитель для первого символа. Третий символ – это буква, обозначающая максимальную ошибку в ppm // ° C.

Например, керамика : C0G предлагает один из самых стабильных диэлектриков конденсаторов на рынке. Изменение емкости в зависимости от температуры составляет 0 +/- 30 ppm / ° C, что составляет менее +/- 0,3% от номинальной емкости в диапазоне от -55 ° C до + 125 ° C. Дрейфом емкости или гистерезисом для керамики C0G можно пренебречь и составляет менее ± 0,05% по сравнению с ± 2% для пленочных конденсаторов.

Керамический диэлектрик C0G (NP0) обычно имеет «Q», превышающее 1000, и показывает небольшие изменения емкости или «Q» в зависимости от частоты. В дополнение к этому, диэлектрическое поглощение обычно составляет менее 0,6%; это похоже на слюду, которая известна своим очень низким поглощением. Это делает керамические конденсаторы превосходными для ВЧ-приложений, и обычно вы можете найти керамические конденсаторы, специально разработанные для ВЧ-цепей.

Керамические конденсаторы класса 2

Керамические конденсаторы

класса 2 имеют гораздо более высокий уровень диэлектрической проницаемости, чем конденсаторы класса 1.Это дает им гораздо более высокий уровень емкости на единицу объема. Однако в качестве компромисса для этой более высокой плотности они имеют более низкую общую точность и стабильность. В дополнение к более низкой точности и стабильности керамические конденсаторы класса 2 также демонстрируют нелинейный температурный коэффициент и емкость, которая в небольшой степени зависит от приложенного напряжения.

Такие конденсаторы идеально подходят для развязки и развязки, где точное значение емкости не критично, но где пространство может быть проблемой.Они также идеально подходят для измерения объемной емкости в схемах, которые имеют быстро меняющиеся нагрузки, но при этом должны иметь компактную площадь основания, например, ИС радиочастотного передатчика / приемопередатчика.

Коды символов для допусков керамических конденсаторов класса 2:

Первый символ		Второй символ		Третий символ
Письмо	Низкая температура	Цифра	Высокая температура	Письмо	Изменить
х	-55 ° С (-67 ° F)	2	+ 45 ° С (+ 113 ° F)	D	+/- 3.3%
Y	-30 ° С (-22 ° F)	4	+ 65 ° С (+ 149 ° F)	E	+/- 4,7%
Z	+ 10 ° С (+ 50 ° F)	5	+ 85 ° С (+ 185 ° F)	F	+/- 7,5%
		6	+ 105 ° С (+ 221 ° F)	P	+/- 10%
		7	+ 125 ° С (257 ° F)	R	+/- 15%
				S	+/- 22%
				т	+ 22% / -33%
				U	+ 22% / -56%
				В	+ 22% / -82%

Первый символ – это буква, обозначающая нижнюю границу диапазона рабочих температур.Вторая цифра указывает на верхний предел рабочей температуры. Третий символ – это буква, обозначающая изменение емкости во всем диапазоне рабочих температур.

Одним из наиболее распространенных и популярных керамических диэлектриков класса 2 является X7R, который имеет диапазон температур от -55 ° C до + 125 ° C и изменение емкости ± 15%, что является относительно низкой стоимостью, но все же имеет относительно хорошие допуски. Конденсаторы Y5V также очень распространены, поскольку емкость или напряжение начинает достигать верхнего края данного корпуса.Он имеет диапазон температур от -30 до + 85 ° C и допуск в диапазоне + 22 / -82%, что по-прежнему подходит для многих требований к развязке или объемной емкости, которые должны быть компактными и экономичными.

Керамические конденсаторы класса 3

Исторически существуют также керамические конденсаторы класса 3, которые обеспечивают высокую емкость на единицу объема. Эти диэлектрики сложно найти все еще в производстве, поскольку современная многослойная керамика класса 2 может предложить аналогичные или более высокие емкости в сочетании с лучшими характеристиками в более компактном корпусе.

Конденсаторы танталовые

Тантал – это тип электролитического конденсатора, который изготавливается с использованием металлического тантала в качестве анода, покрытого тонким слоем оксида, который действует как диэлектрик. Тантал предлагает очень тонкий диэлектрический слой, что приводит к более высоким значениям емкости на единицу объема.

Танталовые конденсаторы SMT
Image Source

Танталовые конденсаторы поляризованы, что означает, что они могут использоваться только с источником постоянного тока и размещены только в правильной ориентации.Танталовый конденсатор, используемый за пределами его номинального напряжения / температуры или с неправильной полярностью, быстро приведет к тепловому выходу из строя, вызывая пожары и даже небольшие взрывы. Их можно смягчить, используя в конструкции элементы безопасности, такие как ограничители тока или плавкие предохранители. Тем не менее, об этом следует помнить при использовании танталовых конденсаторов, близких к их номинальным.

По сравнению с керамическими конденсаторами эквивалентное последовательное сопротивление танталового конденсатора относительно велико, обычно на несколько порядков выше.Это делает танталовые конденсаторы плохим выбором для высокочастотных приложений.

Танталовые конденсаторы

, как правило, значительно дороже, чем MLCC, поэтому использование танталовых крышек для общих приложений становится все более редким. У них действительно есть некоторые выдающиеся особенности, которые делают их идеальными для определенных приложений, несмотря на их дополнительную стоимость.

Линейное изменение емкости с температурой

Танталовые конденсаторы демонстрируют линейное изменение емкости в зависимости от температуры.Это линейное изменение упрощает расчет емкости в критических условиях. В дополнение к линейному изменению емкость танталовых конденсаторов увеличивается с температурой, что дает преимущества, например, для накопления энергии или стабильности при изменении нагрузки импульсного источника питания. Если танталовый конденсатор находится рядом с импульсным блоком питания, его емкость немного возрастет, поскольку блок питания подвергается большой нагрузке и нагревается.

Зависимость емкости MLCC и танталового конденсатора от температуры
Источник изображения

Ограниченные микрофонные / пьезоэлектрические эффекты

Благодаря пьезоэлектрическому эффекту керамические конденсаторы являются микрофонными, поскольку они вибрируют, генерируя напряжение, как пьезо микрофон.Этот эффект может вызвать дополнительный шум в цепи, что не идеально для плат в условиях высокой вибрации с чувствительными / низковольтными аналоговыми сигналами. Этот шум не является достаточно значительным, чтобы повлиять на цифровые или усиленные аналоговые сигналы, однако неусиленные аналоговые сигналы от преобразователей или другие очень чувствительные сигналы могут быть затронуты. Это одна из причин, по которой многие компоненты, связанные со звуком, не рекомендуют керамические конденсаторы. Танталовые конденсаторы обычно не обладают пьезоэлектрическими / микрофонными характеристиками, что делает их идеальными для аудио приложений или приложений, которые испытывают сильную вибрацию.

Керамический конденсатор и танталовый конденсатор Акустические эффекты
Источник изображения

Характеристики емкости в зависимости от напряжения

Танталовые конденсаторы

очень стабильны при различных условиях постоянного напряжения, если эти условия не выходят за пределы номинальных значений конденсатора. Емкость многослойных керамических конденсаторов значительно изменяется с увеличением напряжения, уменьшаясь по мере увеличения напряжения. Это может быть жизненно важным для приложений с переменным напряжением, а также может сделать танталовый конденсатор сопоставимым по цене с MLCC в определенных приложениях.Танталовый конденсатор обычно дает полную заявленную емкость без каких-либо допусков. Для источников питания с низким уровнем шума и критических систем развязки, где керамический конденсатор может работать при напряжении, близком к максимальному, вам потребуется 1/3 емкости от танталового конденсатора, как от керамического конденсатора. В качестве альтернативы вам понадобится 1/3 количества параллельных конденсаторов, чтобы иметь такую ​​же реальную емкость, что может обеспечить значительную экономию места.

Емкость как функция смещения постоянного тока для танталового конденсатора (TC) и MLCC
Источник изображения

Стабильность во времени

Диэлектрическая проницаемость керамических конденсаторов из-за деградации со временем поляризованных доменов в сегнетоэлектрических диэлектриках. Хотя это может звучать как линия технической болтовни из научно-фантастического сериала, реальный эффект заключается в уменьшении емкости с течением времени. С другой стороны, танталовые конденсаторы, как правило, остаются стабильными в течение всего срока службы.Танталовые конденсаторы также не высыхают и не разрушаются, как алюминиевые электролитические конденсаторы, что делает танталовые конденсаторы идеальными для приложений с длительным сроком службы, особенно в сценариях, где обслуживание дорого или невозможно, или где устройство критически важно.

Старение MLCC проявляется в уменьшении емкости с течением времени
Источник изображения

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы являются культовыми. Если вы будете искать изображения конденсаторов, вы, скорее всего, получите изображение алюминиевого электролитического конденсатора.В современной электронике алюминиевые конденсаторы в основном используются для емкостных емкостей большой емкости, где требуется значительная емкость из-за их большого размера, высокого ESR и утечки тока. Несмотря на то, что они были заменены во многих приложениях, они по-прежнему очень популярны из-за их огромных значений емкости, высоких значений максимального напряжения и низкой стоимости.

Основные алюминиевые электролитические конденсаторы
Источник изображения

Алюминиевый электролитический конденсатор состоит из жидкого электролита.Электролит представляет собой жидкость или гель с высокой концентрацией ионов. Как и танталовые конденсаторы, которые также являются электролитическими, алюминиевые электролитические конденсаторы поляризованы. Это означает, что положительный вывод должен иметь более высокий потенциал, чем отрицательный. В отличие от научно-фантастических шоу, где капитан призывает «поменять полярность», чтобы что-то заработало, если вы сделаете это с алюминиевым конденсатором, он быстро выйдет из строя, лопнет и потенциально загорится.

Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора
Image Source

Алюминиевые конденсаторы во многих приложениях были заменены более дешевыми многослойными керамическими конденсаторами, алюминиево-полимерными конденсаторами с низким ESR или танталовыми конденсаторами из-за большого количества недостатков алюминиевых электролитических конденсаторов.Алюминиевые конденсаторы имеют очень высокое эквивалентное последовательное сопротивление, что заставляет их рассеивать большую мощность, когда на конденсатор подаются сигналы с высокой частотой или большой амплитудой. Срок службы алюминиевого конденсатора сильно ограничен электролитом, который может высохнуть – срок службы значительно сокращается при высоких температурах эксплуатации. Ток утечки алюминиевого конденсатора значительно выше, чем у конденсаторов большинства других типов, что делает их менее идеальными для применения в соединительных устройствах.

Из-за недостатков эти конденсаторы непригодны для многих современных приложений. Однако алюминиевые конденсаторы никуда не денутся, поскольку у них есть несколько преимуществ, не в последнюю очередь из-за их мизерной стоимости при сопоставимой емкости / напряжении. Алюминиевые конденсаторы также предлагают значения емкости до нескольких фарад и гораздо более высокие напряжения, чем многие другие типы конденсаторов, по крайней мере, если принять во внимание емкость. Несмотря на свой размер, они могут иметь меньшую площадь основания, чем эквивалентная емкость нескольких других конденсаторов другого типа, подключенных параллельно, поскольку для алюминиевых конденсаторов характерно высокое соотношение диаметра к высоте.Если вертикальный зазор не является проблемой, алюминиевый конденсатор может иметь исключительную емкость для его площади основания.

По сравнению с танталовыми конденсаторами, алюминиевые конденсаторы, как правило, меньше повреждают цепь при выходе из строя. Когда срок службы алюминиевого конденсатора подходит к концу, его емкость постепенно уменьшается. Если он выходит из строя из-за перенапряжения или другого неправильного обращения, он обычно лопнет или разбухнет, не повредив при этом кусок вашей печатной платы, или вызовет пожар.

В то время как полимерные версии алюминиевых конденсаторов обладают множеством преимуществ, простой алюминиевый конденсатор значительно дешевле, а также обеспечивает более высокое максимальное номинальное напряжение.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

могут быть заменены во многих приложениях, поскольку они не соответствуют строгим требованиям современной схемотехники, они по-прежнему непревзойденны в приложениях, где большие значения емкости требуются при ограниченном бюджете. Они используются во многих импульсных источниках питания для уменьшения пульсаций напряжения, аудио или других фильтров нижних частот, сглаживания или измерения объемной емкости.Хотя они могут быть не идеальным выбором, иногда они – единственный выбор или единственный способ добиться стабильной схемы в рамках бюджета.

