Конденсаторы и их применение: Конденсатор: применение и виды

Конденсатор: применение и виды

В магазинах электротехники конденсаторы чаще всего можно увидеть в виде цилиндра, внутри которого располагается множество лент из пластин и диэлектриков.

Конденсатор – что такое?

Конденсатор – это часть электрической цепи, состоящей из 2 электродов, которые способны накапливать, сосредотачивать или передавать ток другим устройствам. Конструктивно электроды представляют собой обкладки конденсатора, у которых заряды противоположны. Для того чтобы устройство работало, между пластинами размещен диэлектрик – элемент, не позволяющий двум пластинам соприкоснуться друг с другом.

Определение конденсатора произошло от латинского слова «condenso», что обозначает уплотнение, сосредоточение.

Конденсатор с обкладками

Элементы для пайки емкостей служат для транспортировки, измерения, перенаправления и передачи электроэнергии и сигналов.

Где применяются конденсаторы

Каждый начинающий радиолюбитель часто задается вопросом: для чего нужен конденсатор? Новички не понимают, зачем он нужен, и ошибочно считают, что он может полноценно заменить батарейку или блок питания.

В комплектацию всех радиоустройств входят конденсаторы, транзисторы и резисторы. Данные элементы составляют кастет платы или целый модуль в схемах со статичными значениями, что делает его базой для любого электроприбора, начиная от небольшого утюга и заканчивая промышленными приборами.

Модульный конденсатор

Применение конденсаторов чаще всего наблюдается в качестве:

1. Фильтрующего элемента для ВЧ и НЧ помех;
2. Нивелира резких скачков переменного тока, а так для статики и напряжения на конденсаторе;
3. Выравнивателя пульсаций напряжения.

Назначение конденсатора и его функции определяются целями использования:

1. Общего назначения. Это конденсатор, в конструкции которого присутствуют только низковольтные элементы, расположенные на небольших платах, например, таких приборах, как телевизионный пульт, радио, чайник и т.д.;
2. Высоковольтные. Конденсатор в цепи постоянного тока поддерживает производственные и технические системы, находящиеся под высоким напряжением;
3. Импульсные. Емкостный формирует резкий скачок напряжения и подает его на принимающую панель устройства;
4. Пусковые. Используются для пайки в тех устройствах, которые предназначены для запуска, включения/выключения приборов, например, пульт или блок управления;
5. Помехоподавляющие. Конденсатор в цепи переменного тока используется в спутниковом, телевизионном и военном оборудовании.

Типы конденсаторов

Устройство конденсатора определятся видом диэлектрика. Он бывает следующих типов:

1. Жидкий. Диэлектрик в жидком виде встречается нечасто, в основном, такой вид используется в промышленности или для радиоустройств;
2. Вакуумный. Диэлектрик в конденсаторе отсутствует, а вместо него расположены пластины в герметичном корпусе;
3. Газообразный. Основан на взаимодействии химических реакций и применяется для производства холодильного оборудования, производственных линий и установок;
4. Электролитический конденсатор. Принцип основан на взаимодействии металлического анода и электрода (катода). Оксидный слой анода является полупроводниковой частью, вследствие чего такой вид элемента схемы считается наиболее производительным;
5. Органический. Диэлектрик может быть бумажным, пленочным и т.д. Он не способен накапливать, а только лишь слегка нивелировать скачки напряжения;
6. Комбинированный. Сюда относятся металло-бумажные, бумажно-пленочные и т.д. Коэффициент полезного действия увеличивается, если в состав диэлектрика входит металлическая составляющая;
7. Неорганический. Выделяют наиболее распространенные: стеклянный и керамический. Их использование обуславливается долговечностью и прочностью;
8. Комбинированный неорганический. Стекло-пленочный, а также стекло-эмалевый, которые выделяются отличными нивелирующими свойствами.

Комбинированные конденсаторы

Виды конденсаторов

Элементы радиоплаты различаются по типу изменения емкости:

1. Постоянные. Элементы поддерживают постоянную емкость напряжения до конца всего срока годности. Данный вид наиболее распространенный и универсальный, так как он подходит для того, чтобы сделать любой тип устройств;
2. Переменные. Обладают способностью к перемене объема емкости при использовании реостата, варикапы или при изменении температурного режима. Механический метод с помощью реостата предполагает впайку дополнительного элемента на плату, в то время как при использовании вариконды изменяется лишь объем поступающего напряжения;
3. Подстроечные. Являются наиболее гибким видом конденсатора, с помощью которого можно максимально быстро и эффективно увеличить пропускную способность системы при минимальных реконструкциях.

Принцип работы конденсатора

Рассмотрим, как работает конденсатор при подключении к источнику питания:

1. Накопление заряда. При подключении к сети ток направляется на электролиты;
2. Заряженные частицы распределяются на пластину, согласно своему заряду: отрицательные – на электроны, а положительные – на ионы;
3. Диэлектрик служит преградой между двумя пластинами и не дает частицам смешиваться.

Конденсатор с диэлектриком

Определение емкости конденсатора проводится путем расчета отношения заряда одного проводника к его потенциальной мощности.

Важно! Диэлектрик также способен снимать образовавшееся напряжение на конденсаторе в процессе работы устройства.

Характеристики конденсатора

Характеристики условно делятся на пункты:

1. Величина отклонения. В обязательном порядке каждый конденсатор перед тем, как попасть в магазин, проходит ряд тестов на производственной линии. После проведения испытаний каждой модели производитель указывает диапазон допустимых отклонений от исходного значения;
2. Величина напряжения. В основном используются элементы напряжением 12 или 220 Вольт, но также существуют и на 5, 50, 110, 380, 660, 1000 и более Вольт. Для того чтобы избежать перегорания конденсатора, пробоя диэлектрика, лучше всего приобретать элемент с запасом напряжения;
3. Допустимая температура. Данный параметр очень важен для мелких устройств, работающих от сети 220 Вольт. Как правило, чем больше напряжение, тем выше уровень допустимой температуры для работы. Температурные параметры измеряются с помощью электронного термометра;
4. Наличие постоянного или переменного тока. Пожалуй, один из важнейших параметров, так как от него полностью зависит производительность проектируемого оборудования;
5. Количество фаз. В зависимости от сложности устройства, можно использовать однофазные или трехфазные конденсаторы. Для подключения элемента напрямую достаточно однофазного, а если плата представляет собой «город», то рекомендуется использовать трехфазный, так как он более плавно распределяет нагрузку.

Емкостные конденсаторы

От чего зависит емкость

Емкость конденсатора зависит от типа диэлектрика и указывается на корпусе, измеряется в мкФ или uF. Варьируется в диапазоне от 0 до 9 999 пФ в пикофарадах, тогда как в микрофарадах – от 10 000 пФ до 9 999 мкФ. Эти характеристики прописаны в государственном стандарте ГОСТ 2.702.

Обратите внимание! Чем больше емкость электролитов, тем больше время зарядки, и тем больше заряда устройство сможет передать.

Чем больше величина нагрузки или мощность прибора, тем короче время разряда. При этом сопротивление играет немаловажную роль, так как от него зависит количество исходящего электропотока.

Главной частью конденсатора является диэлектрик. Он обладает следующим рядом характеристик, влияющих на мощность оборудования:

1. Сопротивление изоляции. Сюда относится как внутренняя, так и внешняя изоляция, сделанная из полимеров;
2. Максимальное напряжение. Диэлектрик определяет, какое напряжение конденсатор способен накапливать или передавать;
3. Величина потерь энергии. Зависит от конфигурации диэлектрика и его характеристик. Как правило, энергия рассеивается постепенно или резкими импульсами;
4. Уровень емкости. Для того чтобы конденсатор мог сохранять небольшое количество энергии непродолжительное время, необходимо, чтобы он поддерживал постоянный объем емкости. Чаще всего, он выходит из строя именно по причине невозможности пропускать заданный объем напряжения;

Полезно знать! Аббревиатура «АС», расположенная на корпусе элемента, обозначает переменное напряжение. Накопленное напряжение на конденсаторе невозможно использовать или передавать – его необходимо гасить.

Конденсатор минимальной емкости

Свойства конденсатора

Конденсатор выступает в роли:

1. Индуктивной катушки. Рассмотрим на примере обычной лампочки: она загорится, только если подключить ее напрямую к источнику переменного тока. Отсюда вытекает правило, что чем больше емкость, тем мощнее будет световой поток лампочки;
2. Накопителя заряда. Свойства позволяют ему быстро заряжаться и разряжаться, тем самым создавая сильнейший импульс с малым сопротивлением. Применяется для производства различных видов ускорителей, лазерных установок, электровспышек и т.д.;
3. Аккумулятора полученного заряда. Мощный элемент способен продолжительное время сохранять полученную порцию тока, при этом он может служить адаптером для других устройств. По сравнению с аккумуляторной батареей, конденсатор теряет часть заряда по истечению времени, а также не способен вместить большой объем электричества, например, для промышленных масштабов;
4. Зарядки электродвигателя. Подключение осуществляется через третий вывод (рабочее напряжение конденсатора на 380 или 220 Вольт). Благодаря новой технологии, стало возможным использование трехфазного двигателя (с поворотом фазы на 90 градусов), при использовании стандартной сети;
5. Устройства-компенсатора. Используется в промышленности для стабилизации реактивной энергии: часть поступающей мощности растворяется и на выходе из конденсатора корректируется под определенный объем.

Видео

Оцените статью:

Виды конденсаторов.

Устройство и особенности. Параметры и работа

Все виды конденсаторов имеют одинаковое основное устройство, оно состоит из двух токопроводящих пластин (обкладок), на которых концентрируются электрические заряды противоположных полюсов, и слоя изоляционного материала между ними.

Применяемые материалы и величина обкладок с разными параметрами слоя диэлектрика влияют на свойства конденсатора.

Классификация

Конденсаторы делятся на виды по следующим факторам.

Назначению:

• Общего назначения. Это популярный вид конденсаторов, которые используют в электронике. К ним не предъявляются особые требования.
• Специальные. Такие конденсаторы обладают повышенной надежностью при заданном напряжении и других параметров при запуске электродвигателей и специального оборудования.

Изменению емкости:

• Постоянной емкости. Не имеют возможности изменения емкости.
• Переменной емкости. Они могут изменять значение емкости при воздействии на них температуры, напряжения, регулировки положения обкладок. К конденсаторам переменной емкости относятся:
  — Подстроечные конденсаторы не предназначены для постоянной работы, связанной с быстрой настройкой емкости. Они служат только для одноразовой наладки оборудования и периодической подстройки емкости.
  — Нелинейные конденсаторы изменяют свою емкость от воздействия температуры и напряжения по нелинейному графику. Конденсаторы, емкость которых зависит от напряжения, называются варикондами, от температуры – термоконденсаторами.

Способу защиты:

• Незащищенные работают в обычных условиях, не имеют никакой защиты.
• Защищенные конденсаторы выполнены в защищенном корпусе, поэтому могут работать при высокой влажности.
• Неизолированные имеют открытый корпус и не имеют изоляции от возможного соприкосновения с различными элементами схемы.
• Изолированные конденсаторы выполнены в закрытом корпусе.
• Уплотненные имеют корпус, заполненный специальными материалами.
• Герметизированные имеют герметичный корпус, полностью изолированы от внешней среды.

Виду монтажа:

• Навесные делятся на несколько видов с;
  — ленточными выводами;
  — опорным винтом;
  — круглыми электродами;
  — радиальными или аксиальными выводами.
• Конденсаторы с винтовыми выводами оснащены резьбой для соединения со схемой, применяются в силовых цепях. Подобные выводы проще фиксировать на охлаждающих радиаторах для снижения тепловых нагрузок.
• Конденсаторы с защелкивающимися выводами являются новой разработкой, при монтаже на плату они защелкиваются. Это очень удобно, так как нет необходимости использовать пайку.
• Конденсаторы, предназначенные для поверхностной установки, имеют особенность конструкции: части корпуса являются выводами.
• Емкости для печатной установки изготавливают с круглыми выводами для расположения на плате.

По материалу диэлектрика:

Сопротивление изоляции между пластинами зависит от параметров изоляционного материала. Также от этого зависят допустимые потери и другие параметры.

• Конденсаторы с неорганическим изолятором из стеклокерамики, стеклоэмали, слюды. На диэлектрический материал нанесено металлическое напыление или фольга.
• Низкочастотные конденсаторы включают в себя изоляционный материал в виде слабополярных органических пленок, у которых диэлектрические потери зависят от частоты тока.
• Высокочастотные содержат пленки из фторопласта и полистирола.
• Импульсные высокого напряжения имеют изолятор из комбинированных материалов.
• В конденсаторах постоянного напряжения в качестве диэлектрика используется политетрафторэлитен, бумага, либо комбинированный материал.
• Низковольтные работают при напряжении до 1,6 кВ.
• Высоковольтные функционируют при напряжении свыше 1,6 кВ.
• Дозиметрические конденсаторы служат для работы с малым током, имеют незначительный саморазряд и большое сопротивление изоляции.
• Помехоподавляющие емкости уменьшают помехи, возникающие от электромагнитного поля, имеют низкую индуктивность.
• Емкости с органическим изолятором выполнены с применением конденсаторной бумаги и различных пленок.
• Вакуумные, воздушные, газонаполненные конденсаторы обладают малыми диэлектрическими потерями, поэтому их применяют в аппаратуре с высокой частотой тока и напряжения.

Форме пластин:

• Сферические.
• Плоские.
• Цилиндрические.

Полярности:

• Электролитические конденсаторы называют оксидными. При их подключении обязательным является соблюдение полярности выводов. Электролитические конденсаторы содержат диэлектрик, состоящий из оксидного слоя, образованный электрохимическим способом на аноде из тантала или алюминия. Катодом является электролит в жидком или гелеобразном виде.
• Неполярные конденсаторы могут включаться в схему без соблюдения полярности.

Конструктивные особенности

Воздушные виды конденсаторов

В качестве диэлектрика используется воздух. Такие виды конденсаторов хорошо зарекомендовали себя при работе на высокой частоте, в качестве настроечных конденсаторов с изменяемой емкостью. Подвижная пластина конденсатора является ротором, а неподвижную называют статором. При смещении пластин друг относительно друга, изменяется общая площадь пересечения этих пластин и емкость конденсатора. Раньше такие конденсаторы были очень популярны в радиоприемниках для настраивания радиостанций.

Керамические

Такие конденсаторы изготавливают в виде одной или нескольких пластин, выполненных из специальной керамики. Металлические обкладки изготавливают путем напыления слоя металла на керамическую пластину, затем соединяют с выводами. Материал керамики может применяться с различными свойствами.

Их разнообразие обуславливается широким интервалом диэлектрической проницаемости. Она может достигать нескольких десятков тысяч фарад на метр, и имеется только у такого вида емкостей. Такая особенность керамических емкостей позволяет создавать большие значения емкостей, которые сопоставимы с электролитическими конденсаторами, но для них не важна полярность подключения.

Керамика имеет нелинейную сложную зависимость свойств от напряжения, частоты и температуры. Из-за небольшого размера корпуса эти виды конденсаторов применяются в компактных устройствах.

Пленочные

В таких конденсаторах в качестве диэлектрика выступает пластиковая пленка: поликарбонат, полипропилен или полиэстер.

Обкладки конденсатора напыляют или выполняют в виде фольги. Новым материалом служит полифениленсульфид.

Параметры пленочных конденсаторов:

• Применяются для резонансных цепей.
• Наименьший ток утечки.
• Малая емкость.
• Высокая прочность.
• Выдерживают большой ток.
• Устойчивы к электрическому пробою (выдерживают большое напряжение).
• Наибольшая эксплуатационная температура до 125 градусов.

Полимерные

Имеют отличие от электролитических емкостей наличием полимерного материала, вместо оксидной пленки между обкладками. Они не подвергаются утечке заряда и раздуванию.

Параметры полимера обеспечивают значительный импульсный ток, постоянный температурный коэффициент, малое сопротивление. Полимерные модели способны заменить электролитические модели в фильтрах импульсных источников и других устройствах.

Электролитические

От бумажных электролитические конденсаторы отличаются материалом диэлектрика, которым является оксид металла, созданный электрохимическим методом на плюсовой обкладке.

Вторая пластина выполнена из сухого или жидкого электролита. Электроды обычно выполнены из тантала или алюминия. Все электролитические емкости считаются поляризованными, и способны нормально работать только на постоянном напряжении при определенной полярности.

Если не соблюдать полярность, то может произойти необратимый химический процесс внутри емкости, которая приведет к выходу его из строя, или даже взрыву, так как будет выделяться газ.

К электролитическим можно отнести суперконденсаторы, которые называют ионисторами. Они обладают очень большой емкостью, достигающей тысячи Фарад.

Танталовые электролитические

Устройство танталовых электролитов имеет особенность в электроде из тантала. Диэлектрик состоит из пентаоксида тантала.

Параметры:

• Незначительный ток утечки, в отличие от алюминиевых видов.
• Малые размеры.
• Невосприимчивость к внешним воздействиям.
• Малое активное сопротивление.
• Высокая чувствительность при ошибочном подключении полюсов.

Алюминиевые электролитические

Положительным выводом является электрод из алюминия. В качестве диэлектрика использован триоксид алюминия. Они применяются в импульсных блоках и являются выходным фильтром.

Параметры:

• Большая емкость.
• Корректная работа только на низких частотах.
• Повышенное соотношение емкости и размера: конденсаторы других видов при одной емкости имели бы большие размеры.
• Большая утечка тока.
• Низкая индуктивность.

Бумажные

Диэлектриком между фольгированными пластинами служит особая конденсаторная бумага. В электронных устройствах бумажные виды конденсаторов обычно работают в цепях высокой и низкой частоты.

Металлобумажные конденсаторы обладают герметичностью, высокой удельной емкостью, качественной электрической изоляцией. В их конструкции применяется вакуумное металлическое напыление на бумажный диэлектрик, вместо фольги.

Бумажные конденсаторы не обладают высокой механической прочностью. В связи с этим его внутренности располагают в металлическом корпусе, который защищает его устройство.

Похожие темы:

Виды конденсаторов – Основы электроники

Узнав, что же такое конденсатор, рассмотрим, какие бывают виды конденсаторов.

Итак, виды конденсаторов можно классифицировать по нескольким признакам:

• по назначению;
• по характеру изменения емкости;
• по способу монтажа;
• по характеру защиты от внешних воздействий.

Иногда в литературе термин «виды конденсаторов» меняют на «группы конденсаторов», что одинаково по своему смысловому значению.

Классификация видов конденсаторов показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Виды конденсаторов.

Рассмотрим более подробно виды конденсаторов, а точнее характеристики видов конденсаторов.

Конденсаторы общего назначения – конденсаторы, применяемые в большинстве видов радиоэлектронной аппаратуры. К конденсаторам этого вида не применяются особые требования.

Конденсаторы специального назначения – конденсаторы, к которым предъявляются особые требования (по напряжению, частоте, виду действующих сигналов и т.д.) в зависимости от той цепи, где они установлены. Например к данному виду конденсаторов относятся: импульсные, высоковольтные, пусковые, помехоподавляющие, а так же и другие конденсаторы.

Конденсаторы постоянной емкости – это конденсаторы, чья емкость является фиксированной и в процессе эксплуатации аппаратуры не меняется.

Конденсаторы переменной емкости – применяются в цепях, где требуется изменение емкости в процессе эксплуатации. При этом изменение емкости может производится различными способами: механически, путем изменения управляющего напряжения, изменением температуры окружающей среды.

Подстроечные конденсаторы – не применяются в цепях с оперативным изменением емкости. В основном их используют для первоначальной настройки аппаратуры или периодической подстройки цепей, где требуется малый диапазон изменения емкости.

Конденсаторы, используемые для печатного монтажа – это конденсаторы которые применяются в аппаратуре с обычными печатными платами с отверстиями для выводов радиокомпонентов. У таких конденсатов выводы изготовлены из проволоки круглого сечения.

Конденсаторы, используемые для навесного монтажа. Этот вид конденсаторов очень многообразен по исполнению выводов. Здесь могут использоваться мягкие и жесткие выводы, радиальные или аксиальные выводы, выводы, изготовленные из ленты или проволоки круглого сечения, а так же с выводами в виде опорных винтов и проходных шпилек (проходные конденсаторы). К конденсаторам для навесного монтажа можно отнести более современные конденсаторы с выводами под винт.

Конденсаторы, используемые для поверхностного монтажа( SDM-конденсаторы). Отдельно необходимо выделить SDM-конденсаторы, так как они находят все большее и большее применение в современной радиоэлектронной аппаратуре. Другое название таких конденсаторов – безвыводные. У этого вида конденсаторов в качестве выводов используются части его копруса.

Конденсаторы с защёлкивающимися выводами (Snap in). Вид современных конденсаторов, в которых выводы изготовлены таким образом, что при установки в отверстия платы они жестко «защелкиваются», это позволяет качественно и с удобствами осуществить их пайку.

Конденсаторы с выводами под винт. Интересный вид конденсаторов для поверхностного монтажа. В выводах конденсаторов этого вида нарезана резьба. В основном эти конденсаторы применяются в блоках питания, где преобладает ток большой величины и необходимо надежно подключить выводы к силовым проводам. Использование выводов под винт так же делает возможным установку конденсатора на радиатор.

Незащищенные конденсаторы – вид конденсаторов, который не допускают к работе в условиях повышенной влажности. Возможно эксплуатация этих конденсаторов в составе герметизированной аппаратуры.

Защищенные конденсаторы – могут работать в условия повышенной влажности.

Неизолированные конденсаторы – при использовании этого вида конденсаторов не допускается касания их корпусом шасси аппаратуры.

Изолированные конденсаторы – имеют хорошо изолированный корпус, что делает возможным касания шасси аппаратуры или ее токоведущих поверхностей.

Уплотненные конденсаторы – в конденсаторах этого вида используется корпус, уплотненный органическими материалами.

Герметизированные конденсаторы – эти конденсаторы имеют герметизированный корпус, что исключает взаимодействие внутренней конструкции конденсатора с окружающей средой.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Основные типы конденсаторов | Электрик

Электрический конденсатор – один из самых распространених радио элементов, служит он для накопления электроэнергии (заряда). Самый простой конденсатор можно представить в виде двух металлических пластин (обкладок) и диэлектрика который находится между ними.

Когда к конденсатору подключают источник напряжения, то на его обкладках (пластинах) появляются противоположные заряды и возникнет электрическое поле притягивающие их друг к другу, и даже после отключения источника питания, такой заряд остается некоторое время и энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

В электронных схемах роль конденсатора также может состоять не только в накоплении заряда но и в разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и разных других задачах.
В зависимости от задач и факторов работы, конденсаторы используются очень разных типов и конструкций. Здесь мы рассмотрим наиболее популярные типы конденсаторов.

Конденсаторы алюминиевые электролитические

Это может быть, например, конденсатор К50-35 или К50-2 или же другие более новые типы.
Они состоят из двух тонких полосок алюминия свернутых в рулон, между которыми в том же рулоне находится пропитанная электролитом бумага в роли диэлектрика.

Рулон находится в герметичном алюминиевом цилиндре, чтобы предотвратить высыхание электролита.
На одном из торцов конденсатора (радиальный тип корпуса) или на двух торцах которого (аксиальный тип корпуса) располагаются контактные выводы. Выводы могут быть под пайку либо под винт.
В электролитических конденсаторах емкость исчисляется в микрофарадах и может быть от 0.1 мкф до 100 000 мкф. Как правило большая емкость и характеризует этот тип конденсаторов.
Еще одним из важных параметров есть максимальное рабочее напряжение, которое всегда указывается на корпусе и в конденсаторах этого типа может быть до 500 вольт!
 Среди недостатков данного типа можно рассмотреть 3 причины:
1. Полярность. Полярные конденсаторы недопустимы с работой в переменном токе. На корпусе обозначаются соответствующими значками выводы конденсатора, как правило конденсаторы с одним выводом минусовой контакт имеют на корпусе, а плюсовой на выводе.
2. Большой ток утечки. Естественно такие конденсаторы не годятся для длительного хранения энергии заряда, но они хорошо себя зарекомендовали в качестве промежуточных элементов, в фильтрах активных схем и пусковых установках двигателей.
3.Снижение емкости с увеличением частоты. Такой недостаток легко устраняется с помощью параллельно подключенного керамического конденсатора с очень маленькой ёмкостью.

Керамические однослойные конденсаторы

Такие типы, например как К10-7В, К10-19, КД-2. Максимальное напряжения такого типа конденсаторов лежит в пределах 15 – 50 вольт, а ёмкость от 1 пФ до 0.47 мкф при сравнительно небольших размерах довольно не плохой результат технологии.
У данного типа характерны малые токи утечки и низкая индуктивность что позволяет им легко работать на высоких частотах, при постоянном, переменном и пульсирующих токах.
Тангенс угла потерь tgδ не превышает обычно 0,05, а максимальный ток утечки – не более 3 мкА.
Конденсаторы данного типа спокойно переносят внешние факторы, такие как вибрация с частотой до 5000 Гц с ускорением до 40 g, многократные механические удары и линейные нагрузки.
Маркировка на корпусе конденсатора обозначает его номинал. Три цифры расшифровываются следующим образом. Если две первые цифры умножать на 10 в степени третьей цифры, то получится значение емкости данного конденсатора в пф. Так, конденсатор с маркировкой 101 имеет емкость 100 пф, а конденсатор с маркировкой 472 — 4,7 нф. Для удобства составлены таблицы наиболее “ходовых” ёмкостей конденсаторов и их маркировочные коды.
Наиболее часто применяются в фильтрах блоков питания и как фильтр поглощающий высокочастотные импульсы и помехи.