Конденсаторы полимерные

Полимерные конденсаторы – это относительно новая технология, которая быстро становится распространенным типом электролитических конденсаторов. Они являются отличной альтернативой основным алюминиевым и танталовым конденсаторам, а в некоторых случаях даже многослойным керамическим конденсаторам. В этих конденсаторах в качестве электролита используются проводящие твердые полимеры, а не жидкие или гелевые электролиты, которые встречаются в традиционных электролитических конденсаторах.Поскольку и алюминиево-полимерные, и тантал-полимерные конденсаторы предлагаются в тех же корпусах, что и их родительские жидкие электролиты, можно легко модернизировать существующую конструкцию до полимерных конденсаторов и воспользоваться преимуществами.

Полимерные конденсаторы
Image Source

Благодаря использованию твердых электролитов, полимерные конденсаторы позволяют избежать высыхания жидкого электролита, что серьезно ограничивает срок службы классических электролитических конденсаторов.

Полимерные конденсаторы

могут использоваться в качестве замены танталовых электролитических конденсаторов в большинстве ситуаций, если они не превышают максимальное номинальное напряжение, которое, как правило, ниже, чем у классических электролитических конденсаторов.Чаще всего встречаются полимерные конденсаторы с номинальным напряжением до 35 В постоянного тока, но все еще существует множество вариантов примерно до 63 В постоянного тока. Существует ограниченное количество конденсаторов, рассчитанных на 250 В постоянного тока для алюминиевого полимера или 125 В постоянного тока для танталового полимера.

Другая причина, по которой существующие конструкции обычно не заменяют большинство танталовых или алюминиевых электролитических конденсаторов полимерными, заключается в том, что они относительно дороги по сравнению с ними. При этом есть несколько преимуществ использования полимерных конденсаторов в конструкциях, особенно в источниках питания.В нескольких моих статьях по проекту с открытым исходным кодом я указывал алюминиево-полимерные конденсаторы, поскольку их производительность на доллар была непревзойденной для этих конкретных приложений.

Характеристики емкости в зависимости от напряжения

Подобно танталовым электролитическим конденсаторам, которые мы рассматривали ранее, полимерные конденсаторы имеют практически идентичные свойства, когда дело касается зависимости емкости от напряжения – емкость увеличивается линейно с увеличением температуры.

Зависимость емкости MLCC и полимерного конденсатора от времени и температуры
Источник изображения

Очень низкое ESR

Существенным недостатком традиционных танталовых и алюминиевых конденсаторов является их высокое эквивалентное последовательное сопротивление.При использовании для фильтрации приложений в импульсном источнике питания трудно получить мелкие пульсации напряжения или уменьшить кондуктивные электромагнитные помехи. ESR полимерных конденсаторов аналогичен многим керамическим конденсаторам, что делает их идеальными для применения в фильтрах, поскольку они предлагают значительно более высокие значения емкости, чем керамические конденсаторы. Хотя полимерные конденсаторы значительно дороже, чем их аналоги с жидким электролитом, они все же намного дешевле, чем эквивалентное количество параллельных керамических конденсаторов.Низкое ESR полимерных конденсаторов делает их идеальными для любых приложений с сильноточной пульсацией, где требуется большая емкость.

Высокая емкость

Алюминиевые полимерные конденсаторы

в основном имеют очень высокую плотность емкости для занимаемой ими печатной платы. Танталовые полимерные конденсаторы обычно не выпускаются в высоких корпусах, как это делают алюминиевые конденсаторы. Высокие цилиндрические алюминиевые конденсаторы позволяют обеспечить исключительно высокую емкость за счет использования компонентов с высоким соотношением сторон, которые очень высоки по сравнению с занимаемой площадью – если позволяют зазоры.

Нет утечки

Алюминиевые конденсаторы

известны тем, что выходят из строя из-за высыхания или утечки электролита. Протекающий конденсатор может повредить печатную плату, которую в противном случае можно было бы отремонтировать, просто заменив конденсатор. Благодаря твердому полимерному электролиту утечка невозможна.

Без пьезоэффекта

Как и их неполимерные аналоги, как обсуждалось ранее, полимерные варианты не имеют пьезоэлектрических / микрофонных проблем, что делает их идеальными для аудио и других чувствительных аналоговых приложений с малым сигналом.

Стабильность частоты

Как упоминалось ранее, полимерные конденсаторы отлично подходят для высокочастотных применений по сравнению с их аналогами с жидким электролитом. Хотя они не так хороши, как керамический конденсатор, они очень близки и могут предложить высокую емкость по той же цене и занимаемой площади на плате по сравнению с вариантом керамического конденсатора.

Параметр емкости полимерных, MLCC и танталовых конденсаторов в зависимости от частоты
Источник изображения

Это делает полимерные конденсаторы превосходными для источников питания и аудиоприложений.Хотя полимерный конденсатор обычно дороже, чем другие альтернативы, он может предложить экономию затрат по сравнению с керамическими конденсаторами из-за уменьшения емкости при напряжении в керамике, что требует меньшего количества полимерных конденсаторов для выполнения той же работы.

В качестве примера можно взять простой DC-DC понижающий блок питания:

Преобразователь постоянного тока в качестве примера замены MLCC полимерными конденсаторами
Источник изображения

Для приведенного выше приложения требуется емкость 250 мкФ на входе и емкость 450 мкФ на выходе.После рассмотрения ухудшения емкости керамического конденсатора, перенапряжения, старения и температуры, нам необходимо снизить характеристики керамического конденсатора примерно на 70%. Это снижение означает, что емкость должна быть около 833 мкФ на входе и 1500 мкФ на выходе. Для этого потребуется восемнадцать керамических конденсаторов по 47 мкФ на входе и пятнадцать керамических конденсаторов по 100 мкФ на выходе. Используя полимерные конденсаторы, мы могли бы вместо этого использовать два полимерных конденсатора по 150 мкФ на входе и один полимерный конденсатор емкостью 470 мкФ на выходе.Поскольку полимерные конденсаторы не нуждаются в снижении номинальных характеристик, они обеспечивают 30% -ную экономию затрат и 50% -ную экономию площади печатной платы.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы

, как следует из названия, используют в качестве диэлектрика тонкую пластиковую пленку. Эти конденсаторы дешевы, очень стабильны во времени, имеют очень низкую самоиндукцию и эквивалентные параметры последовательного сопротивления. Некоторые пленочные конденсаторы могут выдерживать очень большие скачки реактивной мощности.

Пленочные конденсаторы переменного тока
Источник изображения

В процессе вытяжки изготавливается очень тонкая пленка, которую затем можно металлизировать или оставить без обработки в зависимости от свойств, требуемых для конденсатора.Затем добавляются электроды, и сборка устанавливается в корпус, защищающий конденсатор от воздействия окружающей среды.

Относительно плохой диэлектрик делает этот тип конденсатора очень большим по сравнению с другими типами, что придает ему очень низкую емкость на единицу объема, что позволяет использовать его в значительно различных приложениях по сравнению с другими вариантами, которые мы рассмотрели. Пленочные конденсаторы используются во многих приложениях, где требуются стабильность, низкая индуктивность и низкая стоимость.

Интересным аспектом металлизированных пленочных конденсаторов является их самовосстановление.Самовосстановление происходит, когда дефекты вызывают скачки внешнего напряжения. Любая дуга внутри конденсатора испаряет тонкую металлизацию пленки вокруг места повреждения. Это приводит к тому, что участок, который не смог потерять металлизированное покрытие – без проводящего материала больше не будет короткого замыкания, поэтому конденсатор перестает находиться в режиме отказа.

Полиэфирная пленка

Полиэфирные пленочные конденсаторы – это недорогие пленочные конденсаторы общего назначения, основным преимуществом которых является превосходная стабильность при более высоких температурах (до 125 ° C)

Основные характеристики:

• Корпуса с выводами и для поверхностного монтажа
• Может работать при 125 ° C с пониженным напряжением
• Высокая толерантность
• Высокая диэлектрическая прочность для относительно небольших высоковольтных конденсаторов
• Низкое СОЭ
• High dV / dt – может использоваться в приложениях, где присутствуют резкие и быстрые всплески времени нарастания

Обычно они используются для:

• Цепи, в которых конденсатор должен выдерживать высокие пиковые уровни тока.
• Фильтрация, где не требуются высокие уровни допуска.
• Приложения общего назначения и развязки, а также блокировка по постоянному току.
• Источники питания, в которых не требуется очень высокая емкость электролитических конденсаторов.
• Аудиоприложения.

Конденсатор из полиэфирной пленки
Источник изображения

Полипропиленовая (ПП) пленка

Конденсаторы с полипропиленовой пленкой широко доступны и используются в самых разных областях.

Основные характеристики

• Чрезвычайно жесткий допуск (до 1%).
• Очень стабильны, так как они претерпевают очень низкие изменения емкости с течением времени и приложенного напряжения, а их температурный коэффициент довольно низкий, отрицательный и линейный.
• Большинство конденсаторов из полипропилена имеют очень низкое последовательное последовательное сопротивление (ESR) и низкую самоиндуктивность.
Конденсаторы
• PP могут работать с экстремальными напряжениями (от u до 1 кВ).
• Диапазон довольно высоких температур до 100 ° C и выше.
• Доступен только как компонент с выводами.
• Доступен только для очень низкого диапазона емкости (от 100 пФ до 10 нФ).

Конденсаторы

PP используются во многих приложениях:

• Приложения для цепей высокой мощности / высокого напряжения переменного тока.
• Цепи с высокими уровнями пикового тока.
• Высокочастотные резонансные контуры.
• Прецизионные схемы синхронизации.
• Системы балластного освещения.
• Импульсные источники питания.
• Цепи выборки и хранения.
• Аудиоприложения премиум-класса, которые, по мнению многих энтузиастов, обеспечивают лучшую производительность и, следовательно, лучшее качество звука.
• Цепи высокочастотного импульсного разряда.

Конденсатор полипропиленовой пленки
Источник изображения

ПТФЭ / тефлоновая пленка Пленочные конденсаторы из ПТФЭ

выпускаются как в металлизированном, так и в пленочном / фольгированном вариантах. Эти конденсаторы выдерживают экстремальные температуры и обеспечивают стабильную работу. Однако эти конденсаторы относительно дороги и, как правило, используются для узкоспециализированных приложений.

Основные характеристики:

• Может работать при температуре до 200 ° C

Пленочный конденсатор из ПТФЭ
Источник изображения

Пленка из полистирола

Пленка из полистирола традиционно известна как дешевые конденсаторы общего назначения с высокой стабильностью, низким рассеянием и утечкой.

Основные характеристики:

• Высокая изоляция
• Низкая утечка
• Низкое диэлектрическое поглощение
• Низкие искажения (из-за этого они нравятся аудиоэнтузиастам)
• Хорошая температурная стабильность

Пленочный конденсатор из полистирола
Источник изображения Сравнение популярных пленочных конденсаторов
Источник изображения

Слюдяные конденсаторы

Слюдяные или серебряные слюдяные конденсаторы – это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика используется слюда.Слюда – очень электрически, химически и механически стабильный материал. Несмотря на то, что он обладает хорошими электрическими характеристиками и устойчивостью к высоким температурам, он имеет высокую стоимость сырья. Слюда также устойчива к большинству кислот, воды, масел и растворителей. Эти конденсаторы изготавливаются путем прослоения листов слюды с металлом с обеих сторон. Серебряные слюдяные конденсаторы встречаются редко, но все еще используются, когда требуются стабильные и надежные конденсаторы с очень низкими номиналами. У них очень низкие потери, их можно использовать для высоких частот, и их значения невероятно стабильно меняются с течением времени.

Серебряные слюдяные конденсаторы
Источник изображения

Основные характеристики слюдяных конденсаторов:

• Высокая точность – до 1% от номинального значения емкости.
• Высокая стабильность – эти конденсаторы очень стабильны, практически не разрушаются со временем, а сборка защищена эпоксидной смолой.
• Высокая устойчивость к температуре.
• Высокая устойчивость к напряжению (до 1кВ).
• Высокая устойчивость к частоте.
• High Q, low ESR / ESL
Конденсаторы
• Mica громоздкие и довольно дорогие.

Серебряные слюдяные конденсаторы используются в:

• Фильтры – высокие уровни допуска и стабильности позволяют точно рассчитывать фильтры и быстро прогнозировать их работу.
ВЧ-генераторы
• и другие ВЧ-схемы – в этих приложениях их низкие уровни потерь позволяют улучшить добротность настроенной схемы.
• ВЧ передатчики большой мощности.
• Приложения высокого напряжения.

Кремниевые конденсаторы

Кремниевые конденсаторы, по крайней мере, в качестве дискретных компонентов, являются относительно новым типом конденсаторов.Интересно отметить, что наиболее распространенным типом конденсаторов в мире по объему являются силиконовые конденсаторы, используемые в интегральных схемах, таких как RAM и flash. Этот тип дискретных конденсаторов основан на таких диэлектриках, как диоксид кремния и нитрид кремния, которые используются для изготовления конденсаторов высокой плотности. Такие конденсаторы весьма применимы в ситуациях, когда требуется высокая стабильность, надежность и устойчивость к высоким температурам.