Керамические многослойные конденсаторы

Например К10-17А или К10-17Б.
В отличии от вышеописанных, состоят уже из нескольких слоев металлических пластин и диэлектрика в виде керамики, что позволяет иметь им большую ёмкость чем у однослойных и может быть порядка нескольких микрофарад, но максимальное напряжение у данного типа все также ограничено 50 вольтами.
Применяются в основном как фильтрующие элементы и могут исправно работать как с постоянным так и с переменным и пульсирующим током.

Керамические высоковольтные конденсаторы

Например К15У, КВИ и К15-4
Максимальное рабочее напряжение данного типа может достигать 15 000 вольт! Но ёмкость у них небольшая, порядка 68 – 100 нФ.
Работают они как с переменным так и с постоянным током. Керамика в качестве диэлектрика создает нужное диэлектрическое свойство выдерживать большое напряжение, а особая форма защищает конструкцию от пробоя пластин.
Применение у них самое разнообразное, например в схемах вторичных источников питания в качестве фильтра для поглощения высокочастотных помех и шумов, или в конструирование катушек Тесла, мощной и ламповой радиоаппаратуре.

Танталовые конденсаторы

Например К52-1 или smd А. Основным веществом служит – пентоксид тантала, а в качестве электролита – диоксид марганца. Твердотельный танталовый конденсатор состоит из четырех основных частей: анода, диэлектрика, электролита (твердого или жидкого) и катода.
По рабочим свойствам танталовые конденсаторы схожи с электролитическими, но рабочее максимальное напряжение ограничено 100 вольтами, а ёмкость как правило не превышает 1000 мкФ.
Но в отличии от электролитических, у данного типа собственная индуктивность намного меньше что дает возможность их использования на высоких частотах, до несколько сотен килогерц.
Основной причиной выхода из строя бывает превышение максимального напряжения.
Применение у них в большинстве наблюдается в современных платах электронных устройств, что возможно из за конструктивной особенности smd-монтажа.

Полиэстеровые конденсаторы

Например K73-17 или CL21, на основе металлизированной пленки…
Весьма популярные из за небольшой стоимости конденсаторы встречающиеся в почти всех электронных устройствах, например в балластах энергосберегающих ламп. Их корпус состоит из эпоксидного компаунда что придает конденсатору устойчивость к внешним неблагоприятным факторам, химическим растворам и перегревам.
Ёмкость таких конденсаторов идет порядка 1 нф – 15мкф и максимальное рабочее напряжение у них от 50 до 1500 вольт.
Большой диапазон максимального напряжения и ёмкости дает возможность использования полиэстеровых конденсаторов в цепях постоянного, переменного и импульсных токов.

Полипропиленовые конденсаторы

Например К78-2 и CBB-60.
В данного типа конденсаторов в качестве диэлектрика выступает полипропиленовая пленка. Корпус изготовлен из негорючих материалов, а сам конденсатор призначен для работы в тяжелых условиях.
Ёмкость, как правило в пределах 100пф – 10мкф, но в последнее время выпускают и больше, а по поводу напряжение то большой запас может достигать и 3000 вольт! Преимущество этих конденсаторов заключается не только в высоком напряжении, но и в чрезвычайно низком тангенсе угла потерь, поскольку tg? может не превышать 0,001, что позволяет использовать конденсаторы на больших частотах в несколько сотен килогерц и применять их в индукционных обогревателях и пусковых установках асинхронных электродвигателей.

Пусковые конденсаторы (CBB-60) могут иметь ёмкость и до 1000мкф что стает возможным из за особенностей конструкции такого типа конденсаторов. На пластиковый сердечник наматывается металлизированная полипропиленовая пленка, а сверху весь этот рулон покрывается компаундом.

Максимальное напряжение у них сравнительно не большое, до 300 – 600 вольт что вполне достаточно для пуска и работы электродвигателей.
Выводы конденсатора могут быть как в виде проводов, так и под клеммы или под болт.

Цифровая маркировка конденсаторов

Цифро-буквенная маркировка конденсаторов

Конденсатор в цепи переменного и постоянного тока: что это такое, виды

Элементная база для конструирования электронных устройств усложняется. Приборы объединяются в интегральные схемы с заданным функционалом и программным управлением. Но в основе разработок — базовые приборы: конденсаторы, резисторы, диоды и транзисторы.

Что такое конденсатор?

Прибор, который накапливает электроэнергию в виде электрических зарядов, называется конденсатором.

Количество электричества или электрический заряд в физике измеряют в кулонах (Кл). Электрическую ёмкость считают в фарадах (Ф).

Уединенный проводник электроёмкостью в 1 фараду — металлический шар с радиусом, равным 13 радиусам Солнца. Поэтому конденсатор включает в себя минимум 2 проводника, которые разделяет диэлектрик. В простых конструкциях прибора — бумага.

Работа конденсатора в цепи постоянного тока осуществляется при включении и выключении питания.Только в переходные моменты меняется потенциал на обкладках.

Конденсатор в цепи переменного тока перезаряжается с частотой, равной частоте напряжения источника питания. В результате непрерывных зарядов и разрядов ток проходит через элемент. Выше частота — быстрее перезаряжается прибор.

Сопротивление цепи с конденсатором зависит от частоты тока. При нулевой частоте постоянного тока величина сопротивления стремится к бесконечности. С увеличением частоты переменного тока сопротивление уменьшается.

Где применяются конденсаторы?

Работа электронных, радиотехнических и электрических устройств невозможна без конденсаторов.

В электротехнике прибор используется для сдвига фаз при запуске асинхронных двигателей. Без сдвига фаз трехфазный асинхронный двигатель в переменной однофазной сети не функционирует.

Конденсаторы с ёмкостью в несколько фарад — ионисторы, используются в электромобилях, как источники питания двигателя.

Для понимания, зачем нужен конденсатор, нужно знать, что 10-12% измерительных устройств работают по принципу изменения электрической ёмкости при изменении параметров внешней среды. Реакция ёмкости специальных приборов используется для:

• регистрации слабых перемещений через увеличение или уменьшение расстояния между обкладками;
• определения влажности с помощью фиксирования изменений сопротивления диэлектрика;
• измерения уровня жидкости, которая меняет ёмкость элемента при заполнении.

Трудно представить, как конструируют автоматику и релейную защиту без конденсаторов. Некоторые логики защит учитывают кратность перезаряда прибора.

Ёмкостные элементы используются в схемах устройств мобильной связи, радио и телевизионной техники. Конденсаторы применяют в:

• усилителях высоких и низких частот;
• блоках питания;
• частотных фильтрах;
• усилителях звука;
• процессорах и других микросхемах.

Легко найти ответ на вопрос, для чего нужен конденсатор, если посмотреть на электрические схемы электронных устройств.

Принцип работы

В цепи постоянного тока положительные заряды собираются на одной пластине, отрицательные — на другой. За счет взаимного притяжения частицы удерживаются в приборе, а диэлектрик между ними не дает соединиться. Тоньше диэлектрик — крепче связаны заряды.

Конденсатор берет нужное для заполнения ёмкости количество электричества, и ток прекращается.

При постоянном напряжении в цепи элемент удерживает заряд до выключения питания. После чего разряжается через нагрузки в цепи.

Переменный ток через конденсатор движется иначе. Первая ¼ периода колебания — момент заряда прибора. Амплитуда зарядного тока уменьшается по экспоненте, и к концу четверти снижается до нуля. ЭДС в этот момент достигает амплитуды.

Во второй ¼ периода ЭДС падает, и элемент начинает разряжаться. Снижение ЭДС вначале небольшое и ток разряда, соответственно, тоже. Он нарастает по той же экспоненциальной зависимости. К концу периода ЭДС равна нулю, ток — амплитудному значению.

В третьей ¼ периода колебания ЭДС меняет направление, переходит через нуль и увеличивается. Знак заряда на обкладках изменяется на противоположный. Ток уменьшается по величине и сохраняет направление. В этот момент электрический ток опережает по фазе напряжение на 90°.

В катушках индуктивности происходит наоборот: напряжение опережает ток. Это свойство стоит на первом месте при выборе, какие цепи использовать в схеме: RC или RL.

В завершении цикла при последней ¼ колебания ЭДС падает до нуля, а ток достигает амплитудного значения.

«Ёмкость» разряжается и заряжается по 2 раза за период и проводит переменный ток.

Это теоретическое описание процессов. Чтобы понять, как работает элемент в цепи непосредственно в устройстве, рассчитывают индуктивное и емкостное сопротивление цепи, параметры остальных участников, и учитывают влияние внешней среды.

Характеристики и свойства

К параметрам конденсатора, которые используют для создания и ремонта электронных устройств, относят:

1. Ёмкость — С. Определяет количество заряда, которое удерживает прибор. На корпусе указывается значение номинальной ёмкости. Для создания требуемых значений элементы включают в цепь параллельно или последовательно. Эксплуатационные величины не совпадают с расчетными.
2. Резонансная частота — fр. Если частота тока больше резонансной, то проявляются индуктивные свойства элемента. Это затрудняет работу. Чтобы обеспечить расчетную мощность в цепи, конденсатор разумно использовать на частотах меньше резонансных значений.
3. Номинальное напряжение — Uн. Для предупреждения пробоя элемента рабочее напряжение устанавливают меньше номинального. Параметр указывается на корпусе конденсатора.
4. Полярность. При неверном подключении произойдет пробой и выход из строя.
5. Электрическое сопротивление изоляции — Rd. Определяет ток утечки прибора. В устройствах детали располагаются близко друг к другу. При высоком токе утечки возможны паразитные связи в цепях. Это приводит к неисправностям. Ток утечки ухудшает емкостные свойства элемента.
6. Температурный коэффициент — TKE. Значение определяет, как ёмкость прибора меняется при колебаниях температуры среды. Параметр используют, когда разрабатывают устройства для эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
7. Паразитный пьезоэффект. Некоторые типы конденсаторов при деформации создают шумы в устройствах.

Виды конденсаторов

Емкостные элементы классифицируют по типу диэлектрика, применяемого в конструкции.

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

Элементы используются в цепях с постоянным или слабо пульсирующим напряжением. Простота конструкции оборачивается пониженной на 10-25% стабильностью характеристик и возросшей величиной потерь.

В бумажных конденсаторах обкладки из алюминиевой фольги разделяет бумага. Сборки скручивают и помещают в корпус в форме цилиндра или прямоугольного параллелепипеда.

Приборы работают при температурах -60…+125°C, с номинальным напряжением у низковольтных приборов до 1600 В, высоковольтных — выше 1600 В и ёмкостью до десятков мкФ.

В металлобумажных приборах вместо фольги на диэлектрическую бумагу наносят тонкий слой металла. Это помогает изготовить элементы меньших размеров. При незначительных пробоях возможно самовосстановление диэлектрика. Металлобумажные элементы уступают бумажным по сопротивлению изоляции.

Электролитические конденсаторы

Конструкция изделий напоминает бумажные. Но при изготовлении электролитических элементов бумагу пропитывают оксидами металлов.

В изделиях с электролитом без бумаги оксид наносится на металлический электрод. У оксидов металлов односторонняя проводимость, что делает прибор полярным.

В некоторых моделях электролитических элементов обкладки изготавливают с канавками, которые увеличивают площадь поверхности электрода. Зазоры в пространстве между пластинами устраняют с помощью заливания электролитом. Это улучшает емкостные свойства изделия.

Большая ёмкость электролитических приборов — сотни мкФ, используется в фильтрах, чтобы сглаживать пульсации напряжения.

Алюминиевые электролитические

В приборах этого типа анодная обкладка делается из алюминиевой фольги. Поверхность покрывают оксидом металла — диэлектриком. Катодная обкладка — твердый или жидкий электролит, который подбирается так, чтобы при работе восстанавливался слой оксида на фольге. Самовосстановление диэлектрика продлевает время работы элемента.

Конденсаторы такой конструкции требуют соблюдения полярности. При обратном включении разорвет корпус.

Приборы, внутри которых располагаются встречно-последовательные полярные сборки, используют в 2 направлениях. Ёмкость алюминиевых электролитических элементов достигает нескольких тысяч мкФ.

Танталовые электролитические

Анодный электрод таких приборов изготовляют из пористой структуры, получаемой при нагреве до +2000°C порошка тантала. Материал внешне напоминает губку. Пористость увеличивает площадь поверхности.

С помощью электрохимического окисления на анод наносят слой пентаоксида тантала толщиной до 100 нанометров. Твердый диэлектрик делают из диоксида марганца. Готовую конструкцию прессуют в компаунд — специальную смолу.

Танталовые изделия используют на частотах тока свыше 100 кГц. Ёмкость создается до сотен мкФ, при рабочем напряжении до 75 В.

Полимерные

В конденсаторах используются электролит из твердых полимеров, что дает ряд преимуществ:

• увеличивается срок эксплуатации до 50 тыс. часов;
• сохраняются параметры при нагреве;
• расширяется диапазон допустимых пульсаций тока;
• сопротивление обкладок и выводов не шунтирует ёмкость.

Пленочные

Диэлектрик в этих моделях — пленка из тефлона, полиэстера, фторопласта или полипропилена.

Обкладки — фольга или напыление металлов на пленку. Конструкция используется для создания многослойных сборок с увеличенной площадью поверхности.

Пленочные конденсаторы при миниатюрных размерах обладают ёмкостью в сотни мкФ. В зависимости от размещения слоев и выводов контактов делают аксиальные или радиальные формы изделий.

В некоторых моделях номинальное напряжение 2 кВ и выше.

В чем отличие полярного и неполярного?

Неполярные допускают включение конденсаторов в цепь без учета направления тока. Элементы применяются в фильтрах переменных источников питания, усилителях высокой частоты.

Полярные изделия подсоединяют в соответствии с маркировкой. При включении в обратном направлении прибор выйдет из строя или не будет нормально работать.

Полярные и неполярные конденсаторы большой и малой ёмкости отличаются конструкцией диэлектрика. В электролитических конденсаторах, если оксид наносится на 1 электрод или 1 сторону бумаги, пленки, то элемент будет полярным.

Модели неполярных электролитических конденсаторов, в конструкциях которых оксид металла нанесли симметрично на обе поверхности диэлектрика, включают в цепи с переменным током.

У полярных на корпусе присутствует маркировка положительного или отрицательного электрода.

От чего зависит ёмкость?

Главная функция и роль конденсатора в цепи заключается в накоплении зарядов, а дополнительная — не допускать утечек.

Величина ёмкости конденсатора прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости среды и площади пластин, и обратно пропорциональна расстоянию между электродами. Возникает 2 противоречия:

1. Чтобы увеличить ёмкость, электроды нужны как можно толще, шире и длиннее. При этом размеры прибора увеличивать нельзя.
2. Чтобы удерживать заряды и обеспечить нужную силу притяжения, расстояние между пластинами делают минимальным. При этом ток пробоя уменьшать нельзя.

Для разрешения противоречий разработчики применяют:

• многослойные конструкции пары диэлектрик и электрод;
• пористые структуры анодов;
• замену бумаги на оксиды и электролиты;
• параллельное включение элементов;
• заполнение свободного пространства веществами с повышенной диэлектрической проницаемостью.

Размеры конденсаторов уменьшаются, а характеристики становятся лучше с каждым новым изобретением.

Типы конденсаторов

Конденсатор — один из самых распространенных электронных компонентов. Существует множество разных типов конденсаторов, которые классифицируют по различным свойствам.

В основном типы конденсаторов разделяют:

• По характеру изменения емкости — постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные.
• По материалу диэлектрика — воздух, металлизированная бумага, слюда, тефлон, поликарбонат, оксидный диэлектрик (электролит).
• По способу монтажа — для печатного или навесного монтажа.

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы или керамические дисковые конденсаторы сделаны из маленького керамического диска, покрытого с двух сторон проводником (обычно серебром).

Карамические конденсаторы

Благодаря довольно высокой относительной диэлектрической проницаемости (от 6 до 12) керамические конденсаторы могут вместить достаточно большую емкость при относительно малом физическом размере. Диапазон емкости этого типа конденсаторов — от нескольких пикоФарад (пФ или pF) до нескольких микроФарад (мФ или uF). Однако их номинальное напряжение, как правило, невысокое.

Маркировка керамических конденсаторов обычно представляет собой трехзначный числовой код, обозначающий значение емкости в пикофарадах. Первые две цифры указывают значение емкости. Третья цифра указывает количество нулей, которые нужно добавить.

Например, маркировка 103 на керамическом конденсаторе означает 10 000 пикоФарад или 10 наноФарад. Соответственно, маркировка 104 будет означать 100 000 пикоФарад или 100 наноФарад и.т.д. Иногда к этому коду добавляют буквы, обозначающие допуск. Например, J = 5%, K = 10%, M = 20%.

Пленочные конденсаторы

Емкость конденсатора зависит от площади обкладок. Для того чтобы компактно вместить большую площадь, используют пленочные конденсаторы. Здесь применяют принцип «многослойности». Т.е. создают много слоев диэлектрика, чередующегося слоями обкладок. Однако с точки зрения электричества, это такие же два проводника разделенные диэлектриком, как и у плоского керамического конденсатора.

В качестве диэлектрика пленочных конденсаторов обычно используют тефлон, металлизированную бумагу, майлар, поликарбонат, полипропилен, полиэстер. Диапазон емкости этого типа конденсаторов составляет примерно от 5pF (пикофарад) до 100uF (микрофарад). Диапазон номинального напряжения пленочных конденсаторов достаточно широк . Некоторые высоковольтные конденсаторы этого типа достигают более 2000 вольт.

Различают два вида пленочных конденсаторов по способу размещения слоев диэлектрика и обкладок – радиальные и аксиальные.

Радиальный и аксиальный тип пленочных конденсаторов

Маркировка емкости пленочных конденсаторов происходит по тому же принципу что и керамических. Это трехзначный числовой код, обозначающий значение емкости в пикофарадах. Первые две цифры указывают значение емкости. Третья цифра указывает количество нулей, которые нужно добавить. Иногда к этому коду добавляют буквы, обозначающие допуск. Например, J = 5%, K = 10%, M = 20%. Например 103J означает 10 000 пикоФарад +/- 5% или 10 наноФарад +/-5%.

Однако довольно часто разные производители кроме значения емкости и точности добавляют символы номинального напряжения, температуры, серии, класса, корпуса, и других особых характеристик. Данные символы могут отличатся и быть размещены в разном порядке, в зависимости от производителя. Поэтому для разшифровки маркировки пленочных конденсаторов желательно пользоваться документацией (Datasheets).

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы обычно используются когда требуется большая емкость. Конструкция этого типа конденсаторов похожа на конструкцию пленочных, только здесь вместо диэлектрика используется специальная бумага, пропитанная электролитом. Обкладки конденсатора создаются из алюминия или тантала.

Обратим внимание, что электролит хорошо проводит электрический ток! Это полностью противоречит принципу устройства конденсатора, где два проводника должны быть разделены диэлектриком.

Дело в том, что слой диэлектрика создается уже после изготовления конструкции компонента. Через конденсатор пропускают ток, и в результате электролитического окисления на одной из обкладок появляется тонкий слой оксида алюминия или оксида тантала (в зависимости из какого металла состоит обкладка). Этот слой представляет собой очень тонкий и эффективный диэлектрик, позволяющий электролитическим конденсаторам превосходить по емкости в сотни раз «обычные» пленочные конденсаторы.

Электролитические конденсаторы

Недостатком вышеописанного процесса окисления является полярность конденсатора. Оксидный слой обладает свойствами односторонней проводимости. При неправильном подключении напряжения оксидный слой разрушается, и через конденсатор может пойти большой ток. Это приведет к быстрому нагреву и разширению электролита, в результате чего может произойти взрыв конденсатора! Поэтому необходимо всегда соблюдать полярность при подключении электролитического конденсатора. В связи с этим на корпусе компонента производители указывают куда подключать минус.

По причине своей полярности электролитические конденсаторы не могут быть использованы в цепях с переменным током. Но иногда можно встретить компоненты состоящие из двух конденсаторов, соединенными минус-к-минусу и формирующие «не полярные» конденсаторы. Их можно использовать в цепях с переменным током малого напряжения.

Емкость алюминиевых электролитических конденсаторов в колеблется основном от 1 мкФ до 47000 мкФ. Номинальное напряжение — от 5В до 500В. Допуск обычно довольно большой — 20%.

Танталовые конденсаторы физически меньше алюминиевых аналогов. Вдобавок электролитические свойства оксида тантала лучше чем оксида алюминия — у танталовых конденсаторов значительно менше утечка тока и выше стабильность емкости. Диапазон типичных емкостей от 47нФ до 1500мкФ.

Танталовые электролитические конденсаторы также являются полярными, однако лучше переносят неправильное подключение полярности чем их алюминиевые аналоги. Вместе с тем, диапазон типичных напряжений танталовых компонентов значительно ниже – от 1В до 125В.

Переменные конденсаторы

Переменные конденсаторы широко используются в устройствах, где часто требуется настройка во время работы — приемниках, передатчиках, измерительных приборах, генераторах сигналов, аудио и видео аппаратуре. Изменение емкости конденсатора позволяет влиять на характеристики проходящего через него сигнала (форму, частоту, амплитуду и т. д.).

Емкость может менятся механическим способом, электрическим напряжением (вариконды), и с помощью температуры (термоконденсаторы). В последнее время во многих областях вариконды вытесняются варикапами (диодами с переменной емкостью).

Под названием «переменные конденсаторы» обычно имеют ввиду компоненты с механическим изменением емкости. Управление емкостю здесь достигается путем изменения площади обкладок. Обкладки в переменных конденсаторах состоят из множества пластин с воздушным пространством между ними в качестве диэлектрика.

Часть пластин фиксированная, часть подвижная. Положение подвижных пластин по отношению к фиксированным определяет общую емкость конденсатора. Чем больше общая площадь пластин тем больше емкость.

Переменные конденсаторы

Подстроечные конденсаторы

Подстроечные конденсаторы используются при разовом или периодическом регулировании емкости, в отличии от «стандартных» переменных конденсаторов, где емкость меняется в «режиме реального времени». Такая настройка предназначена для самих производителей аппаратуры, а не для ее пользователей, и выполняется специальной настроечной отверткой. Обычная стальная отвертка не подходит, так как может повлиять на емкость конденсатора. Емкость подстроечных конденсаторов как правило невелика – до 500 пикоФарад.

Способ монтажа конденсаторов

Конденсаторы разделяют по способу монтажа на компоненты для навесного монтажа и для печатного монтажа (SMD или чип-конденсаторы). У компонентов для навесного монтажа есть выводы в виде «ножек». У конденсаторов для печатного монтажа выводами служит часть их поверхности.

Презентация к уроку по физике “Конденсаторы и их применение” 10 класс

Инфоурок › Физика ›Презентации›Презентация к уроку по физике “Конденсаторы и их применение” 10 класс

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд Описание слайда:

Конденсаторы и все о них

2 слайд Описание слайда:

Конденсатором называют систему двух проводников, разделённых слоем диэлектрика. Назначение Конденсатора – устройство, предназначенное для накопления заряда и энергии электрического поля.

3 слайд Описание слайда:

Под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из его обкладок.

4 слайд Описание слайда:

Электрическое поле плоского конденсатора однородно, т.к. линии напряжённости между обкладками параллельны и расположены на одинаковых расстояниях друг от друга.

5 слайд Описание слайда:

Согласно принципу суперпозиции, напряженность поля, создаваемого обеими пластинами, равна сумме напряженностей и полей каждой из пластин:

6 слайд Описание слайда: 7 слайд Описание слайда:

Соединение конденсаторов

8 слайд Описание слайда:

Конденсаторы переменной емкости с воздушным или твердым диэлектриком. Часто используются конденсаторы переменной емкости с воздушным или твёрдым диэлектриком. Они состоят из двух систем металлических пластин, изолированных друг от друга. Одна система пластин неподвижна, вторая может вращаться вокруг оси. Вращая подвижную систему, плавно изменяют ёмкость конденсатора.

9 слайд Описание слайда:

Типы конденсаторов Виды конденсаторов: – воздушный, – бумажный, – слюдяной, – электростатический. Назначение: Накапливать на короткое время заряд или энергию для быстрого изменения потенциала. Не пропускать постоянный ток. Применение в фототехнике.

10 слайд Описание слайда:

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ Радиотехника В компьютерах

11 слайд Описание слайда:

Конец.

Курс повышения квалификации

Курс профессиональной переподготовки

Учитель физики

Курс повышения квалификации

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Выберите категорию: Все категорииАлгебраАнглийский языкАстрономияБиологияВнеурочная деятельностьВсеобщая историяГеографияГеометрияДиректору, завучуДоп. образованиеДошкольное образованиеЕстествознаниеИЗО, МХКИностранные языкиИнформатикаИстория РоссииКлассному руководителюКоррекционное обучениеЛитератураЛитературное чтениеЛогопедия, ДефектологияМатематикаМузыкаНачальные классыНемецкий языкОБЖОбществознаниеОкружающий мирПриродоведениеРелигиоведениеРодная литератураРодной языкРусский языкСоциальному педагогуТехнологияУкраинский языкФизикаФизическая культураФилософияФранцузский языкХимияЧерчениеШкольному психологуЭкологияДругое

Выберите класс: Все классыДошкольники1 класс2 класс3 класс4 класс5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Выберите учебник: Все учебники

Выберите тему: Все темы

также Вы можете выбрать тип материала:

Проверен экспертом

Общая информация

Номер материала: ДБ-744149

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Различные типы конденсаторов и их применение

Конденсатор

Конденсаторы широко используются в качестве электронного компонента в современных схемах и устройствах. Конденсатор имеет долгую историю и используется более 250 лет назад. Конденсаторы являются старейшим электронным компонентом, который изучается, проектируется, разрабатывается и используется. С развитием технологий конденсаторы выпускаются разных типов в зависимости от их характеристик. В этой статье мы обсудим самые популярные и самые полезные типы конденсаторов.Конденсатор является компонентом, и он имеет способность накапливать энергию в виде электрического заряда, который создает электрическую разность между его пластинами, и он похож на небольшую аккумуляторную батарею.