Кремниевые конденсаторы для поверхностного монтажа
Источник изображения

Кремниевые конденсаторы имеют следующие преимущества:

• Высокая стабильность при высоких температурах – кремниевые конденсаторы выдерживают температуру до 250 ° C.
• Емкость не снижается из-за напряжения смещения постоянного тока.
• Чрезвычайно высокий потенциал миниатюризации.
• Очень низкий ток утечки и низкий коэффициент потерь.
• Низкая частота отказов.
• Минимальная СОЭ и ESL.

Ограничения кремниевых конденсаторов:

• Низкие значения емкости (до 5 мкФ).
• Утечка заряда.
• Чрезвычайно дорогой (от 5 до 5000 раз дороже, чем MLCC с тем же значением и номинальным напряжением).

Стоимость кремниевых конденсаторов гарантирует, что они используются только в очень специфических приложениях. Вы найдете их в абсолютно критически важных и, как правило, дорогих устройствах, где производительность и надежность являются наивысшим приоритетом, а стоимость второстепенна. Это означает, что вы найдете кремниевые конденсаторы в медицинских, военных и аэрокосмических приложениях, а также в высокопроизводительных ВЧ-устройствах.

Если приложение требует чрезвычайно жестких допусков при очень высокой производительности, нет другого типа конденсатора, который мог бы сравниться с кремниевыми конденсаторами.

Суперконденсаторы

Суперконденсаторы – это еще один тип конденсаторов, который нельзя сравнивать с другими. Этот тип конденсатора используется для совершенно иной цели, чем описанные выше. Суперконденсаторы, по крайней мере, в применении, больше похожи на батареи, чем другие типы конденсаторов, которые мы обсуждали. Основное назначение этих конденсаторов – аккумулирование энергии с помощью сильноточного источника питания или приложений резервного копирования памяти, таких как RAM или GPS.

В настоящее время вкладываются значительные средства в исследования и разработки суперконденсаторов в качестве альтернативы батареям для электромобилей.Следующее десятилетие будет очень интересным с быстрым развитием этой технологии.

Интересные плоские суперконденсаторы от Murata
Источник изображения

Диапазон емкости суперконденсаторов начинается от мФ до нескольких килофарад, что является значительным количеством энергии. Их емкость в тысячи или миллионы раз выше, чем у типичного конденсатора, который вы можете использовать в схемотехнике.

Суперконденсаторы
Image Source

Хотя суперконденсаторы часто сравнивают с литий-ионными батареями, они имеют существенно другие свойства.Их не следует путать с «литиевыми конденсаторами», которые представляют собой литий-ионную или полимерную батарею в корпусе конденсатора.

Функция	Суперконденсатор	Литий-ионный аккумулятор
Время зарядки	1-10 секунд	10–60+ минут
Срок службы	1 миллион циклов / 30 000 часов	500+
Напряжение элемента	2.От 3 до 2,75 В	3,6 В номинальное
Удельная энергия	5 Втч / кг (номинал)	от 120 до 240 Втч / кг
Удельная мощность	До 10000 Вт / кг	от 1000 до 3000 Вт / кг
Стоимость кВтч	10 000 долларов (номинал)	250-1000 долларов оптом
Срок службы (промышленный)	10-15 лет	5-10 лет
Температура заряда	от -40 до 65 ° C (от -40 до 149F)	от 0 до 45 ° C (от 32 до 113 ° F)
Температура нагнетания	от -40 до 65 ° C (от -40 до 149F)	от -20 до 60 ° C (от -4 до 140 ° F)

Преимущества суперконденсаторов:

• Очень большое количество циклов зарядки / разрядки.
• Колоссальная удельная мощность, позволяющая подавать очень большой ток.
• Длительный срок службы.
• Широкий диапазон рабочих температур.

Однако у этих конденсаторов есть и недостатки, например:

• Очень высокая стоимость.
• Очень низкие напряжения (от 1,5 В до 5 В максимум).
• Умеренно высокий ток утечки, что и делает их. Не подходит для длительного хранения энергии.
• Низкая плотность энергии по сравнению с батареями.
• Сравнительно большой размер.

Заключение

В заключение, каждый тип конденсатора имеет свое место, даже если оно меняется со временем, поскольку новые технологии и улучшения других типов конденсаторов меняют рынок. Некоторые типы конденсаторов могут превосходить другие. Однако, как мы видели, все еще существует множество приложений, в которых один тип конденсатора не может быть заменен для его идеального применения. Конденсаторы, как и любой другой тип компонентов в электронике, все еще развиваются и развиваются, движимые требованиями все более совершенных технологий.Мы часто думаем о конденсаторах как о решенной технологии, но многие конденсаторы, которые мы используем сегодня, значительно отличаются от тех, что были доступны в недавней истории.

Приложения

MLCC быстро растут. Это самые популярные конденсаторы, и на то есть веские причины. Они дешевы, компактны, в целом имеют хорошие характеристики. Они предлагают идеальный компромисс между техническими характеристиками и стоимостью для большинства основных приложений развязки, фильтрации и обхода.

Танталовые конденсаторы

обладают более высокой стабильностью при изменении температуры, смещения постоянного тока и времени.Кроме того, они не подвержены пьезоэлектрическому эффекту и более устойчивы к нагрузкам. К сожалению, они имеют высокое СОЭ, высокую цену и склонность взорваться или превратиться в небольшой огненный шар при незначительном обращении.

Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают очень высокой емкостью и могут иметь высокое максимальное номинальное напряжение. Они также намного дешевле по тем же характеристикам, что и полимерные конденсаторы. Но они большие, имеют высокое СОЭ и со временем высыхают.

Алюминиевые полимерные и танталовые конденсаторы

– это превосходная и захватывающая новая технология.Они обладают почти всеми преимуществами своих традиционных аналогов конденсаторов с добавлением низкого ESR. Однако в настоящее время они все еще относительно дороги и имеют довольно низкие значения максимального напряжения. Поскольку это относительно новая технология, я могу только вообразить улучшения в этих типах конденсаторов в ближайшие годы / десятилетия.

Существует много типов пленочных конденсаторов, каждый из которых предназначен для конкретного применения. Они большие и имеют низкую номинальную емкость, но стабильны и обладают рядом других преимуществ.

Конденсаторы

Mica – самые необычные конденсаторы, которые мы когда-либо видели. У них высокая устойчивость, стабильность и точность, но они относительно редки и дороги.

Кремниевые конденсаторы

термостабильны и надежны, но очень дороги и имеют низкую номинальную емкость. Когда для вашей схемы подойдет только лучшее, вам нужны кремниевые конденсаторы.

Суперконденсаторы

больше похожи на элементы накопления энергии, чем другие конденсаторы, указанные выше. Их чрезвычайно высокая емкость – это фантастика, но цена, высокая утечка и низкое максимальное напряжение резко ограничивают их применение.В будущем суперконденсаторы станут прекрасной альтернативой батареям для многих устройств, предлагая практически мгновенную зарядку и невероятную плотность энергии. Автомобильные компании вкладывают много денег в исследования суперконденсаторов, и это технология, которая может радикально изменить мир и окружающую среду в будущем.

У каждого конденсатора есть место, и выбор, который вы выберете, будет зависеть от вашего применения, дизайна, бюджета и других требований.

Есть еще вопросы? Вызовите специалиста Altium.

Характеристики пленочных конденсаторов

и их применение в системах питания – Блог о пассивных компонентах

Источник: EDN, статья

.

от Руди Рамоса.

Инженеры, разрабатывающие силовую электронику, обнаружили, что конденсаторы необходимы для нескольких функций, от накопления энергии до фильтров и развязки. Доступны различные типы конденсаторов, которые на первый взгляд могут показаться эквивалентными по номинальным значениям емкости и напряжения, но не будут работать одинаково.Неправильный выбор может привести, в лучшем случае, к дорогостоящему «чрезмерно сложному» решению, а в худшем – к ненадежному или небезопасному продукту.

В этом документе описываются различные типы конденсаторов, которые могут быть рассмотрены для использования в приложениях силовой электроники. В частности, сравниваются электролитические и пленочные типы, показывающие, как и когда каждый играет роль. Более подробно описаны различные типы пленок и их конструкция, а также указаны предпочтительные типы. Подробно рассматриваются характеристики емкости, номинального тока пульсаций, устойчивости к переходным напряжениям и уровня безопасности, а также других характеристик.

Обсуждается феномен «самовосстановления» после напряжения напряжения, объясняется его физический механизм и значение, которое оно придает типичным схемам. Определены основные области применения пленочных конденсаторов в силовой электронике и даны рекомендации по выбору подходящих типов пленочных конденсаторов. Затем для некоторых примеров схем приводятся подробные расчеты, показывающие, как выбираются конкретные конденсаторы и их номиналы. Расчеты обобщены, чтобы инженеры могли использовать их в качестве основы для своих проектов.

Трудно представить современную электронику без конденсаторов того или иного типа. Например, они могут быть исчезающе маленькими типами для поверхностного монтажа в сотовых телефонах, но они все еще существуют. В силовой электронике функцией является фильтрация, обработка и передача энергии, и, напротив, объем конденсатора может измеряться в кубических дюймах. В этом приложении иногда кажется очевидным выбор между алюминиевым (Al) электролитическим и пленочным типами, но с точки зрения плотности запасенной энергии Al-электролиты в некотором смысле опережают их.

Единственные сопоставимые типы пленок являются экзотическими и дорогими, такими как «сегментированный высококристаллический металлизированный пропилен», который даже в этом случае не выдерживает должного уровня пульсаций тока при высоких температурах. Ал-электролиты имеют относительно плохую репутацию в отношении срока службы и надежности, но это применимо только в том случае, если они усердно работают. При соответствующем снижении напряжения, тока пульсаций и температуры они могут прослужить много лет. Их низкая стоимость для данного номинального значения емкости-напряжения (CV), конечно, является важным фактором.Это означает, что они являются практическим решением для приложений хранения большого объема энергии, таких как внутренняя высоковольтная шина постоянного тока обычных источников питания переменного и постоянного тока.

Пленочные конденсаторы нашли свое место в силовой электронике

Типы пленочных конденсаторов

, безусловно, имеют некоторые преимущества перед своими собратьями из алюминиево-электролитического сплава; они могут иметь гораздо более низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) для того же номинала CV, что, как правило, дает им гораздо лучшие рейтинги пульсирующего тока.Они также относительно более терпимы к перенапряжению и, в значительной степени, могут в некоторых случаях «самовосстановиться» после определенной степени поломки, повышая надежность и срок службы системы.

Когда происходит локальный пробой, в корпусе пленочного конденсатора образуется короткое замыкание, но возникает плазменная дуга, которая устраняет короткое замыкание. Однако это работает только в пределах стресса; катастрофический отказ все еще может произойти из-за отложения углерода и сопутствующего повреждения диэлектрической изоляции.На практике алюминиевые электролиты могут выдерживать только 20% перенапряжения, в то время как показатель для пленочных типов может составлять 100% в течение ограниченного времени. Разница в режимах отказа также значительна; После перенапряжения алюминиевые электролиты часто выходят из строя, что приводит к взрыву, вызывая выброс жидкого электролита и повреждение других компонентов.

Это правда, что теоретическая интенсивность отказов для алюминиевых электролитов и пленочных типов может быть сопоставима с правильным снижением номинальных характеристик, но в реальных приложениях со случайными напряжениями, например, от индуктивных нагрузок или ударов молнии, надежность системы может быть совершенно разной. две технологии.Разрушение из-за влажности является проблемой для пленочных конденсаторов, но это характерно для других компонентов, поэтому для обеспечения максимальной надежности следует контролировать их.

Когда накопление энергии не является основным параметром, пленочные конденсаторы большой емкости могут быть высокоэффективным решением. Примером может служить шина постоянного тока с батарейным питанием, которую вы видите в электромобилях, системах альтернативной энергетики и источниках бесперебойного питания. В этих приложениях основная функция конденсатора – источник и приемник высокочастотных пульсаций тока, которые могут измеряться в сотнях или тысячах ампер, где низкое ESR конденсатора жизненно важно для достижения низких потерь и низкого напряжения пульсаций.

Переход к более высоким напряжениям на шине также способствует развитию пленочных конденсаторов; та же энергия сохраняется с меньшими номинальными значениями CV при высоком напряжении (из-за «квадрата» в E = CV2 / 2), поэтому требуется меньшая емкость, и при необходимости доступны типы пленок с номинальными значениями кВ. Al-электролиты ограничены своей технологией примерно до 550 В, и, хотя они могут быть объединены для более высокого напряжения, им присущ высокий и переменный ток утечки, требующий параллельных балансировочных резисторов с соответствующими затратами и потерями.Мы обсудили режим короткого замыкания алюминиевых электролитов; при последовательном подключении один из них, вышедший из строя таким образом, создаст высокое напряжение на других, что приведет к лавинообразному ущербу.

Практическое различие между пленочными и алюминиево-электролитическими конденсаторами заключается в их вариантах монтажа. Пленка доступна в форме прямоугольных коробок с эффективными объемами с возможностью выбора провода, винта, наконечника, вставного соединителя или даже шинных выводов. Для алюминиевых электролитов круглая металлическая банка является единственным стандартным вариантом, хотя и с аналогичным набором разъемов.В отличие от алюминиевых электролитов, типы пленок неполярны, они могут нормально работать с любой полярностью приложенного напряжения, что делает их обратными. Это также означает, что они идеально подходят для приложений, в которых применяется переменное напряжение, например, для выходной фильтрации инвертора.

Мы говорили о «пленочных» конденсаторах в целом, но есть много подтипов с разными характеристиками и областями применения. На рис. 1 [1] приводится сводка некоторых типов, которые могут использоваться в силовой электронике, с указанием их основных характеристик.

Рисунок 1 Характеристики пленочного конденсатора.

По характеристикам полипропилен является хорошим претендентом на применение в системах питания, благодаря широкому диапазону напряжения и емкости, а также хорошим характеристикам самовосстановления. Также важно особенно низкое значение коэффициента рассеяния (DF) на всех частотах; DF – это отношение ESR к емкостному сопротивлению ZC = 1 / 2πfC.

Низкое значение означает меньший эффект нагрева по сравнению с другими диэлектриками и позволяет сравнить потери на микрофарад емкости конденсаторов разных типов.Как правило, DF немного меняется в зависимости от температуры и частоты, но полипропилен показывает лучшие результаты при сравнении, см. Графики на Рисунке 2.

Рис. 2 Типичное изменение коэффициента рассеяния в зависимости от температуры и частоты для полипропиленовой пленки. (Источник: Cornell Dubilier)

Для менее ответственных применений в области энергетики полиэстер может быть отличным недорогим выбором с его высокой удельной емкостью (CV на объем) и широким диапазоном температур.

Конструкция полипропиленового конденсатора

Если взглянуть на полипропиленовые конденсаторы более подробно, то можно выделить две основные конструкции – металлическую фольгу и осаждение металла, показанные на Рисунке 3, взятом из ссылки [2].

Рис. 3. Технологии изготовления пленочных конденсаторов.

В первом случае металлическая фольга толщиной около 5 микрон помещена между слоями диэлектрика и дает возможность высокого пикового тока, но без самовосстановления. В конструкции металлизированной пленки алюминий или иногда цинк или сплав цинка при температуре около 1200 ° C осаждают на полипропиленовую пленку под вакуумом до толщины около 20-50 нм.

Пленка выдерживается при низкой температуре во время осаждения, обычно от -25 ° C до -35 ° C.В этом процессе включено самовосстановление. При использовании локальный пробой вызывает интенсивный нагрев, возможно, до 6000 ° C, что вызывает образование плазменной дуги. Это локально испаряет металлизацию, и быстрое расширение плазмы гасит дугу, изолируя дефектную область в течение примерно 10 мкс и позволяя конденсатору продолжать работать. Некоторая емкость теряется, но эффект минимален, и его можно использовать как меру старения компонента, если отслеживать его с течением времени.

Металлизация иногда делится на участки на пленке, возможно, миллионы, с узкими «затворами», подающими ток на сегменты и действующими как предохранители при больших перегрузках.Пиковый ток немного снижается за счет сужения пути полного тока, но введенный дополнительный запас безопасности, следовательно, позволяет рассчитать конденсатор на более высокое напряжение.

В некоторых конструкциях конструкция из фольги и металлизации объединена для достижения компромисса между обработкой пикового тока и самовосстановлением. Металлизация также может быть отделена от края конденсатора, чтобы более толстый материал по краям обеспечивал лучшую передачу тока и более надежное соединение с помощью пайки или сварки.Сортировка может быть ступенчатой ​​или непрерывной.

Эффекты частичного разряда

Используемая полипропиленовая пленка имеет диэлектрическую прочность около 650 В / мкм при толщине около 2 мкм, поэтому легко получить номинальное напряжение устройства в несколько кВ с деталями, доступными на 100 кВ. Однако есть эффект, который проявляется при очень высоких напряжениях – частичный разряд или «частичный разряд». Иногда это называется «короной». Это разрушение микропустот в основной части диэлектрического материала или воздушных зазоров между изоляционными слоями.

Эффект состоит в том, чтобы вставить «частичное» короткое замыкание в изоляцию, эффективно сокращая изолирующий путь и локально снижая пороговое напряжение пробоя. Каждое короткое замыкание создает дополнительную нагрузку на оставшуюся изоляцию, и по мере того, как они накапливаются с течением времени, достигается критическая точка и происходит полный пробой.

Для обнаружения частичного разряда используется специализированное оборудование для регистрации отдельных событий пробоя по переходному дополнительному току, протекающему во время испытания высокого напряжения.Энергия в событиях измеряется в пикокулонах, и ее трудно обнаружить, но она является хорошей мерой состояния изоляции с течением времени. «Кривая Пашена описывает эффект частичных разрядов», рис. 4, график А, с его характеристикой и малоизученным «минимумом» во взаимосвязи между размером микропустот и напряжением пробоя. Графики B и C представляют собой два примера напряженности поля через изолятор – точки над кривой Пашена (A), вероятно, вызовут пробой частичных разрядов. У PD есть «начальное» напряжение для начала пробоя, но меньшее «затухающее» напряжение перед остановкой пробоя.

Рис. 4 Кривая Пашена.

Пропитка высоковольтных конденсаторов маслом помогает при частичных разрядах за счет вытеснения воздуха с его нижним порогом пробоя из поверхностей раздела изоляции. Заполняемые смолой конденсаторы низкого напряжения также помогают в этом отношении и дополнительно повышают механическую прочность.

ЧР является следствием напряженности электрического поля, кВ / мм, поэтому более толстый диэлектрический материал менее восприимчив, но за счет компонентов большего размера при том же номинальном постоянном напряжении.Конденсаторы могут быть подключены последовательно, так что по отдельности они будут видеть более низкое напряжение напряжения ниже точки возникновения частичного разряда, но могут потребоваться балансировочные резисторы. Иногда высоковольтные конденсаторы формируются из последовательных элементов в одном корпусе, чтобы избежать частичных разрядов.

Применение конденсаторов в силовой электронике

Мы упоминали, что критически важным применением являются конденсаторы на шине постоянного тока силовых преобразователей или инверторов, и что необходимость обеспечения «сквозного движения» или «удержания» была определяющим фактором при выборе типов алюминиевых электролитических или пленочных конденсаторов.Возможно, будет полезно взять пример и посмотреть, как подходит каждый тип. Автономный преобразователь переменного тока в постоянный мощностью 1 кВт с КПД 90% и входным каскадом со скорректированным коэффициентом мощности. Его внутренняя шина постоянного тока работает при номинальном напряжении 400 В постоянного тока, которое падает до 300 В постоянного тока до того, как преобразователь перестанет регулировать, рисунок 5.

Рис. 5 Алюминиевый электролитический конденсатор обеспечивает эффективную работу.

Если после отключения электроэнергии требуется время прохождения 20 мс, на шине постоянного тока необходим конденсатор, чтобы преобразователь мог продолжать работать с выходной мощностью 1 кВт на время отключения электроэнергии.Чтобы рассчитать необходимую емкость (C), мы приравниваем разницу в энергии в конденсаторе, когда она падает с 400 В (Vn) до 300 В (Vd), с энергией, подаваемой на преобразователь, то есть мощностью (Po), умноженной на время. (t), деленное на эффективность (η).

Если выбрать обычный высококачественный конденсатор из линейки TDK в их серии B43508, он будет иметь размер около трех кубических дюймов или 52 см3. Чтобы получить такую ​​же общую емкость и номинальное напряжение от пленочных конденсаторов аналогичного класса в серии TDK B32678, вам потребуется 16 параллельно подключенных с общим объемом 98 кубических дюймов или 1600 см3.Разница в размере составляет около 30 раз при аналогичном соотношении затрат.

В случае, когда сквозное движение не является обязательным, но используется конденсатор для минимизации пульсаций напряжения на шине 400 В постоянного тока, как, например, в приложениях для электромобилей, типичные значения могут быть, скажем, 80 А действующего значения пульсирующего тока (Irms). преобразователем 20 кГц, расположенным ниже по потоку, с максимальным значением пульсаций напряжения 4 В. Емкость C может быть приблизительно выражена как:

Иногда можно встретить практическое правило для конденсаторов в этом положении с номиналом 20 мА на мкФ, что согласуется с нашим результатом.В серии TDK B43508 есть небольшая и недорогая деталь, рассчитанная на 180 мкФ, 450 В, но с номинальным током пульсаций всего 3,5 А при 60 ° C, включая коэффициент частотной коррекции. Следовательно, нам потребуется 23 параллельно подключенных для 80 А пульсаций с ненужной общей емкостью 4140 мкФ и объемом около 38 кубических дюймов или 621 см3, учитывая плохой коэффициент упаковки.

ESR каждого конденсатора составляет около 1 Ом, поэтому при среднеквадратичном значении 3,5 А каждый будет рассеивать около 10 Вт. Если мы посмотрим на пленочные конденсаторы, опять же из серии TDK B32678, всего четыре параллельно подключенных на общую сумму 160 мкФ, 450 В дают допустимую среднеквадратичную мощность 132 А при объеме 24.5 кубических дюймов или 402 см3. ESR конденсатора составляет 2,5 миллиом, что дает рассеиваемую мощность всего 1 Вт на каждом. Все перевернулось, и пленочные конденсаторы являются правильным выбором с гораздо меньшим рассеиванием, лучше выдерживают перенапряжение, оптимальную емкость и с гораздо меньшей энергией броска, чем в случае с 4140 мкФ. Пленочные конденсаторы легко подключаются в виде коробок с выводами, их нужно всего четыре.

Решающим фактором при выборе конденсатора может быть стоимость, а не физический объем и рассеиваемая мощность, поэтому мы можем взять те же две серии конденсаторов TDK и сравнить значение на джоуль накопленной энергии и номинальный ток пульсации на один ампер.Используя данные дистрибьютора с высоким уровнем обслуживания [4], для номинального значения 180 мкФ 450 В, электролитический алюминиевый тип рассчитан примерно на 0,47 долл. США / джоуль, а пленочный тип – 3 долл. США / джоуль для хранения энергии. Для тока пульсаций Al-электролит стоит 2,68 доллара за ампер, а пленочный тип – 0,42 доллара за ампер. Это показывает, как преимущество в стоимости, близкое к 6: 1, меняется в зависимости от требований приложения. При больших объемах абсолютные затраты будут ниже, но соотношения могут остаться аналогичными.

Пленочные конденсаторы в качестве демпферов

Еще одно важное применение конденсаторов в преобразователях мощности – «демпфирование», преднамеренное замедление формы сигнала переключения для уменьшения электромагнитных помех и напряжения полупроводников (рис. 6).Здесь важным моментом является способность конденсатора выдерживать высокие значения dV / dt или скорость изменения приложенного напряжения, которая может подтолкнуть компонент к высоким среднеквадратичным токам. Опять же, полипропилен – хороший выбор, особенно когда металлизация двухсторонняя и когда он изготовлен в сочетании с металлической фольгой, чтобы выдерживать высокие токи. Конденсаторы, предназначенные для применения, обычно также имеют выводы с очень низкой индуктивностью для низкого сопротивления по переменному току и запас прочности на высокое напряжение, чтобы справляться с иногда неопределенными пиковыми напряжениями.

Рисунок 6 Пленочный конденсатор C в демпфирующей сети.

Пленочные конденсаторы как фильтры питания

Хотя фильтрация часто рассматривается как функция уровня сигнала, в инверторах и моторных приводах, в частности, выходные конденсаторы пропускают большие токи пульсации, чтобы предотвратить высокие уровни dV / dt в кабелях, вызывающие напряжение и электромагнитные помехи, см. Рисунок 7. По мере того, как переменный ток передается на нагрузку , конденсаторы должны быть неполяризованными, в любом случае за исключением использования алюминиевых электролитов.Условия применения часто являются суровыми, и необходимы надежность, устойчивость к колебаниям и объемный КПД полипропиленовых конденсаторов.

Рисунок 7 Пленочные конденсаторы в фильтре электромагнитных помех привода двигателя.