Что такое конденсатор?

Конденсатор является пассивным компонентом и накапливает электрическую энергию в электрическом поле. Эффект конденсатора известен как емкость. Он состоит из двух близких проводников и разделен диэлектрическим материалом. Если пластины подключены к источнику питания, они накапливают электрический заряд.Одна пластина накапливает положительный заряд, а другая пластина – отрицательный. Электрический символ конденсатора показан ниже.

Обозначение конденсатора

Емкость

Емкость – это отношение электрического заряда (Q) к напряжению (В), математическое разложение приведено ниже.

C = Q / V

Где

• Q – электрический заряд в кулонах
• C – емкость в фарадах
• V – напряжение между пластинами в вольтах

Различные типы конденсаторов

Ниже перечислены различные типы конденсаторов.

1. Электролитический конденсатор
2. Слюдяной конденсатор
3. Бумажный конденсатор
4. Пленочный конденсатор
5. Неполяризованный конденсатор
6. Керамический конденсатор

Электролитический конденсатор

Как правило, при конденсаторах используются большие электролитные конденсаторы . необходимы. Слой тонкой металлической пленки используется для одного электрода, а для второго электрода (катода) используется полужидкий раствор электролита, который находится в желе или пасте. Диэлектрическая пластина представляет собой тонкий слой оксида, который в процессе производства проявляется электрохимически, толщина пленки составляет менее десяти микрон.

Электролитический конденсатор

Этот изолирующий слой очень тонкий, можно изготавливать конденсаторы с большим значением емкости для физического размера, который мал, а расстояние между двумя пластинами очень маленькое. Типы конденсаторов в большинстве электролитических являются поляризованными, то есть постоянное напряжение подается на вывод конденсатора, и они должны иметь правильную полярность.

Если положительный полюс к положительному выводу и отрицательный к отрицательному выводу из-за неправильной поляризации сломает изолирующий оксидный слой, что приведет к необратимому повреждению. Все поляризованные электролитические конденсаторы имеют четкую полярность с отрицательным знаком, указывающим на отрицательный вывод, и полярность должна соблюдаться.

Электролитические конденсаторы обычно используются в цепи питания постоянного тока, потому что они имеют большую емкость и малы для снижения пульсаций напряжения. Применения этих электролитических конденсаторов – связь и развязка. Недостатком электролитических конденсаторов является их относительно низкое напряжение из-за поляризации электролитического конденсатора.

Слюдяной конденсатор

Этот конденсатор представляет собой группу природных минералов, а в конденсаторах из серебряной слюды используется диэлектрик. Существует два типа слюдяных конденсаторов: фиксированные конденсаторы и серебряные слюдяные конденсаторы . Фиксированные слюдяные конденсаторы считаются устаревшими из-за их худших характеристик.Конденсаторы из серебряной слюды изготавливаются путем прослоения листа слюды, покрытого металлом с обеих сторон, и затем этот узел покрывается эпоксидной смолой для защиты окружающей среды. Слюдяные конденсаторы используются в конструкции, требующей стабильных, надежных конденсаторов относительно небольших размеров.

Слюдяные конденсаторы

Слюдяные конденсаторы – это конденсаторы с низкими потерями, используемые на высоких частотах, и этот конденсатор очень стабилен химически, электрически и механически из-за своей специфической кристаллической структуры, связывающей, и это обычно слоистая структура. Чаще всего используются слюда мусковит и флогопит. Мусковитовая слюда лучше по электрическим свойствам, а другая слюда обладает стойкостью к высоким температурам.

Бумажный конденсатор

Конструкция бумажного конденсатора находится между двумя листами оловянной фольги, отделенными от бумаги, или промасленной бумагой и тонкой вощеной. Сэндвич из тонкой фольги и бумаги затем скатывается в цилиндрическую форму и помещается в пластиковую капсулу.Две тонкие фольги бумажных конденсаторов прикрепляются к внешней нагрузке.

Бумажный конденсатор

На начальном этапе, если конденсаторы использовали бумагу между двумя фольгами конденсатора, но в наши дни используются другие материалы, такие как пластмассы, поэтому он называется бумажным конденсатором. Диапазон емкости бумажного конденсатора составляет от 0,001 до 2 000 мкФ, а напряжение очень высокое, до 2000 В.

Пленочный конденсатор

Пленочные конденсаторы также являются конденсаторами, и в качестве диэлектрика в них используется тонкий пластик. Пленочный конденсатор изготавливается чрезвычайно тонким с использованием сложного процесса вытягивания пленки. Если пленка производственная, она может быть металлизирована в зависимости от свойств конденсатора. Для защиты от воздействия окружающей среды электроды добавляются и собираются.

Пленочный конденсатор

Существует различных типов пленочных конденсаторов. доступны, например, полиэфирная пленка, металлизированная пленка, полипропиленовая пленка, пленка из ПТЭ и полистирольная пленка. Основное различие между этими типами конденсаторов заключается в том, что материал, используемый в качестве диэлектрика, и диэлектрик следует выбирать в соответствии с их свойствами.Применение пленочных конденсаторов – стабильность, низкая индуктивность и низкая стоимость.

Емкость пленки PTE является термостойкостью и используется в аэрокосмической и военной технике. Конденсатор с металлизированной полиэфирной пленкой используется там, где требуется длительная стабильность при относительно низком уровне.

Неполяризованные конденсаторы

Неполяризованные конденсаторы подразделяются на два типа конденсаторов с пластиковой фольгой, а другой – электролитический неполяризованный конденсатор.

Неполяризованный конденсатор

Конденсатор из пластиковой фольги неполяризован по своей природе, а электролитические конденсаторы, как правило, представляют собой два последовательно соединенных конденсатора, которые расположены спина к спине, поэтому в результате получается неполяризованный конденсатор с половинной емкостью. Неполяризованный конденсатор требует применения переменного тока последовательно или параллельно с сигналом или источником питания.

Примерами являются фильтры кроссовера громкоговорителей и схема коррекции коэффициента мощности. В этих двух приложениях на конденсатор подается большой сигнал переменного напряжения.

Керамический конденсатор

Керамические конденсаторы являются конденсаторами и используют керамический материал в качестве диэлектрика. Керамика – один из первых материалов, используемых в производстве конденсаторов в качестве изолятора.

Керамический конденсатор

В керамических конденсаторах используется много геометрических форм, и некоторые из них представляют собой керамический трубчатый конденсатор. Конденсаторы с барьерным слоем устарели из-за своего размера, паразитных эффектов или электрических характеристик.Два распространенных типа керамических конденсаторов – это многослойный керамический конденсатор , (MLCC) и керамический дисковый конденсатор.

Многослойные керамические конденсаторы изготавливаются по технологии поверхностного монтажа (SMD), они меньше по размеру, поэтому широко используются. Номиналы керамических конденсаторов обычно находятся в диапазоне от 1 нФ до 1 мкФ, и возможны значения до 100 мкФ.

Керамические дисковые конденсаторы изготавливаются путем покрытия керамического диска серебряными контактами с обеих сторон, и для достижения большей емкости эти устройства сделаны из нескольких слоев. Керамические конденсаторы будут иметь высокочастотные характеристики из-за паразитных эффектов, таких как сопротивление и индуктивность.

В этой статье мы рассказали о различных типах конденсаторов и их использовании. Я надеюсь, что, прочитав эту статью, вы получили некоторые базовые знания о типах конденсаторов. Если у вас есть какие-либо вопросы об этой статье или о реализации, пожалуйста, оставьте комментарий в разделе ниже. Вот вопрос к вам в конденсаторах, в которых хранится заряд электролита?

Основные принципы работы с конденсаторами и их применение в энергетике

Из всех основных пассивных электронных компонентов конденсаторы, вероятно, используются наиболее широко.На самом деле трудно найти печатную плату, на которой нет конденсатора, и схему, в которой не используется конденсатор.

Конденсаторы

играют ключевую роль в конструкции фильтров, усилителей, источников питания и многих дополнительных схем. Существует множество различных типов конденсаторов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В следующих параграфах будут рассмотрены некоторые важные характеристики различных типов конденсаторов и их потенциальное применение.

Рисунок 1.Множественные электролитические конденсаторы.

Все конденсаторы в основном делают одно и то же, а именно накапливают заряд. Емкость – это способ количественной оценки или измерения способности конденсатора накапливать заряд. Емкость измеряется в фарадах, что эквивалентно одному кулону на вольт или одному ампер-секунде на вольт (F = C / V = ​​A * Sec / V). Фарад также является намеком на великого британского ученого Майкла Фарадея.

Большинство конденсаторов выпускается в корпусах с выводами и без свинца. Чаще всего используются компоненты для поверхностного монтажа.Фактически, конденсаторы для поверхностного монтажа настолько популярны, что их не хватает во всей отрасли. Для некоторых применений, связанных с линиями высокого напряжения и электросети, компоненты со сквозным отверстием имеют преимущество из-за их более высокой емкости и более высоких возможностей управления мощностью.

Конденсаторы состоят из различных типов диэлектрических материалов, включая керамические, электролитические, танталовые, полиэфирные и полипропиленовые. Очевидно, что выбор материалов влияет на ключевые характеристики и производительность.

Рисунок 2.Конденсаторы керамические с выводами и выводами для поверхностного монтажа

Керамические конденсаторы находят применение во всех приложениях, работающих от постоянного тока до высокочастотного. Они способны работать с высокими напряжениями и обычно имеют низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и эквивалентную последовательную индуктивность (ESL). Они ограничены своим достижимым значением емкости, но они действительно являются наименее дорогостоящими.

Одним из наиболее широко используемых приложений для керамических конденсаторов является развязка или шунтирование вывода источника питания интегральной схемы (IC), предотвращая попадание любых паразитных радиочастотных сигналов в источник напряжения. По сути, конденсатор обеспечивает путь с низким импедансом для передачи более высокочастотных сигналов, который является путем шунтирования на землю. Это предотвращает попадание этих сигналов в микросхему и разрушения и помогает обеспечить более постоянный уровень постоянного напряжения. Иногда, когда напряжение питания может опускаться ниже необходимого, развязывающие крышки могут временно обеспечивать необходимое напряжение.

С другой стороны, электролитические конденсаторы могут предоставить инженерам гораздо более высокое значение емкости.Эти конденсаторы можно найти во многих силовых электронных устройствах и в схемах с большим потреблением энергии. Одним из примеров преимуществ электролитических материалов является накопительный конденсатор в источниках питания.

Рисунок 3. Источник питания Meanwell с несколькими типами конденсаторов

На изображении выше резервуарный конденсатор показан в верхнем левом углу. Его цель – сглаживать выпрямленное напряжение из линий электропередачи. Некоторый уровень пульсаций остается после этой функции сглаживания, и в результате конденсатор должен иметь достаточный номинальный ток пульсаций.Пульсации тока включают в себя ток разряда конденсатора и ток заряда конденсатора. Эти конденсаторы, как правило, имеют очень большую стоимость, и их следует выбирать так, чтобы их постоянная времени была намного больше, чем частота сети переменного тока. Здесь необходимо учитывать, чтобы не использовать слишком большой или слишком дорогой конденсатор.

Подобно электролитам, танталовые конденсаторы обычно поляризованы и имеют более низкие токи утечки. Из-за того, что в их конструкции использован тантал, они могут предложить более высокие значения емкости при меньших размерах корпуса, чем другие варианты.Они также обладают лучшими характеристиками стабильности, а это означает, что их емкость с меньшей вероятностью изменится со временем. К недостаткам можно отнести более высокую цену, а также то, как они могут выйти из строя.

Когда электролиты выходят из строя, они, как правило, выходят из строя. Другими словами, они кажутся разомкнутыми. Когда танталовые конденсаторы выходят из строя, они вызывают короткое замыкание, а в некоторых случаях даже могут загореться. Следовательно, для их ответственного использования требуются отказоустойчивые цепи, чтобы предотвратить их повреждение.Танталовые конденсаторы находят применение во многих военных и медицинских приложениях.