Фильтры электромагнитных помех

Пленочные конденсаторы

широко используются в фильтрах электромагнитных помех линий электропередач, не столько из-за их номинального тока пульсаций, сколько из-за их свойства самовосстановления при возникающих переходных процессах напряжения (рис. 8). Полипропиленовые конденсаторы с рейтингом безопасности агентства обычно имеют рейтинг «X1» или «X2», когда они проходят через линию, выдерживая напряжение 4 и 2 кВ.5 кВ соответственно и может составлять несколько мкФ для соответствия стандартам EMI. Конденсаторы от линии к земле для ослабления синфазных излучений относятся к типам «Y1» и «Y2» с номиналом 8 кВ и 5 кВ, но их значение ограничено соображениями тока утечки в линии. В этих приложениях фильтрации электромагнитных помех низкая самоиндукция типичных пленочных конденсаторов является преимуществом, сохраняя высокий собственный резонанс.

Рис. 8 Типичный сетевой фильтр с пленочными «X» и «Y» конденсаторами.

Выводы

Пленочные конденсаторы

в силовой электронике находят множество применений и превосходны, когда требуются высокие значения пульсирующего тока или когда окружающая среда создает перенапряжение, особенно полипропиленовые типы.Когда сравниваются значения CV пленочных и алюминиевых электролитов, более глубокий анализ показывает, что, хотя алюминиевые электролиты выигрывают из соображений простого хранения энергии, практический выбор компонентов должен включать оценку пульсаций тока и соображения надежности, тогда как пленка часто оказывается лучшим выбором.

источник избранного изображения: TDK

Список литературы

[1] Пленочный конденсатор

[2] Конденсаторы для переключения фильтров регулятора

Capacitor Ceramics – обзор

CERAMICS AND MICAS

Названия, которые используются для типов конденсаторов, являются названиями диэлектрических материалов, потому что характеристики конденсатора так тесно связаны с типом материала, который используется для его изготовления. диэлектрик.Керамика покрывает любой из материалов, состоящих в основном из оксидов металлов, сплавленных при очень высоких температурах; типичное сырье – оксид алюминия (оксид алюминия) и оксид титана. Слюда – это натуральный материал, который распадается на пластины, которые могут быть очень тонкими; его основная форма – минерал мусковит или рубиновая слюда. Когда этот материал разделен на пластины, пластины часто имеют серебристый вид (из-за воздушной пленки между оставшимися пластинами), поэтому их называют серебристо-слюдой . Это вызвало значительную путаницу, потому что покрытие листов слюды серебром создает композит, называемый посеребренной слюдой .

Из-за естественной формы сырья слюда используется для изготовления конденсаторов пластинчатой ​​формы, круглой или прямоугольной. Керамике можно придать любую подходящую форму, включая пластины и трубки, так что диапазон форм конденсаторов больше для керамики, чем для слюды. Какой бы из этих двух типов изолятора не использовался, способ формирования конденсатора заключается в нанесении металлического слоя на каждую сторону диэлектрика.Это проще всего, когда материал имеет форму пластины, а осаждение металла может быть выполнено химическими методами (традиционный метод, который особенно легко осаждать серебро), а также испарением или распылением. Металлический слой необходимо держать в стороне от краев или протирать с краев, чтобы избежать коротких замыканий или потенциальных точек искрения. Затем соединительные провода можно припаять к металлическому слою, а весь конденсатор покрыть изолятором, который может быть из пластика или другого керамического материала.

Трубчатая керамика формируется так же, как и пластины, но процесс металлизации значительно сложнее, и для нанесения покрытия внутри трубки можно использовать только химический метод. Подключение к этому покрытию также является более сложным, но небольшой объем трубчатого типа иногда может быть преимуществом, так что этот тип конденсатора используется в течение многих десятилетий, хотя теперь он исчез из многих каталогов, потому что он может быть изготовлен только в наименьшие размеры емкости, для которых существует множество других вариантов.Пластинчатая форма конденсатора имеет значительное преимущество, заключающееся в том, что металлизированные пластины могут быть сложены вместе для увеличения емкости (рис. 4.4), при очень небольшом увеличении объема.

Слюдяные конденсаторы могут быть выполнены в виде однопластинчатых или уложенных друг на друга пластин. В прошлом конденсаторы с слюдяными пластинами изготавливались из фольги, проложенной между слюдяными пластинами, или с пластинами, скрепленными вместе с помощью металлических люверсов. Эти старые формы теперь устарели, и единственный оставшийся тип – это посеребренная слюдяная конструкция, которая имеет слои серебра, нанесенные на слюду, независимо от того, использует ли конденсатор одну пластину или несколько пластин.Конденсатор из посеребренной слюды обладает наилучшим сочетанием электрических, термических и механических свойств, которое можно найти у конденсатора низкой стоимости.

Натуральная слюда имеет значение относительной диэлектрической проницаемости около 5,4, и это значение сохраняется до очень высоких рабочих частот, особенно до 1 ГГц. Коэффициент рассеяния очень низок на частотах от 1 кГц и выше, порядка 0,0003, хотя при 50 Гц коэффициент рассеяния составляет около 0,005 из-за присутствия ионов в материале (что вызывает рубиновый цвет природного минерала).Диэлектрическая прочность удивительно высока, порядка 150–180 кВ / мм, и это связано с пластинчатой ​​формой материала. Структура слюды состоит из плоских молекул силиката алюминия-калия, которые соединяются вместе в листы, которые в конечном итоге имеют толщину в одну молекулу. Через эти листы нет естественного пути проводимости, потому что расстояние между листами намного больше, чем расстояние между молекулами вдоль листа, так что любая проводимость должна быть вдоль листа, а не от листа к листу.Даже самые тонкие кусочки слюды, которые мы можем разрезать, состоят из множества листов, так что изоляция и электрическая прочность не имеют себе равных среди любого материала, в котором молекулы расположены в трехмерной структуре.

Объемное сопротивление натуральной слюды составляет 5 × 10 ¹⁵ Ом · м, что не является самым высоким значением, но представляет собой среднее значение, не учитывающее огромных различий, вызванных разными направлениями измерения. Значение удельного сопротивления, измеренное в направлении листа слюды, будет намного меньше, чем значение, измеренное между листами, и указанное значение является средним.Слюда является примером анизотропного материала, физические свойства которого будут варьироваться в зависимости от направления измерения длины. Все кристаллические материалы анизотропны, и материалы, которые образуют плоские листы, такие как слюда, очень заметно. Это свойство не ограничивается минералами и кристаллами – древесина является примером очень известного анизотропного материала, прочность которого зависит от направления волокон.

Температурный коэффициент посеребренного слюдяного конденсатора положительный и находится в диапазоне +50 ± 50 ppm / ° C, что не так низко, как у типичной керамики.Чем больше емкость, тем меньше температурный коэффициент. Производимые посеребренные слюды доступны в диапазоне от 2,2 пФ до 100 пФ (10 нФ), а обычная инкапсуляция – это воск, покрытый керамическим цементом. Нормальный диапазон рабочих температур составляет от –40 ° C до + 80 ° C (в некоторых случаях до + 150 ° C и более), с коэффициентом мощности 0,002 и сопротивлением изоляции около 10 ¹⁰ Ом. Рабочее напряжение обычно составляет максимум 350 В, и это значение включает импульсный режим.

Посеребренные слюды сейчас дороги в Великобритании по сравнению с конденсаторами других типов (в США это не так), но их комбинация параметров не имеет себе равных ни у одного другого типа, поэтому приложения, требующие максимально возможной стабильности, должны указывать эти конденсаторы.Типичные применения – это настроенные схемы и фильтры, для которых важна стабильность частоты. Из-за своей физической формы слюды имеют очень низкую самоиндукцию, так что их резонансная частота очень высока, а низкие потери (очень низкое эквивалентное последовательное сопротивление) делают эффективное значение добротности (отношение реактивного сопротивления к сопротивлению) очень большим. высокий.

Все конденсаторы имеют значение собственной индуктивности, которое низкое для значений низкой емкости, но довольно высокое для некоторых типов намотанной фольги.В результате для каждого значения емкости конденсатора будет резонансная частота, когда собственная индуктивность находится в последовательном резонансе с емкостью. На этой частоте конденсатор имеет минимальный импеданс, а выше этой частоты импеданс будет в большей степени индуктивным. Коэффициент добротности конденсатора также будет минимальным на резонансной частоте. Физическая форма посеребренных слюдяных конденсаторов делает их самоиндуктивность очень низкой, особенно когда конденсаторы сделаны в форме, пригодной для поверхностного монтажа (см. Главу 8).Керамические конденсаторы большой емкости и типы фольги (кроме типов с удлиненной фольгой) имеют сравнительно низкие значения собственного резонанса.

Керамические конденсаторы, напротив, очень часто используются в ситуациях, когда потери не имеют большого значения. В отличие от слюды, керамика, которая используется для конденсаторов, изготавливается искусственно, хотя и из натуральных материалов. Традиционные материалы, такие как силикат магния и оксид алюминия, были дополнены другими материалами, такими как титанат бария и диоксид титана, и производители склонны использовать смеси, состав и обработка которых не раскрываются.Большинство производителей теперь указывают буквы / цифры стандартных спецификаций, а не точные материалы.

Из этих стандартов старый установленный N750T96 имеет номер 750, потому что это его температурный коэффициент при преобразовании в конденсатор, а N означает, что коэффициент отрицательный. Также доступен соответствующий материал N150, но наиболее стабильные конденсаторы изготавливаются из материалов COG (ранее известных как NPO) с нулевым температурным коэффициентом и низкой пропиткой.Все эти типы имеют низкие характеристики потерь и заменили посеребренную слюду для критических применений.

•

Керамические конденсаторы емкостью 120 пФ и ниже почти всегда относятся к типу COG (NPO).

Многие другие типы керамики, особенно с высоким содержанием титана, имеют очень высокие значения диэлектрической проницаемости, в некоторых примерах доходящие до 6000. К сожалению, многие из этих керамических материалов также являются сильно анизотропными, что очень нежелательно – значение относительной диэлектрической проницаемости изменяется при изменении приложенного электрического поля, так что значение емкости изменяется по напряжению.Такие материалы, как титанат бария, на самом деле являются пьезоэлектрическими, а это означает, что размеры всего кристалла будут изменяться при изменении напряжения на материале. Некоторые материалы обладают высокой относительной диэлектрической проницаемостью, которая сочетается с разумной стабильностью, и одна из спецификаций таких конденсаторов – X7R / 2C1. Для менее требовательных приложений, где допускается изменение значения емкости в зависимости от приложенного напряжения или температуры, можно использовать спецификацию Z5U / 2F4.

Для некоторых типов керамических конденсаторов коэффициент рассеяния может быть значительным, порядка 0.15% (0,0015) для типа C0G / NP0, возрастает до 3% (0,03) для типа Z5U, так что эквивалентное последовательное сопротивление этих типов сравнительно велико. Тип C0G / NP0 с номинальным нулевым температурным коэффициентом может иметь значения ± 30 ppm / ° C, что является приемлемо низким значением. Другие типы имеют гораздо более высокие температурные коэффициенты, которые могут изменяться, так что значение температурного коэффициента само будет изменяться при изменении температуры. Для этих конденсаторов обычно заменяют температурный коэффициент на процент максимального изменения.Например, если для керамического конденсатора вместо температурного коэффициента указаны цифры + 56%, –35%, это означает, что максимальное изменение, которое можно ожидать при крайних значениях температурного диапазона, будет составлять эти проценты. Номинальный диапазон температур для материала X7R составляет от –55 ° C до + 125 ° C, а для Z5U – от –10 ° C до + 85 ° C. Типичные максимальные изменения в этих диапазонах температур составляют от + 15% до –25% для X7R и от + 56% до –20% для Z5U.

Поэтому области применения керамических конденсаторов должны соответствовать типу используемого диэлектрика.Конденсаторы, в основном в диапазоне 10–100 пФ, в которых используется диэлектрик NPO, подходят для общих (обычно низковольтных) целей, включая схемы настройки генератора, схемы синхронизации и фильтры, характеристики которых не требуют использования посеребренных слюд. Более стабильный из материалов с высокой диэлектрической проницаемостью, X7R, указан для значений примерно до 0,1 мкФ, и эти конденсаторы используются в приложениях байпаса и развязки, менее требовательных схемах фильтрации, синхронизации и для приложений связи, в которых температурная стабильность ниже. важный.Диэлектрик Z5U имеет самый высокий диапазон значений относительной диэлектрической проницаемости и используется для получения очень высоких значений емкости в диапазоне от 0,22 мкФ до 1 мкФ. Эти конденсаторы используются в основном для развязки и байпаса, хотя их также можно использовать для связи в цепях, постоянная времени которых не обязательно должна быть стабильной. Сопротивление изоляции меньшего значения емкости составляет порядка 10 ¹¹ Ом, но для больших значений используется формула 10 ⁹ / C Ом, с C в микрофарадах, чтобы указать сопротивление.