В заключение, конденсаторы – один из наиболее широко используемых электрических компонентов. При проектировании схем нельзя упускать из виду выбор конденсатора. Всегда необходимо учитывать такие характеристики, как номинальное напряжение, номинальный ток пульсации, размер и стоимость.

Чтобы помочь с выбором конденсатора, многие производители предлагают онлайн-инструменты, которые помогут сориентироваться и найти подходящий конденсатор для конкретного применения.Эти инструменты целесообразно использовать, поскольку они упростят процесс выбора. Подобно тому, как для каждой работы есть подходящий инструмент, есть подходящий конденсатор для каждой области применения.

Типы | Направляющая конденсатора

Существует множество различных типов конденсаторов, каждый из которых имеет свое применение, характеристики и конструкцию. На этой странице перечислены различные типы конденсаторов, описанные в руководстве по конденсаторам.

Воздушный конденсатор

Воздушные конденсаторы используют воздух в качестве диэлектрика.Простейшие воздушные конденсаторы состоят из двух проводящих пластин, разделенных воздушным зазором. Воздушные конденсаторы могут быть выполнены с переменной или постоянной емкостью. Постоянные воздушные конденсаторы используются редко, поскольку существует множество других типов с превосходными характеристиками.

Переменные воздушные конденсаторы часто используются из-за их простой конструкции. Обычно они состоят из двух наборов полукруглых металлических пластин, разделенных воздушными зазорами. Один набор закреплен, а другой прикреплен к валу, который позволяет пользователю вращать узел, тем самым изменяя емкость по мере необходимости. Чем больше перекрытие между двумя наборами пластин, тем выше емкость. Состояние максимальной емкости достигается при наибольшем перекрытии между двумя наборами пластин, а состояние наименьшей емкости достигается при отсутствии перекрытия.

Керамический конденсатор

В керамическом конденсаторе в качестве диэлектрического материала используется керамический материал. Наиболее часто используемые керамические конденсаторы в современной электронике – это многослойный чип-конденсатор (MLCC) и керамический дисковый конденсатор.MLCC изготавливаются по технологии SMD (поверхностного монтажа) и широко используются благодаря небольшим размерам.

Типичные значения емкости находятся в диапазоне от 1 нФ до 1 мкФ, хотя значения составляют до 100 мкФ. Керамические конденсаторы неполяризованы, поэтому их можно безопасно подключать к источнику переменного тока, и они имеют отличную частотную характеристику благодаря низким паразитным эффектам.

Сегодня доступны два класса керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2. Класс 1 используется, когда требуется высокая стабильность и низкие потери.Они очень точны, а его емкость очень стабильна. Класс 2 имеет высокую емкость на единицу объема и в основном используется для менее чувствительных приложений.

Конденсатор электролитический

Это тип конденсатора, в котором используется электролит для достижения большей емкости, чем в других типах конденсаторов. Электролит – это жидкость / гель, который содержит высокую концентрацию ионов. Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, поэтому напряжение на положительной клемме всегда больше, чем на отрицательной клемме.

Преимущество его большой емкости имеет несколько недостатков. К ним относятся большие токи утечки, допуски около 20%, эквивалентное последовательное сопротивление и ограниченный срок службы.

Электролитические конденсаторы могут быть с жидким электролитом или твердым полимером. Электролитические конденсаторы имеют типичное значение емкости от 1 мкФ до 47 мФ и рабочее напряжение до нескольких сотен вольт.

Суперконденсатор

Суперконденсаторы – это электронные устройства, которые могут накапливать очень большие количества электрического заряда.Суперконденсаторы – это особый подтип электролитических конденсаторов, известный как двухслойные конденсаторы или ультраконденсаторы. Это полярное устройство, которое требует правильного включения в цепь.

В суперконденсаторах

используются два механизма для хранения электроэнергии вместо обычного диэлектрика: псевдоемкость и емкость двойного слоя. Емкость двойного слоя имеет электростатическое происхождение, а псевдемкостная емкость является электрохимической, что означает, что суперконденсаторы сочетают в себе функции обычных конденсаторов с функциями. обычной батареи.Емкость, достигаемая с помощью этой технологии, может достигать 12000 F.

В то время как обычный электростатический конденсатор может иметь высокое максимальное рабочее напряжение, типичное максимальное напряжение заряда суперконденсатора составляет от 2,5 до 2,7 вольт. Быстрая зарядка и разрядка этих устройств очень интересны для некоторых приложений, где суперконденсаторы могут полностью заменить батареи.

Танталовый конденсатор

Этот тип конденсатора является еще одним подтипом электролитического конденсатора.Они изготовлены из металлического тантала, который действует как анод, покрыт слоем оксида, который действует как диэлектрик, и окружен проводящим катодом. Тантал позволяет получить очень тонкий диэлектрический слой, что приводит к более высокому значению емкости на единицу объема, превосходным частотным характеристикам по сравнению с другими типами конденсаторов и превосходной стабильности во времени.

Танталовые конденсаторы обычно поляризованы, поэтому они должны быть правильно включены в цепь. Его недостатком является неблагоприятный режим отказа, который приводит к тепловому неуправлению, небольшим взрывам и пожарам, которые можно предотвратить с помощью внешних отказоустойчивых устройств, таких как ограничитель тока или плавкий предохранитель.

Технологические достижения позволяют использовать танталовые конденсаторы в самых разных схемах, которые часто встречаются в автомобильной промышленности, ноутбуках, сотовых телефонах и других устройствах, чаще всего в виде устройств поверхностного монтажа (SMD). Эти танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа занимают гораздо меньше места на печатной плате (PCB) и обеспечивают большую плотность упаковки.

Другие типы конденсаторов

Типы конденсаторов и их применение

В этой статье мы рассмотрим «Типы конденсаторов и их применение ».Конденсаторы – это пассивные электронные компоненты, которые хранят энергию в виде электрического заряда. Конденсатор имеет две параллельные металлические пластины, разделенные непроводящей средой, известной как диэлектрик. Некоторыми примерами диэлектрических материалов являются бумага, керамика, слюда и пластик.

Типы

Существует множество типов конденсаторов с различными функциями и приложениями. Очень важно выбрать правильный конденсатор для любого конкретного применения, иначе схема не будет работать должным образом.Некоторые из наиболее часто используемых типов конденсаторов:

1. Электролитический конденсатор
2. Бумажный конденсатор
3. Слюдяной конденсатор
4. Керамический конденсатор

Конденсатор электролитический

Электролитические конденсаторы используются в ситуациях, когда требуются большие значения емкости. Один электрод выполнен из тонкого слоя металлической пленки, а для второго электрода (катода) используется полужидкий желеобразный раствор электролита.Большинство электролитических конденсаторов поляризованы, поэтому мы должны подавать постоянное напряжение правильной полярности на оба конца.

Из-за своего небольшого размера и большой емкости электролитические конденсаторы чаще всего используются в цепях питания. Они также используются для соединения и развязки. Основным недостатком электролитических конденсаторов является их низкое напряжение

.

Бумажный конденсатор

Бумажный конденсатор – это тип конденсатора, в котором бумага используется в качестве диэлектрика для хранения электрического заряда.Это конденсаторы фиксированного типа, что означает, что эти конденсаторы имеют фиксированную емкость. Номинальное напряжение этих конденсаторов очень высокое, а диапазон емкости составляет от 0,001 до 2,0 мкФ.

Бумажные конденсаторы в основном используются для высоковольтных и сильноточных устройств. Основным недостатком их использования является то, что они поглощают влагу из воздуха, что снижает сопротивление изоляции диэлектрика.

Слюдяной конденсатор

В конденсаторах этих типов в качестве диэлектрического материала используется слюда.Слюда часто используется в качестве электроизолятора в электрических приложениях, и это минерал, который содержится в гранитах и ​​других породах. Есть два типа слюдяных конденсаторов: серебряные слюдяные конденсаторы и зажимные слюдяные конденсаторы. Из-за худших характеристик слюдяные конденсаторы с зажимом теперь считаются устаревшими, вместо них используются серебряные слюдяные конденсаторы.

Конденсатор

Mica в основном используется для ВЧ-приложений малой мощности из-за их характеристик, таких как низкое значение емкости и высокая стабильность.Они также используются в схемах генераторов и фильтров, где важна стабильность. Единственный минус слюдяных конденсаторов – их стоимость и размер

.

Керамический конденсатор

В конденсаторах этих типов используется керамический материал, поскольку для изготовления электродов используются диэлектрики и проводящие металлы. Керамические материалы плохо проводят электричество, поэтому не пропускают через себя электрические заряды. Два распространенных типа керамических конденсаторов – это керамический дисковый конденсатор и многослойный керамический конденсатор.

Керамические конденсаторы используются для высокочастотных применений из-за их низкой индуктивности. Они также используются почти во всех электронных продуктах, включая мобильные телефоны, материнские платы компьютеров, телевидение и многое другое из-за их чрезвычайно малых размеров. Основным недостатком использования керамического конденсатора является то, что только небольшое изменение температуры изменит его емкость

.

[matched_content]

Конденсатор

| Инжиниринг | Fandom

Конденсатор – это устройство, которое накапливает энергию в электрическом поле, созданном между парой проводников, на которых размещены одинаковые, но противоположные электрические заряды.Конденсатор иногда называют более старым термином конденсатор .

Конденсаторы различных типов

Конденсаторы SMD: электролитические внизу, керамические над ними; керамические и электролитические конденсаторы со сквозным отверстием справа для сравнения

См. [1]

Обзор [править | править источник]

Конденсатор состоит из двух электродов или пластин, каждая из которых хранит противоположный заряд.Эти две пластины являются токопроводящими и разделены изолятором или диэлектриком . Заряд накапливается на поверхности пластин на границе с диэлектриком. Поскольку каждая пластина хранит равный, но противоположный заряд, общий заряд конденсатора всегда равен нулю.

Когда электрический заряд накапливается на пластинах, в области между пластинами создается электрическое поле, пропорциональное величине накопленного заряда.Это электрическое поле создает разность потенциалов В, = Э · d между пластинами этого простого конденсатора с параллельными пластинами.

Электроны в молекулах перемещают или вращают молекулу к положительно заряженной левой пластине. Этот процесс создает противоположное электрическое поле, которое частично аннулирует поле, созданное пластинами. (Воздушный зазор показан для ясности; в реальном конденсаторе диэлектрик находится в прямом контакте с пластиной. )

Емкость [править | править источник]

Емкость конденсатора ( C ) является мерой количества заряда ( Q ), хранящегося на каждой пластине для данной разности потенциалов или напряжения ( В, ), который появляется между пластинами:

В единицах СИ конденсатор имеет емкость в один фарад (Ф), когда один кулон (С) заряда вызывает разность потенциалов на пластинах в один вольт (В).Поскольку фарад – очень большая единица измерения, значения конденсаторов обычно выражаются в микрофарадах (мкФ) x10 ⁻⁶ , нанофарадах (нФ) x10 ⁻⁹ или пикофарадах (пФ) x10 ⁻¹² .

Емкость пропорциональна площади поверхности проводящей пластины и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Он также пропорционален диэлектрической проницаемости диэлектрического (то есть непроводящего) вещества, разделяющего пластины.

Емкость конденсатора с параллельными пластинами определяется как:

[2]

где ε – диэлектрическая проницаемость диэлектрика, A – площадь пластин и d – расстояние между ними.

Накопленная энергия [править | править источник]

Поскольку противоположные заряды накапливаются на пластинах конденсатора из-за разделения зарядов, на конденсаторе возникает напряжение из-за электрического поля этих зарядов. Все возрастающая работа должна выполняться против этого постоянно увеличивающегося электрического поля по мере отделения большего количества заряда. Энергия (измеряется в джоулях, в СИ), запасенная в конденсаторе, равна количеству работы, необходимой для установления напряжения на конденсаторе и, следовательно, электрического поля.Накопленная энергия определяется по формуле:

где V – напряжение на конденсаторе.

Гидравлическая модель [править | править источник]

Поскольку электрическая схема может быть смоделирована потоком жидкости, конденсатор можно смоделировать как камеру с гибкой диафрагмой, отделяющей вход от выхода. Как можно определить интуитивно, а также математически, это обеспечивает правильные характеристики: давление на устройстве пропорционально интегралу тока, установившийся ток не может проходить через него, но может передаваться импульсный или переменный ток, емкость параллельно соединенных блоков эквивалентна сумме их индивидуальных емкостей; и Т. Д.

Цепи с источниками постоянного тока [править | править источник]

Электроны не могут напрямую проходить через диэлектрик от одной пластины конденсатора к другой. Когда через конденсатор проходит ток, электроны накапливаются на одной пластине, а электроны удаляются с другой пластины. Этот процесс обычно называется «зарядкой» конденсатора, хотя конденсатор всегда электрически нейтрален. Фактически, ток через конденсатор приводит к разделению, а не к накоплению электрического заряда.Это разделение зарядов вызывает возникновение электрического поля между пластинами конденсатора, что приводит к возникновению напряжения на пластинах. Это напряжение V прямо пропорционально количеству разделенного заряда Q. Но Q – это просто интеграл по времени от тока I, протекающего через конденсатор. Математически это выражается как:

где

I – ток, текущий в обычном направлении, измеренный в амперах.

dV / dt – производная по времени от напряжения, измеренная в вольтах / с.

C – емкость в фарадах

Для цепей с источником постоянного (постоянного) напряжения напряжение на конденсаторе не может превышать напряжение источника. Таким образом, достигается равновесие, при котором напряжение на конденсаторе постоянное, а ток через конденсатор равен нулю. По этой причине обычно говорят, что конденсаторы блокируют постоянный ток.

Цепи с источниками переменного тока [править | править источник]

Ток конденсатора из-за переменного напряжения или источника тока периодически меняет направление.То есть переменный ток поочередно заряжает пластины в одном направлении, а затем в другом. За исключением момента, когда ток меняет направление, ток конденсатора всегда отличен от нуля в течение цикла. По этой причине обычно говорят, что конденсаторы «пропускают» переменный ток. Однако электроны никогда не пересекают пластины.

Поскольку напряжение на конденсаторе является интегралом тока, как показано выше, с синусоидальными волнами в цепях переменного тока или сигнальных цепях, это приводит к разности фаз 90 градусов, причем ток опережает фазовый угол напряжения. Можно показать, что переменное напряжение на конденсаторе находится в квадратуре с переменным током, проходящим через конденсатор. То есть напряжение и ток не совпадают по фазе на четверть цикла. Амплитуда напряжения зависит от амплитуды тока, деленной на произведение частоты тока на емкость C. Отношение амплитуды напряжения к амплитуде тока называется реактивным сопротивлением конденсатора. Емкостное реактивное сопротивление определяется по формуле:

где

, угловая частота, измеренная в радианах в секунду

X _C = емкостное реактивное сопротивление, измеренное в омах

f = частота переменного тока в герцах

C = емкость в фарадах

и аналогична сопротивлению резистора.Ясно, что реактивное сопротивление обратно пропорционально частоте. То есть для очень высокочастотных переменных токов реактивное сопротивление приближается к нулю, так что конденсатор является почти коротким замыканием на очень высокочастотный источник переменного тока. И наоборот, для очень низкочастотных переменных токов реактивное сопротивление неограниченно увеличивается, так что конденсатор представляет собой почти разомкнутую цепь для источника переменного тока очень низкой частоты.

Реактивность называется так потому, что конденсатор не рассеивает мощность, а просто накапливает ее.В электрических цепях, как и в механике, есть два типа нагрузки: резистивная и реактивная. Резистивные нагрузки (аналогичные скольжению объекта по шероховатой поверхности) рассеивают энергию, которая в них входит, в конечном итоге за счет электромагнитного излучения (см. Излучение черного тела), в то время как реактивные нагрузки (аналогичные пружине или движущемуся объекту без трения) сохраняют энергию.

Импеданс конденсатора определяется по формуле:

где и – мнимая единица [3].

Следовательно, емкостное реактивное сопротивление является отрицательной мнимой составляющей импеданса.Отрицательный знак означает, что для синусоидального сигнала ток опережает напряжение на 90 °, в отличие от индуктора, где ток отстает от напряжения на 90 °.

Также важно то, что импеданс обратно пропорционален емкости, в отличие от резисторов и катушек индуктивности, для которых импедансы линейно пропорциональны сопротивлению и индуктивности соответственно. Вот почему формулы последовательного и шунтирующего импеданса (приведенные ниже) являются обратными для резистивного случая. Последовательно суммируются импедансы.Сумма проводимости шунта.

В настроенной цепи, такой как радиоприемник, выбранная частота является функцией последовательно соединенных индуктивности (L) и емкости (C) и определяется выражением:

Это частота, на которой возникает резонанс в последовательной цепи RLC.

Для идеального конденсатора ток конденсатора пропорционален скорости изменения напряжения на конденсаторе во времени, где константа пропорциональности – это емкость C:

Импеданс в частотной области можно записать как

.

Это показывает, что конденсатор имеет высокое сопротивление для низкочастотных сигналов (когда ω мало) и низкое сопротивление для высокочастотных сигналов (когда ω велико). Это частотно-зависимое поведение объясняет большинство применений конденсатора (см. «Приложения» ниже).

При использовании преобразования Лапласа [4] в анализе цепей емкостное сопротивление в области с представляется следующим образом:

Конденсаторы и ток смещения [править | править источник]

Физик Джеймс Клерк Максвелл [5] изобрел концепцию тока смещения, d D / dt, чтобы согласовать закон Ампера с сохранением заряда в тех случаях, когда заряд накапливается, как в конденсаторе.Он интерпретировал это как реальное движение зарядов даже в вакууме, где предположил, что это соответствует движению дипольных [6] зарядов в светоносном эфире [7]. Хотя от этой интерпретации отказались, поправка Максвелла к закону Ампера остается в силе.

Конденсаторные сети [править | править источник]

Конденсатор может использоваться для блокировки постоянного тока, протекающего в цепи, и поэтому имеет важное применение при соединении сигналов переменного тока между каскадами усилителя, предотвращая прохождение постоянного тока.

Последовательное или параллельное расположение [править | править источник]

Основная статья: Последовательные и параллельные цепи

Конденсаторы в параллельной конфигурации имеют одинаковую разность потенциалов (напряжение). Их общая емкость ( C _экв. ) определяется по формуле:

Ток, протекающий через конденсаторы последовательно, остается неизменным, но напряжение на каждом конденсаторе может быть разным.Сумма разностей потенциалов (напряжения) равна общему напряжению. Их общая емкость определяется как:

Параллельно общий накопленный заряд представляет собой сумму зарядов в каждом конденсаторе. При последовательном подключении заряд на каждом конденсаторе одинаков.

Одной из возможных причин для последовательного подключения конденсаторов является увеличение общего номинального напряжения. На практике к каждому конденсатору можно подключить очень большой резистор, чтобы обеспечить правильное разделение общего напряжения для отдельных номиналов, а не по мельчайшим различиям в значениях емкости. Другое применение – использование поляризованных конденсаторов в цепях переменного тока; конденсаторы соединены последовательно с обратной полярностью, так что в любой момент времени один из конденсаторов не проводит ток.

Двойственность конденсатора / индуктора [править | править источник]

С математической точки зрения, идеальный конденсатор можно рассматривать как инверсию идеальной катушки индуктивности, потому что уравнения напряжения-тока двух устройств могут быть преобразованы друг в друга путем обмена членами напряжения и тока.Так же, как две или более катушек индуктивности могут быть соединены магнитным полем для создания трансформатора, два или более заряженных проводника могут быть соединены электростатически, образуя конденсатор. Взаимная емкость двух проводников определяется как ток, протекающий в одном проводе, когда напряжение на другом изменяется на единицу напряжения в единицу времени.

Конденсаторы

находят множество применений в электронных и электрических системах.

Накопитель энергии [править | править источник]

Конденсатор может накапливать электрическую энергию при отключении от цепи зарядки, поэтому его можно использовать как временный аккумулятор.Недавняя коммерческая доступность конденсаторов очень большой емкости, размером в один фарад и больше, позволила таким компонентам заменять батареи в электронных устройствах без потери памяти, например, или для хранения энергии для доставки во время экстремальных пиковых нагрузок. как часто встречается в чрезвычайно мощных автомобильных аудиосистемах.

Обработка сигналов [править | править источник]

Энергия, накопленная в конденсаторе, может использоваться для представления информации либо в двоичной форме, как в компьютерах, либо в аналоговой форме, как в схемах с переключаемыми конденсаторами и линиях задержки типа «ведро-бригада».Конденсаторы могут использоваться в аналоговых схемах в качестве компонентов интеграторов или более сложных фильтров, а также для стабилизации контура отрицательной обратной связи. В схемах обработки сигналов также используются конденсаторы для интеграции токового сигнала.

Применение источников питания [править | править источник]

Конденсаторы обычно используются в источниках питания , где они сглаживают выход полнополупериодного или полуволнового выпрямителя. Они также могут использоваться в схемах накачки заряда в качестве элемента накопления энергии при генерации более высоких напряжений, чем входное напряжение.Конденсаторы подключаются параллельно силовым цепям большинства электронных устройств и более крупных систем (например, заводов), чтобы отводить и скрывать колебания тока от первичного источника питания, чтобы обеспечить «чистый» источник питания для сигнальных или управляющих цепей. Аудиооборудование, например, использует несколько конденсаторов таким образом, чтобы отводить гудение линии электропередачи до того, как он попадет в сигнальную цепь. Конденсаторы действуют как локальный резерв для источника постоянного тока и отводят переменные токи от источника питания.

Конденсаторы используются для коррекции коэффициента мощности. Такие конденсаторы часто представляют собой три конденсатора, подключенных к трехфазной нагрузке. Обычно значения этих конденсаторов указываются не в фарадах, а скорее как реактивная мощность в вольт-амперах реактивной мощности (ВАр). Цель состоит в том, чтобы согласовать индуктивную нагрузку оборудования, содержащего двигатели, чтобы нагрузка казалась в основном резистивной.

Конденсаторы также используются параллельно для прерывания блоков высоковольтного выключателя с целью распределения напряжения между этими блоками.В этом случае их называют градуировочными конденсаторами. На схематических диаграммах конденсатор, используемый в основном для хранения заряда постоянного тока, часто изображен вертикально на принципиальных схемах с нижней, более отрицательной пластиной, изображенной в виде дуги. Прямая пластина указывает на положительный вывод устройства, если он поляризован (см. Электролитический конденсатор).

Неполяризованные электролитические конденсаторы, используемые для фильтрации сигналов, обычно имеют две изогнутые пластины. Остальные неполяризованные конденсаторы нарисованы двумя прямыми пластинами.

Настроенные схемы [править | править источник]

Конденсаторы и катушки индуктивности используются вместе в настроенных схемах для выбора информации в определенных частотных диапазонах. Например, радиоприемники полагаются на переменные конденсаторы для настройки частоты станции. В динамиках используются пассивные аналоговые кроссоверы, а в аналоговых эквалайзерах используются конденсаторы для выбора различных звуковых диапазонов.

Сигнальная связь [править | править источник]

Поскольку конденсаторы пропускают переменный ток, но блокируют сигналы постоянного тока (когда заряжаются до приложенного напряжения постоянного тока), они часто используются для разделения компонентов переменного и постоянного тока сигнала.Этот метод известен как AC муфта . (Иногда для того же эффекта используются трансформаторы.) Здесь используется большое значение емкости, значение которой не нужно точно контролировать, но чье реактивное сопротивление мало на частоте сигнала. Конденсаторы для этой цели, предназначенные для установки через металлическую панель, называются проходными конденсаторами и имеют несколько иное схематическое обозначение.

Шумовые фильтры, пускатели двигателей и демпферы [править | править источник]

Когда индуктивная цепь разомкнута, энергия, запасенная в магнитном поле индуктивности, быстро падает, создавая большое напряжение в разомкнутой цепи переключателя или реле.Если индуктивность достаточно велика, энергия вызовет искру, в результате чего точки контакта будут окисляться, портиться или иногда свариваться вместе, или разрушать твердотельный переключатель. Демпферный конденсатор во вновь разомкнутой цепи создает путь для этого импульса, чтобы обойти точки контакта, тем самым сохраняя их жизнь; они обычно использовались, например, в системах зажигания с контактным выключателем. Точно так же в схемах меньшего размера искры может быть недостаточно, чтобы повредить переключатель, но все же будут излучаться нежелательные радиочастотные помехи (RFI), которые поглощает конденсатор фильтра .Демпферные конденсаторы обычно используются с последовательно включенным резистором с малым номиналом, чтобы рассеивать энергию медленнее и минимизировать радиопомехи. Такие комбинации резистор-конденсатор доступны в одном корпусе.

И наоборот, чтобы быстро инициировать ток через индуктивную цепь, требуется большее напряжение, чем требуется для его поддержания; в таких применениях, как большие двигатели, это может вызвать нежелательные пусковые характеристики, и пусковой конденсатор двигателя используется для хранения достаточной энергии, чтобы дать току начальный толчок, необходимый для запуска двигателя.

Применение преобразователя

[править | править источник]

Хотя конденсаторы обычно поддерживают фиксированную физическую структуру, а их использование изменяет электрическое напряжение и ток, эффекты изменения физических и / или электрических характеристик диэлектрика при фиксированном электропитании также могут быть полезными. Конденсаторы с открытым пористым диэлектриком могут использоваться для измерения влажности воздуха. Конденсаторы с гибкой пластиной можно использовать для измерения деформации или давления.Конденсаторы используются в качестве преобразователя в конденсаторных микрофонах, где одна пластина перемещается под действием давления воздуха относительно фиксированного положения другой пластины.