•

Из всех керамических конденсаторов только типы C0G / NP0 подходят для схем выборки и хранения. Эта керамика доступна в размерах до 0,01 мкФ.

Дисковая керамика с высокой относительной диэлектрической проницаемостью изготавливается специально для развязки аналоговых и цифровых схем. Большинство цифровых схем генерируют очень острые импульсы при включении и выключении устройств, и эти импульсы могут распространяться по линиям электропитания постоянного тока или линиям шины, если их не подавить.В большинстве примеров необходимо разместить развязывающий конденсатор на каждой ИС, подключенный между положительной линией питания и землей, но в некоторых схемах, использующих низкие тактовые частоты, это может быть уменьшено до одного конденсатора на каждые пять ИС. Стабильность значения не важна в таком приложении, где важными особенностями являются высокая емкость в небольшом объеме и низкая индуктивность.

Современная дисковая керамика хорошо подходит для этой цели с диапазоном емкости от 1 нФ до 100 нФ (0,1 мкФ). Они могут быть низковольтными, подходящими для цифровых схем, и высоковольтными, которые используются в телевизионных и радиолокационных схемах.Допустимое отклонение значения велико, в диапазоне от + 80% до –200%, и редко указывается изменение в зависимости от температуры. Типичное сопротивление изоляции 10 ¹⁰ Ом. Более специализированной формой для цифрового использования является низкопрофильный тип DIL, который имеет форму и размер ИС, но плоский, с четырьмя контактами, расположенными таким образом, что два контакта подходят к положительным и отрицательным позициям питания типичных ИС и две другие булавки – пустышки. Эти конденсаторы DIL могут быть установлены в монтажное положение ИС под ИС, таким образом сводя к минимуму индуктивность выводов, и при необходимости могут быть установлены поверх существующих ИС, если существующая развязка неадекватна.Диапазон выводов – для 14-, 16-, 20-, 24-, 28- и 40-выводных ИС.

•

Обратите внимание, что старый тип дисковой керамики имел сравнительно высокую самоиндукцию, что делало их непригодными для развязки в критических приложениях. Более современные типы многослойных дисков намного превосходят их.

Конденсаторы с керамической пластиной также используются для проходных (проходных) конденсаторов, используемых для фильтрации нижних частот, когда кабель питания проходит через металлическую панель. Значения варьируются от 100 пФ до 10 нФ, и комбинация последовательной индуктивности и параллельной емкости может быть указана в децибелах затухания для высокочастотных сигналов, предполагая, что стандартное полное сопротивление линии составляет 50 Ом.Проходные типы не эффективны для синусоидальных сигналов менее 10 МГц, но очень полезны для фильтрации цифровых цепей линий питания, особенно сейчас, когда в компьютерных схемах используются высокие тактовые частоты 800 МГц и выше. Значения затухания варьируются от 1 дБ для 10 МГц / 100 пФ до 63 дБ для 1 ГГц / 10 нФ.

Также существует серия конденсаторов с низкой диэлектрической проницаемостью и отрицательными температурными коэффициентами, предназначенных для температурной компенсации. Принцип заключается в том, что, комбинируя основной конденсатор с положительным температурным коэффициентом в настроенной цепи с меньшим значением с отрицательным температурным коэффициентом, можно полностью устранить влияние температуры в разумном диапазоне частот.Поскольку основной конденсатор может быть слюдяного типа с очень низким положительным значением температурного коэффициента, необходимо параллельно подключить только небольшой конденсатор с отрицательным температурным коэффициентом; в качестве альтернативы можно использовать большое значение емкости, подключенное последовательно. Используемые диэлектрики относятся к типам от N150 до N750, и даже можно использовать тип C0G / NP0, поскольку его температурный коэффициент может находиться в диапазоне от +30 до 30 ppm / ° C. Обычно используемые значения находятся в диапазоне от 2,2 пФ до 220 пФ, но доступны и гораздо большие размеры, вплоть до 0.01 мкФ. Некоторые производители используют цветовую маркировку конденсаторов, чтобы указать применимый температурный коэффициент.

Конденсаторы и индукторы различного назначения

Конденсаторы и индукторы являются важными электрическими компонентами, используемыми в электронных схемах, поскольку они предлагают множество преимуществ, включая долгий срок службы и высокую надежность схем, в которых они используются.

По Potshangbam Июль

Электрические цепи являются неотъемлемой частью любого электронного устройства.Их основная задача – направлять и контролировать электрический ток для выполнения различных функций, таких как вычисление, передача данных и усиление сигнала. В основе этих устройств лежит ряд различных компонентов, которые подразделяются на активные и пассивные. Активные компоненты схемы регулируют электрический поток. Однако устройства не могут эффективно работать только с активными компонентами. Хотя пассивные компоненты кажутся менее важными по сравнению с активными компонентами, первые играют решающую роль – они контролируют действие активных компонентов и действуют как путь для сигналов.В этой статье мы исследуем важность пассивных компонентов, таких как конденсаторы и катушки индуктивности.

Разница между конденсатором и катушкой индуктивности
Конденсатор и катушка индуктивности – это компоненты, устойчивые к изменениям тока в электрических и электронных цепях. Это пассивные элементы, которые получают питание от цепи, накапливают его и затем разряжают. Эти два компонента широко используются в системах переменного тока и фильтрации сигналов.Однако они различаются по своим функциям. Основные отличия перечислены ниже.

Выбор подходящих конденсаторов и катушек индуктивности
При покупке конденсаторов и катушек индуктивности необходимо учитывать различные факторы. Первое, что нужно проверить при выборе конденсатора, – это тип диэлектрика, поскольку этот фактор влияет на многие его свойства, такие как размер и корпус, частотный диапазон, последовательное сопротивление и другие электрические свойства. Функция конденсатора зависит от типа материала, из которого он изготовлен.Рекомендуются алюминиевые электролитические конденсаторы из-за их эффективности. Конденсатор должен иметь достаточное рабочее напряжение, и покупатели должны убедиться, что оно не превышает 60 процентов. Пульсации тока – еще один фактор, который следует учитывать при покупке конденсаторов для сильноточных приложений. Этот ток вызывает нагрев конденсатора и со временем может быть разрушительным.

Аналогичным образом, есть определенные элементы, которые необходимо учитывать при выборе катушек индуктивности, которые в основном используются либо для силовых цепей, либо для предотвращения радиочастотных (РЧ) помех.Поэтому важно понимать требования приложения. Размер катушек индуктивности также имеет значение для приложения. Для силовых цепей используются индукторы большого размера вместе с фильтрующими конденсаторами. А для ВЧ-приложений рекомендуется использовать катушки индуктивности с ферритовым сердечником небольшого размера, так как потребляемая мощность меньше. Еще один аспект, на который следует обратить внимание при выборе катушек индуктивности, – это процент допуска. Можно понять, отличается ли индуктивное значение устройства от таблицы данных, посмотрев на процент допуска.Наконец, экранированные компоненты внутри индукторов играют важную роль в уменьшении магнитной связи между компонентами. Они очень удобны в приложениях с ограниченным пространством.

Применение конденсаторов
Конденсаторы – широко используемые компоненты в любом электрическом устройстве. Вряд ли найдутся платы без конденсатора. Они состоят из различных типов диэлектрических материалов, включая керамику, электролит, тантал, полиэстер и т. Д.

Керамические конденсаторы: Они широко используются для развязки или шунтирования вывода питания интегральной схемы (IC).Они также предотвращают попадание паразитных радиочастотных сигналов из источника питания.

Электролитические конденсаторы: Эти конденсаторы используются в схемах и силовой электронике, где имеется высокое энергопотребление.

Танталовые конденсаторы: Из-за использования тантала такие конденсаторы могут иметь более высокое значение емкости при меньших размерах корпуса. Кроме того, они демонстрируют стабильное поведение и более низкие токи утечки.

Применение катушек индуктивности
Катушки индуктивности, как один из основных пассивных компонентов, используются в различных приложениях.

Фильтры: Катушки индуктивности в сочетании с конденсаторами и резисторами широко используются для создания фильтров для аналоговых схем и обработки входящего сигнала. Когда катушки индуктивности используются отдельно, они действуют как фильтр нижних частот. Но когда конденсаторы, катушки индуктивности и резисторы используются вместе, они работают как усовершенствованные фильтры, которые можно использовать в нескольких приложениях.

Двигатели: Катушки индуктивности расположены в фиксированном положении, и их нельзя перемещать или выравнивать в близлежащих магнитных полях.Асинхронные двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую. Магнитное поле, создаваемое переменным током, помогает вращать вал в двигателях.

Трансформаторы: Это популярное приложение. Катушки индуктивности, разделяющие магнитный путь, объединяются вместе и образуют трансформатор.

Накопитель энергии: Катушки индуктивности могут использоваться для аккумулирования энергии. В отличие от конденсаторов, они долго не накапливают энергию. В случае индукторов энергия накапливается в виде магнитного поля; однако это не удается, когда нет источника питания.

Конденсатор	Катушка индуктивности
Здесь энергия хранится в виде электрического поля.	Он хранит энергию в виде магнитного поля.
Нет протекания тока через пластины конденсатора.	Ток проходит через катушку в катушке индуктивности.
Здесь энергия измеряется в виде напряжения.	Энергия, запасенная в катушке индуктивности, рассчитывается по току.
Конденсаторы сопротивляются изменению напряжения.	Катушки индуктивности сопротивляются изменению тока.
Существует три типа конденсаторов: керамические, электролитические и танталовые.	Четыре основных типа индукторов: связанные индукторы, многослойные индукторы, индукторы с керамическим сердечником и формованные индукторы.
Конденсаторы действуют как изолятор для цепей постоянного тока. Они идеально подходят для передачи высокочастотных сигналов.	Катушки индуктивности действуют как проводники в цепях постоянного тока.Они хорошо проводят низкоуровневые частоты и отфильтровывают высокочастотные сигналы и колебания.
В цепи постоянного тока, когда конденсатор добавлен последовательно с резистором, ток сначала становится высоким, но позже падает до нуля.	В цепи постоянного тока, когда катушка индуктивности добавлена ​​последовательно с резистором, значение тока невелико и со временем увеличивается.
Емкость измеряется в единицах, называемых фарадами.	Индуктивность измеряется в единицах, называемых генри.

Перспективы рынка конденсаторов и катушек индуктивности
Согласно отчету Market Research Future, растущий спрос на электронные продукты, такие как мобильные телефоны, портативные музыкальные плееры, цифровые камеры, игровые консоли, ПК и ноутбуки, может увеличиться. рынок межкомпонентных соединений и пассивных компонентов. Кроме того, сегмент процветает благодаря постоянному обновлению программного обеспечения, которое также раздвигает границы аппаратного обеспечения. В автомобильном секторе полезность компонентов огромна, учитывая все более широкое использование коммуникационных, информационно-развлекательных и навигационных функций, таких как GPS.Сильное внимание индийского правительства к отечественному производству в рамках инициативы «Сделай в Индии» также оказывает положительное влияние на рынок пассивных компонентов.

Тем не менее, на рынке индукторов есть проблемы. Производители пока не могут уменьшить размеры катушек индуктивности и конденсаторов, чтобы соответствовать растущей тенденции миниатюризации.
Несмотря на проблемы, рынок электрических конденсаторов в Индии, по прогнозам, вырастет до 625 миллионов долларов США к 2023 году, в то время как рынок индукторов вырастет до 3 долларов США.94 миллиарда к 2022 году. Это можно объяснить растущим внедрением интеллектуальных сетей, проникновением интеллектуальных устройств, растущим спросом на возобновляемые источники энергии и т. Д. С переходом на подключенные автомобили и ADAS (передовые системы помощи водителю) автомобильный сектор собирается существенно продвинуть рынок пассивных компонентов.

---

Анил Бали, вице-президент Deki Electronics Ltd, делится своими взглядами на технические тенденции, основные препятствия, с которыми сталкиваются на индийском рынке конденсаторов, и многое другое.

Факторы, которые следует учитывать при выборе конденсатора постоянного тока
Существуют различные типы конденсаторов – керамические, пленочные, электролитические и танталовые. Обычно керамические конденсаторы имеют емкость в диапазоне от пикофарада (пФ) до максимум 1 мкФ. Пленочные конденсаторы обычно имеют емкость в диапазоне от нанофарад (нф) до 100 мкф (мфд). Электролитические конденсаторы обычно имеют емкость от 0,1 до 10 кОм.

Обычно, когда значение емкости низкое, вы сначала проверяете, соответствует ли керамический конденсатор вашим потребностям.Такие конденсаторы также дешевле, чем, скажем, эквивалентный пленочный конденсатор. Если значение емкости высокое, то можно выбрать пленочный или электролитический конденсатор. Пленочные конденсаторы дешевле эквивалентных электролитических конденсаторов.

Еще один фактор, на который следует обратить внимание, это то, что керамический и пленочный варианты являются неполярными конденсаторами. Электролитические версии представляют собой полярные конденсаторы, то есть с положительной и отрицательной клеммами. Конечно, существуют неполярные электролитические конденсаторы. Что касается напряжения, вы можете получить керамические конденсаторы высокого напряжения с номиналом до 1000 кВ.Пленочные конденсаторы обычно имеют максимальное напряжение 100 кВ. Электролитические конденсаторы имеют максимальное напряжение 1 кВ.

Короче говоря, если вы ищете низкое значение емкости в диапазоне пикофарад, а также высокое напряжение, вашим первым выбором будут керамические конденсаторы.

Если требуется более высокое значение емкости в диапазоне нанофарад, наряду с высоким напряжением, вашим первым выбором будут пленочные конденсаторы. Если требуется еще более высокое значение емкости в диапазоне микрофарад наряду с более низкими напряжениями, вашим первым выбором будут электролитические конденсаторы.

Опять же, даже во всех этих трех широких категориях у вас есть много вариантов, в зависимости от приложения.

Технические тенденции в конденсаторах
Тенденция заключается в направлении SMD (устройства для поверхностного монтажа), миниатюризации, более высоких рабочих температур и увеличения срока службы. Керамические конденсаторы SMD широко используются во многих приложениях. Пленочные и электролитические конденсаторы используются гораздо реже из-за проблем, вызванных высокими температурами на стадии пайки волной пайки.

Миниатюризация конденсаторов стала необходимой из-за усадки печатных плат, на которых эти конденсаторы должны быть установлены.В случае пленочных конденсаторов миниатюризация была достигнута благодаря технологическим достижениям в производстве металлизированной пленки. Из-за такой миниатюризации печатной платы возникает потребность в конденсаторах с более высокими рабочими температурами. Раньше электролитические конденсаторы имели номинал 85 ° C. Сейчас 105 ° C – это норма, а срок их службы увеличился с 5000 до 10 000 часов. Теперь доступны пленочные конденсаторы с номиналом 150 ° C.

Безопасность стала еще одним требованием рынка. В случае пленочных конденсаторов это было достигнуто за счет новаторской конструкции металлизированной пленки.Кроме того, правительственный спрос на светодиоды с высоким коэффициентом мощности для экономии энергии на стороне генерации требует модификации печатных плат светодиодов с использованием конденсаторов коррекции коэффициента мощности.

Основные препятствия при производстве конденсаторов
Конденсаторы – очень капиталоемкая продукция. Это причина того, что за последние 50 лет ни один новый производитель не вышел на индийский рынок. Фактически, все больше и больше заводов закрываются из-за конкуренции со стороны импорта, особенно из Китая.Конденсаторы были освобождены от дежурства после ITA1. В результате любой может импортировать конденсаторы без уплаты каких-либо пошлин. После ограничения на импорт китайских конденсаторов в США эти производители обратили внимание на Индию. Так что теперь они наводняют рынок очень дешевыми конденсаторами как хорошего, так и плохого качества. Когда рупия слабеет по отношению к доллару, китайские производители снижают цены, чтобы это не коснулось индийского покупателя. Китайское правительство помогает китайским фирмам, регулируя курс национальной валюты.

Есть два других серьезных препятствия, которые мешают конкурентоспособности индийских конденсаторов по сравнению с их китайскими аналогами – высокая стоимость электроэнергии и финансов. Мало того, что электроэнергия в Индии дороже, мы должны подкреплять ее набором DG из-за более низкой доступности. Хотя процентные ставки снизились, они все еще намного выше, чем в Китае. Из-за вышеперечисленных факторов стоимость конденсаторов индийского производства отличается от стоимости китайских конденсаторов примерно на 10-20%.

Индийский сценарий рынка конденсаторов
Рынок пленочных конденсаторов постоянного тока достиг своего пика в 2015–2016 годах, когда общий спрос составил 5 миллиардов фунтов стерлингов, из которых 1 миллиард пришелся на производство КЛЛ. В 2015–16 годах мы изготовили более 400 миллионов КЛЛ. Этот рынок рухнул, когда правительство продвигало светодиоды как шаг к экономии энергии. Сегодня рынка КЛЛ практически нет. Конечно, на смену пришли светодиодные лампы, но требования к пленочным конденсаторам резко упали, поскольку в каждой лампе CFL используется шесть конденсаторов, а в светодиодной лампе – только два.Кроме того, объем производимых светодиодных ламп составляет 400 миллионов, что в настоящее время меньше, чем на пике рынка КЛЛ.

Кроме того, производители светодиодных ламп теперь получают свои компоненты в виде комплектов из Китая. Это привело к дальнейшему снижению спроса на пленочные конденсаторы. Кроме того, из-за замедления темпов роста в секторе недвижимости и автомобилестроения в 2019 году рынок пленочных конденсаторов постоянного тока сократился до менее чем 3,5 миллиарда фунтов стерлингов.

применений конденсаторов в повседневной жизни

Конденсатор – это уникальное устройство, способное накапливать электрическую энергию в электрическом поле.Он также может быть или может быть компонентом, который обладает способностью или «способностью» экономить энергию в виде электрического заряда. Он создает разность потенциалов (статическое напряжение) на своих пластинах, как небольшая перезаряжаемая батарея. Повседневное использование конденсаторов в повседневной жизни продолжает добавлять в список.

Он имеет два вывода или два закрытых проводника (обычно пластины), разделенных диэлектрическим материалом. При подключении к источнику питания посуда накапливает электрические заряды. Одна пластина накапливает положительный заряд, а другая пластина – отрицательный.Эффект конденсатора – это емкость, количество электрического заряда, которое находится в конденсаторе. Конденсатор отключает ток в цепях постоянного (DC) и короткое замыкание в цепях переменного (AC) тока.

В последнее время мы стали свидетелями появления множества различных типов конденсаторов, от крошечных конденсаторных бусинок до конденсаторов с большим коэффициентом мощности. Однако все они делают то же самое, что и накапливают заряд. Несмотря на то, что конденсаторы работают одинаково независимо от их применения или использования, конденсаторы могут использоваться в схемах по-разному.При выборе правильного типа конденсатора необходимо иметь представление о конкретном применении конденсатора. Так что его свойства могут совпадать с данным пользователем, которому он будет назначен. У каждой формы конденсатора есть свои атрибуты, и это означает, что он будет хорошо работать при использовании конденсатора с твердыми частицами. Выбор подходящего конденсатора для конкретной цели – это часть процесса проектирования схемы. Использование неправильного конденсатора может легко означать, что петля не будет работать.

Конденсаторы являются необходимыми компонентами в электронных продуктах и ​​имеют другое основное приложение.Они заряжаются током на простейшем уровне, а затем сразу же выпускают этот ток. Возможно, это звучит не особо впечатляюще, но именно зарядка и разрядка приводят в действие вспышку вашей камеры. Кроме того, шкала настройки вашего радио предотвращает взрыв ваших громкоговорителей.

Из-за различного применения конденсаторы подходят для самых разных отраслей промышленности и стали жизненно важной частью повседневной жизни. Некоторые из применений включают;

Наилучшее использование конденсаторов в повседневной жизни

1.Накопитель энергии

С 18 века конденсаторы накапливают электрическую энергию. Как правило, они не содержат большого количества энергии. Однако они обеспечивают достаточную мощность для электронных устройств, когда им требуется дополнительная мощность или во время временных отключений электроэнергии. Например, в автомобильные аудиосистемы включены конденсаторы большой емкости, чтобы при необходимости усилить усилитель.

2. Коррекция коэффициента мощности

Используется в распределении электроэнергии.Такие конденсаторы бывают трехфазными, подключенными к трехфазной электрической нагрузке. Его цель – противодействовать индукционной нагрузке от таких устройств, как асинхронные двигатели, электродвигатели и линии передачи, чтобы давление было в основном резистивным.

3. Используется в датчиках

Конденсаторы

в качестве датчиков измеряют различные параметры, включая уровень топлива, механическое напряжение и влажность воздуха. Его структура определяет емкость устройства. Изменения в ткани измеряются как увеличение или уменьшение емкости.Аспекты конденсатора, которые используются в измерительных приложениях, – это материал между ними и расстояние между параллельными пластинами. Первый используется для выявления механических изменений, таких как давление и ускорение. Каждой минуты смены материала между пластинами хватает на емкость устройства.

4. Регулировка мощности

Важнейшим применением конденсаторов является кондиционирование источников питания. Кроме того, конденсаторы пропускают сигналы переменного тока, но блокируют сигналы постоянного тока, когда они заряжены.Они могут эффективно разделить эти два типа сигналов, уменьшая количество энергии.

5. Муфта

Конденсаторы

могут пропускать переменный ток, но блокировать постоянный ток в процессе, называемом соединением конденсаторов . Используется в корпусе громкоговорителя. Громкоговорители преобразуют переменный ток в звук, но они могут быть повреждены любым протекающим до них постоянным током. Конденсатор предотвращает повреждение динамиков постоянным током.

6.Тюнинг

Переменные конденсаторы используются при настройке схем в радиосистемах путем подключения их к генератору LC. Конденсатор заряжается и разряжается в проволочную катушку, в результате чего создается магнитное поле. Как только конденсатор полностью разряжен, магнитное поле падает, заряжая конденсатор. Зарядка и сброс тока происходят через равные промежутки времени, но его можно изменить, заменив конденсатор. Если частота этих интервалов равна частоте ближайшей радиостанции, усилитель в магнитоле усиливает этот сигнал, и вы будете слышать трансляцию.

7. Используется в импульсном питании и оружии

Конденсаторы

используются для подачи мощных импульсов тока во многих импульсных источниках питания. К ним относятся электромагнитное формирование, импульсные лазеры, генераторы Маркса, сети формирования импульсов, ускорители частиц и исследования термоядерного синтеза. Большие конденсаторные батареи являются источниками энергии для детонаторов с разрывным мостом или ударных детонаторов в специальном оружии. Экспериментальные работы ведутся с использованием батарей конденсаторов в качестве источников питания для электромагнитных амортизаторов и электромагнитных рельсовых пушек или катушечных пушек.

8. Развязка

Разделительный конденсатор отделяет одну часть цепи от другой. Шум, вызываемый другими элементами схемы, устраняется через конденсатор, уменьшая их влияние на остальную часть трассы. Он применяется между землей и источником питания. Альтернативное название – шунтирующий конденсатор, поскольку он шунтирует источник питания или другие высокоомные компоненты схемы

.

9. Используется как элемент синхронизации

Конденсаторы

можно использовать в зависимости от времени, потому что их зарядка и разрядка происходят через регулярные промежутки времени.Его можно подключить к любому светодиоду или акустической системе. Кроме того, любой мигающий свет или непрерывный звуковой сигнал, вероятно, использует временный конденсатор.

10. Обработка сигналов

Конденсаторы

нашли широкое применение в ИТ. В устройствах динамической памяти с произвольным доступом используются конденсаторы для отображения двоичной информации в виде единиц и нулей. Устройство может считывать одно значение, когда конденсатор заряжен, и другое – при разрядке. В устройствах с зарядовой связью (ПЗС) используются конденсаторы в аналоговой форме.Конденсаторы также используются вместе с индукторами для настройки цепей на определенные частоты – эффект, используемый радиоприемниками, динамиками и аналоговыми эквалайзерами.

11. Сглаживание

Многие бытовые приборы используют электричество постоянного тока за счет использования конденсатора. Конденсатор может преобразовывать переменный ток в постоянный, «сглаживая» ток. Рассмотрим AC как единую линию, постоянно движущуюся скручивающим движением. Конденсатор будет заряжаться, когда эта линия приблизится к пику. После полной разрядки он снова начнет заряжаться, так что выходной ток никогда не успеет полностью упасть и будет работать так, как если бы он был постоянным током.

Конденсаторы

используются практически во всех электронных схемах, которые строятся сегодня. Это объясняет, почему сегодня конденсаторы широко используются в повседневной жизни. Скорее всего, если вы используете смартфон, сенсорный экран будет емкостным, то есть в нем используются несколько конденсаторов, которые вы активируете пальцами. Все системы памяти, включая эти телефоны и все компьютеры, используют конденсаторы для систем двоичной памяти. Сегодня вы делаете их фундаментальными для людей, потому что они во многом зависят от электроприборов и оборудования в своей повседневной деятельности.

Базовые знания о конденсаторах (2) – Промышленные устройства и решения

В предыдущей статье были представлены принципы работы конденсаторов, их структура, методы использования, характеристики, классификация и т. Д.
В следующем выпуске мы представим различные типы конденсаторов и их особенности , приложения и др.

Типы конденсаторов

Существует множество конденсаторов в зависимости от используемых материалов, конструкции и т. Д. Характеристики конденсаторов различаются в зависимости от их типов, которые выбираются на этапе проектирования на основе этих характеристик.На схеме ниже показаны основные типы конденсаторов.

Конденсаторы

Конденсаторы постоянной емкости

Конденсаторы переменной емкости

Неполярный

Polar
(электролитические конденсаторы
)

Конденсаторы керамические

Пленочные конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Конденсаторы электролитические с проводящим полимером

Конденсаторы электролитические танталовые

Конденсаторы электролитические с проводящим полимером

Двухслойные электрические конденсаторы

Конденсаторы переменной емкости

Несмотря на то, что конденсаторы постоянной емкости широко используются, существуют также конденсаторы переменной емкости, емкость которых можно изменять в определенном диапазоне.
Емкость переменных конденсаторов обычно изменяется путем изменения площади противоположных электродов.
Переменные конденсаторы включают настроечные конденсаторы, которые часто меняются, например, для радионастройки, и подстроечные конденсаторы, которые меняются только один раз для регулировки во время сборки схемы.
Их емкость изменяют ручкой или драйвером. Эта структура для механического изменения емкости затрудняет производство конденсаторов с большой емкостью.В результате конденсаторы переменной емкости имеют небольшую емкость на уровне пФ (пикофарад).

Неполярные и полярные конденсаторы

Конденсаторы постоянной емкости можно разделить на неполярные и полярные.
Неполярные конденсаторы не имеют ограничений по полярности напряжения, подаваемого на их выводы. Другими словами, любой вывод может быть положительным. Неполярные конденсаторы можно напрямую использовать в цепях переменного тока, потому что может быть приложено напряжение, которое возрастает или падает от нулевого потенциала.
Керамические и пленочные конденсаторы – это основные типы неполярных конденсаторов, а также слюдяные, бумажные и воздушные конденсаторы.

С другой стороны, положительный полюс полярных конденсаторов предопределен, и ошибочное использование вызывает отказ конденсатора. Следовательно, полярные конденсаторы имеют ограничение, в соответствии с которым они должны использоваться с постоянным напряжением или напряжением, которое изменяется только с положительной стороны. Однако полярные конденсаторы широко используются из-за их преимущества, заключающегося в том, что они позволяют легко создавать конденсаторы малой и большой емкости.К этой категории относятся алюминиевые электролитические конденсаторы, танталовые электролитические конденсаторы, проводящие полимерные (электролитические) конденсаторы и конденсаторы с двойным электрическим слоем.

Конденсаторы керамические

Керамические конденсаторы

, в которых в качестве диэлектрика используется керамика с высокой диэлектрической проницаемостью, обладают следующими особенностями.

• Неполярный
• Отличные высокочастотные характеристики (низкий ESR)
• Высокая термостойкость
• Долгая жизнь

Керамические конденсаторы изначально были однопластинчатыми конденсаторами с высоким выдерживаемым напряжением и небольшой емкостью.Однако диапазон их применения значительно расширился с появлением многослойных керамических конденсаторов, которые достигли миниатюризации и большой емкости благодаря своей тонкопленочной многослойной структуре, а также керамических конденсаторов для температурной компенсации, которые преодолели худшие температурные характеристики (высокая скорость изменения емкости из-за к температуре). Керамические конденсаторы в настоящее время являются наиболее часто используемыми конденсаторами. Следует отметить, что, поскольку керамические конденсаторы для температурной компенсации больше, чем обычные конденсаторы с высокой диэлектрической проницаемостью, и для которых трудно получить большую емкость, их использование зависит от области применения.Керамические конденсаторы

также имеют недостатки, требующие внимания при использовании, такие как характеристики смещения постоянного тока (значительное изменение емкости в зависимости от приложенного напряжения), визг (возникновение шума из-за высокочастотной вибрации) и трещины, которые могут возникнуть из-за температурное или механическое воздействие.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы

, в которых в качестве диэлектрика используется пластиковая пленка, обладают следующими особенностями.

• Неполярный
• Отличные высокочастотные характеристики (низкий ESR)
• Отличные температурные характеристики (небольшая скорость изменения емкости из-за температуры)
• Совместимость с высокоточной емкостью
• Долгая жизнь

Хотя пленочные конденсаторы имеют более низкую термостойкость по сравнению с керамическими конденсаторами, они обладают дополнительными функциями, такими как превосходные температурные характеристики и совместимость с высокой точностью измерения емкости.Кроме того, у пленочных конденсаторов нет проблем с характеристиками смещения постоянного тока, скрипом или трещинами из-за температуры или механического воздействия. Благодаря этим преимуществам пленочные конденсаторы могут достигать более высоких характеристик, чем керамические конденсаторы. Однако у пленочных конденсаторов есть недостатки, такие как их большой размер и высокая цена, и поэтому они используются в диапазонах напряжения / емкости, которые не могут быть покрыты керамическими конденсаторами, и для приложений с высокими рабочими характеристиками и высокой точностью. Пленочные конденсаторы

имеют различные характеристики, как показано ниже, в зависимости от используемого диэлектрика, и в зависимости от применения используются разные типы.

◎: Очень хорошо 〇: Хорошо △: Не очень хорошо ×: Плохо

товар	ＰＥＴ Полиэтилентерефталат	ＰＰ Полипропилен	ＰＰＳ Полифениленсульфид	ＰＥＮ Полиэтиленнафталат
Цена за единицу пленки	◎	〇	×	△
Миниатюризация	◎	△	〇	◎
Термостойкость	〇	△	◎	◎
Влагостойкость	△	◎	〇	△
tanδ (СОЭ)	〇	◎	◎	〇
Целевое использование	Тип свинцового провода Для общего пользования	Тип свинцового провода Для высокой частоты / большого тока	Тип поверхностного монтажа Низкое напряжение Поток / оплавление	Тип поверхностного монтажа Среднее напряжение Оплавление

ПЭТ и ПП представляют собой диэлектрики с выводными проводами, и ранее ПЭТ, который является небольшим и недорогим, был разработан для общего использования, тогда как ПП с его превосходными высокочастотными характеристиками (низким ESR) использовался для высоких частот и больших токов. .Однако, с развитием технологии миниатюризации пленочных конденсаторов из полипропилена, полипропилен, который также отличается высокой безопасностью и высокой влагостойкостью, теперь используется все чаще.
PPS и PEN, которые обладают высокой термостойкостью, используются в пленочных конденсаторах поверхностного монтажа. По электрическим характеристикам ПЭН близок к ПЭТ, а ПФС – к ПП.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют структуру, в которой пленка оксида алюминия, которая становится диэлектриком, образуется на поверхности алюминиевой фольги анода, а жидкий электролит (состоящий из растворителя, в котором растворен электролит) используется в качестве электролит (катод).

Одной из особенностей алюминиевых электролитических конденсаторов является их большая емкость, которая достигается за счет увеличения площади поверхности электрода (S) за счет травления поверхности алюминиевой фольги с образованием неровностей и за счет образования ультратонких (d) оксидных пленок в Ангстреме. уровень.
Однако их эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) выше, чем у керамических и пленочных конденсаторов.

Алюминиевые электролитические конденсаторы – изделия с ограниченным сроком службы.Жидкий электролит испаряется в зависимости от температуры и постепенно проникает через уплотнительную резину. Следовательно, емкость уменьшается, а СОЭ со временем повышается, что в конечном итоге приводит к его открытому состоянию (высыхание жидкого электролита).
При оценке срока службы алюминиевых электролитических конденсаторов обычно может применяться «2-кратный закон 10 ° C».

Танталовые электролитические конденсаторы

Основная конструкция танталовых электролитических конденсаторов практически идентична алюминиевым электролитическим конденсаторам.На поверхности спеченного металлического порошка тантала, который станет анодом, в качестве диэлектрика образуется пятиокись тантала, а в качестве электролита используется диоксид марганца (твердый).

Танталовые электролитические конденсаторы

меньше алюминиевых электролитических конденсаторов и обладают превосходными частотными характеристиками и длительным сроком службы (твердый электролит).
С другой стороны, требуются меры безопасности, поскольку они имеют режим отказа вследствие короткого замыкания, что увеличивает риск возгорания.

Конденсаторы электролитические с проводящим полимером

В проводящих полимерных электролитических конденсаторах

в качестве электролита используется проводящий полимер (твердый).
Поскольку проводящий полимер имеет очень высокую электрическую проводимость, т. Е. В 10000 раз больше, чем у жидкого электролита алюминиевых электролитических конденсаторов и в 1000 раз больше, чем у диоксида марганца в электролитических конденсаторах тантала, и имеет очень низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), проводящий полимер электролитический конденсаторы лучше подходят для поглощения пульсаций, чем другие электролитические конденсаторы.
В результате, полимерные электролитические конденсаторы с большей проводимостью используются в качестве замены для других типов электролитических конденсаторов.Однако, поскольку они дороги и ни один из них не имеет высокого номинального напряжения, токопроводящие полимерные электролитические конденсаторы и другие типы электролитических конденсаторов используются по-разному в зависимости от области применения.

Электрические двухслойные конденсаторы

Электрические двухслойные конденсаторы – это специальные конденсаторы, емкость которых находится между емкостью алюминиевых электролитических конденсаторов и аккумуляторных батарей, а их удельная емкость составляет прибл. В 1000 раз или больше, чем у алюминиевых электролитических конденсаторов, и прибл.1/10 от аккумуляторных батарей.

Конденсаторы с двойным электрическим слоем не имеют такого диэлектрика, как электролитические конденсаторы. Вместо этого они используют двойной электрический слой, образованный на границе раздела между электродом и жидким электролитом, в качестве диэлектрической функции. Отсюда и произошло название «конденсаторы с двойным электрическим слоем».
В процессе заряда и разряда конденсаторов с двойным электрическим слоем используется ионная адсорбция и десорбция на поверхности электродов из активированного угля, которые используются в качестве положительных и отрицательных электродов.На приведенной ниже диаграмме показано, как двойной слой изменяется в результате этого процесса зарядки и разрядки.

Конденсаторы с двойным электрическим слоем

имеют следующие особенности по сравнению с аккумуляторными батареями.

• Количество циклов заряда / разряда мало влияет на ухудшение характеристик (не требует обслуживания).
• Простая зарядка / разрядка (разрядка до 0 В, количество энергии можно определить по напряжению на клеммах и возможность зарядки очень малым или большим током)
• Не подлежит регулированию, например, в отношении аккумуляторов (восстановление, утилизация, тарифы)
Поэтому конденсаторы с двойным электрическим слоем

используются в качестве резервных источников питания, например, для защиты данных памяти ИС во время отключений электроэнергии.

Обзор типов и характеристик конденсаторов

Мы объяснили особенности каждого типа конденсатора.В таблице ниже сравниваются эти конденсаторы.

: Очень хорошо 〇: Хорошо △: Не очень хорошо ×: Плохо

※ Керамика обладает характеристиками многослойных керамических конденсаторов с высокой диэлектрической проницаемостью.

Товаров	※ Керамика	Пленка	Алюминий электролитический	Танталовый электролитический	Электролитический проводящий полимер	Электрический двойной
Большой объем	△	×	〇	〇	△	◎
Совместимость с высоким напряжением	〇	◎	〇	△	△	×
Долговечность	◎	◎	△	〇	〇	△
Температурные характеристики	△	◎	△	〇	◎	△
Низкое СОЭ	◎	◎	×	△	〇	×
Полярность	Нет	Нет	Есть	Есть	Есть	Есть
Другое	Большое изменение емкости из-за смещения постоянного тока	Высокая точность Низкая цена	Высокая цена Формы не мелкие	Вероятность возгорания из-за неисправности
Основные приложений	Для муфты Для развязки Для разглаживания	Для шумопоглощения блока питания Для разрядных цепей Для резонанса Для повышения коэффициента мощности	Для разглаживания Для развязки	Для муфты Для развязки	Для разглаживания Для развязки

Модельный ряд продуктов Panasonic

Panasonic предлагает следующие конденсаторы.
* Щелкните подборку, чтобы перейти на страницу с подробными сведениями.

Модельный ряд продуктов Panasonic

Конденсаторы постоянной емкости

Неполярный

Конденсаторы полярности
Конденсатор электролитический

Конденсаторы керамические

Пленочные конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы с проводящим полимером

Конденсаторы электролитические танталовые

Конденсаторы электролитические с проводящим полимером

Двухслойные электрические конденсаторы

.