Акселерометры

[править | править источник]

В некоторых акселерометрах используются конденсаторы MEMS, выгравированные на микросхеме, для измерения величины и направления вектора ускорения. Они используются для обнаружения изменений в ускорении, например. в качестве датчиков наклона или для обнаружения свободного падения, в качестве датчиков срабатывания подушки безопасности и во многих других приложениях.

Применение оружия [править | править источник]

Неизвестное военное применение конденсатора в ЭМИ-оружии. В качестве диэлектрика используется пластиковая взрывчатка. Конденсатор заряжается и взрывчатка взрывается. Емкость становится меньше, но заряд на пластинах остается прежним. Это создает высокоэнергетическую электромагнитную ударную волну, способную разрушить незащищенную электронику на многие мили вокруг.

Идеальные и неидеальные конденсаторы [править | править источник]

На практике эту идеальную модель конденсатора часто приходится модифицировать, чтобы отразить конструкцию и работу конденсатора в реальном мире.Наиболее очевидным примером являются электролитические конденсаторы, где конденсатор поляризован так, что при обратном подключении напряжения конденсатор действует как резистор. Однако подобные проблемы диэлектрической утечки являются постоянным усложнением всей конструкции конденсаторов и приводят к постоянным улучшениям в конструкции конденсаторов, поскольку материал, используемый для изготовления диэлектриков, изменился с промасленной бумаги на майлар и с керамики на тефлон. Это также решает связанную с этим проблему диэлектрической стабильности; Бумага, пропитанная маслом или пропитанная электролитом, со временем высыхает, уменьшая емкость и увеличивая утечку – проблема современных компонентов уменьшается.

С другой стороны, требования большой площади пластины для разумно полезных емкостей конденсатора, а также разумной упаковки привели к повсеместной практике свертывания сэндвича пластина / диэлектрик в цилиндр, который затем герметизировали. Однако этот процесс также создает индуктивность, последовательно соединенную с емкостью, точно так же, как введение спирального провода с аналогичными характеристиками последовательно с плоским конденсатором; в чувствительных цепях эту индуктивность необходимо учитывать либо путем использования конденсатора, имеющего более низкую индуктивность, либо путем обхода большого конденсатора меньшим, неиндуктивным.В последнее время эта практика стала более распространенной в продукции, ориентированной на аудиофилов, поскольку было продемонстрировано, что индуктивные проблемы в недорогих конденсаторах ухудшают точность воспроизведения высоких частот.

В компьютерах и сотовых (мобильных) телефонах используются многослойные конденсаторы для поверхностного монтажа, поскольку эти устройства не имеют выводов и, следовательно, индуктивности выводов. Когда обкладки конденсатора устанавливаются под прямым углом к ​​плате схемы, индуктивность может быть очень низкой. Для дальнейшего снижения индуктивности используются широкие проводники и небольшие зазоры, а конденсатор имеет соответствующую форму.

Диэлектрические материалы могут вызывать нежелательные побочные эффекты. Например, диэлектрическая проницаемость титаната бария [8], используемого в керамических конденсаторах, изменяется в зависимости от температуры и давления. Такие конденсаторы чувствительны к вибрации и изгибу и могут вызывать модуляцию сигнала в электронных схемах, называемую микрофоном .

Опасности и безопасность конденсаторов [править | править источник]

Конденсаторы могут сохранять заряд долгое время после отключения питания от цепи; этот заряд может вызвать поражение электрическим током (вплоть до поражения электрическим током) или повреждение подключенного оборудования.Поскольку конденсаторы имеют такое низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), они способны передавать большие токи в короткие замыкания; это может быть опасно. Перед обслуживанием содержащего его оборудования необходимо убедиться, что любой большой или высоковольтный конденсатор должным образом разряжен. В целях безопасности перед обращением с ними следует разрядить все конденсаторы большой емкости. Для конденсаторов на уровне платы это достигается путем размещения на выводах резистора для сброса напряжения , сопротивление которого достаточно велико, чтобы ток утечки не влиял на схему, но достаточно мало, чтобы разрядить конденсатор вскоре после отключения питания.Конденсаторы высокого напряжения следует хранить с закороченными клеммами, чтобы рассеять накопленный заряд.

Большие старые конденсаторы, заполненные маслом, необходимо утилизировать надлежащим образом, поскольку некоторые из них содержат полихлорированные бифенилы [9] (ПХБ). Известно, что отходы ПХД могут попадать в грунтовые воды под свалками. При употреблении с питьевой загрязненной водой ПХД являются канцерогенными [10], даже в очень незначительных количествах. Если конденсатор физически большой, он более опасен и может потребовать дополнительных мер предосторожности, помимо описанных выше.Новые электрические компоненты больше не производятся с печатными платами. Устранение неоднозначности: имейте в виду, что печатная плата в электронике обычно означает печатную плату, в отличие от химии, где она может использоваться, как показано выше.

Конденсатор (компонент) Шаблон: Wikibookspar

“IEEE Spectrum”, январь 2005 г. Том 42, № 1, издание для Северной Америки.

• “Справочник ARRL для радиолюбителей, 68-е изд.”, Лига радиолюбителей, Ньюингтон, штат Коннектикут, США, 1991
• «Основная теория схем с цифровыми вычислениями», Лоуренс П.Хелсман, Прентис-Холл, 1972 год
• Философские труды Королевского общества LXXII, Приложение 8, 1782 г. (Вольта вводит слово конденсатор )
• А. К. Майни «Электронные проекты для начинающих», «Пустак Махал», 2-е издание: март 1998 г. (ИНДИЯ [11])
• Музей искры (фон Клейст и Мушенбрук)
• Биография фон Клейста

различных типов конденсаторов и их применение

В основном конденсатор состоит из двух проводящих пластин, разделенных тонким изолирующим слоем. Существуют различные типы конденсаторов , которые производятся во многих формах, стилях и материалах.

Коллекция различных типов конденсаторов

Понимание их основ поможет вам выбрать конденсатор для вашего приложения. Прежде чем перейти к каждому из них, давайте разберемся с основными способами использования конденсатора в цепи.

Конденсаторы

широко используются в электрических и электронных схемах.

В электронных схемах используются конденсаторы малой емкости,

• для передачи сигналов между каскадами усилителей.
• в составе электрофильтров и настраиваемых схем.
• в составе систем электроснабжения для сглаживания выпрямленного тока.

В электрических цепях используются конденсаторы большей емкости,

• для хранения энергии в таких приложениях, как стробоскопы.
• в составе некоторых типов электродвигателей (асинхронный двигатель).
• для коррекции коэффициента мощности в системах распределения электроэнергии переменного тока

Стандартные конденсаторы имеют фиксированное значение емкости, но регулируемые конденсаторы часто используются в настроенных схемах.

Считайте, как сохраняется заряд в конденсаторе.

Типы конденсаторов

Теперь мы изучим разные типы конденсаторов и как они классифицируются. Также в этом разделе вы можете узнать, как эти конденсаторы получили свое название, которое мы называем сейчас.

Обычно конденсаторы делятся на две общие группы:

1. Конденсаторы постоянной емкости
2. Конденсаторы переменной емкости

Конденсаторы постоянной емкости – это конденсаторы с фиксированными значениями емкости.

В то время как Переменные конденсаторы имеют переменные (подстроечные) или регулируемые (настраиваемые) значения емкости.

Из них наиболее важной группой являются конденсаторы постоянной емкости.

Основная классификация конденсаторов

Важными типами конденсаторов постоянной емкости являются:

• Конденсаторы керамические
• Конденсаторы пленочные и бумажные
• Алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы
• Конденсаторы полимерные
• Суперконденсатор
• Серебряные слюдяные, стеклянные, кремниевые, воздушные и вакуумные конденсаторы

Многие конденсаторы получили свое название от используемого в них диэлектрика.Но это верно не для всех конденсаторов, потому что некоторые старые электролитические конденсаторы названы по конструкции катода. Так что наиболее часто используемые имена просто исторические.

Конденсаторы постоянной емкости бывают поляризованными и неполяризованными.

Керамические и пленочные конденсаторы являются примерами неполяризованных конденсаторов . Электролитические и суперконденсаторы входят в группу поляризованных конденсаторов .

Полная классификация конденсаторов постоянной емкости показана на рисунке ниже.

Типы конденсаторов постоянной емкости

В дополнение к показанным выше типам конденсаторов, которые получили свое название от исторического развития, существует много отдельных конденсаторов, названных в зависимости от их применения.

Конденсаторы, получившие свое название в зависимости от области применения, включают следующее:

• Конденсаторы силовые,
• Конденсаторы моторные,
• Конденсаторы промежуточного контура,
• Конденсаторы подавления,
• Конденсаторы кроссовера аудиосистемы,
• Конденсаторы балластные осветительные,
• Демпферные конденсаторы,
• Конденсаторы связи, развязки или байпасирования.

Часто для этих приложений используется более одного семейства конденсаторов, например Для подавления помех можно использовать керамические конденсаторы или пленочные конденсаторы.

Обзор различных типов конденсаторов

Как мы объясняли выше, можно использовать много разных типов конденсаторов. Зная основные характеристики каждого из них, вы легко сможете подобрать конденсатор для своего проекта.

Чтобы упростить вашу работу, ниже перечислены основные типы конденсаторов:

1.Керамический конденсатор

Керамический конденсатор – это тип конденсатора, который используется во многих приложениях от аудио до RF.

Керамический конденсатор

Значения керамического конденсатора колеблются от несколько пикофарад до примерно 0,1 мкФ . Керамические конденсаторы являются наиболее часто используемыми типами конденсаторов , которые дешевы и надежны, а их коэффициент потерь особенно низок, хотя это зависит от конкретного используемого диэлектрика.

Благодаря своим конструктивным свойствам, эти конденсаторы широко используются как в выводном, так и в поверхностном исполнении.

2. Конденсатор электролитический

Электролитические конденсаторы – это конденсатор с поляризацией .

Электролитические конденсаторы

Они могут предложить высокие значения емкости – обычно выше 1 мкФ . Эти конденсаторы наиболее широко используются для низкочастотных приложений – источников питания, развязки и аудиосвязи, поскольку они имеют ограничение по частоте около 100 кГц.

3. Конденсатор танталовый

Подобно электролитическим конденсаторам, танталовые конденсаторы также имеют поляризацию и предлагают очень высокий уровень емкости для своего объема.

Танталовый конденсатор

Однако этот тип конденсатора очень нетерпим к обратному смещению, часто взрываясь при воздействии нагрузки.

Конденсатор этого типа также не должен подвергаться воздействию высоких пульсаций тока или напряжений, превышающих их рабочее напряжение.

Доступны как с выводами, так и с выводом на поверхность.

4. Серебряный слюдяной конденсатор

Серебряные слюдяные конденсаторы не так широко используются в наши дни , но они по-прежнему предлагают очень высокий уровень стабильности, низкие потери и точность там, где пространство не является проблемой.

Серебряные слюдяные конденсаторы

Они в основном используются для приложений RF , и их максимальное значение ограничено 1000 пФ или около того.

5. Пленочный конденсатор из полистирола

Конденсаторы из полистирола

– это относительно дешевый конденсатор , но при необходимости можно использовать конденсатор с жесткими допусками.

Конденсатор из полистирольной пленки

Они имеют трубчатую форму в результате того, что пластина / диэлектрический сэндвич скручены вместе, но это добавляет индуктивность, ограничивая их частотную характеристику до нескольких сотен кГц.

Обычно они доступны только в виде свинцовых электронных компонентов.

6. Конденсатор из полиэфирной пленки

Конденсаторы с полиэфирной пленкой используются, где стоимость учитывается, поскольку они не обеспечивают высоких допусков.

Конденсатор с полиэфирной пленкой

Многие конденсаторы с полиэфирной пленкой имеют допуск , равный 5% или 10% , что подходит для многих приложений. Обычно они доступны только в виде свинцовых электронных компонентов.

7. Металлизированный полиэфирный пленочный конденсатор

Этот тип конденсатора по существу представляет собой конденсатор из полиэфирной пленки, в котором сами полиэфирные пленки металлизированы.

Конденсатор из металлической полиэфирной пленки

Преимущество использования этого процесса заключается в том, что из-за тонкости электродов весь конденсатор может быть помещен в относительно небольшой корпус.

Конденсаторы с металлизированной полиэфирной пленкой обычно доступны только в виде компонентов электроники с выводами.

8. Конденсатор из поликарбоната

Поликарбонатные конденсаторы использовались в приложениях, где надежность и производительность имеют решающее значение .

Конденсатор из поликарбоната

Он позволяет нам изготавливать конденсаторы с высокими допусками.Эти конденсаторы со временем сохранят свое значение емкости.

Кроме того, они имеют низкий коэффициент рассеяния и остаются стабильными в широком диапазоне температур, многие из которых указаны от -55 ° C до + 125 ° C.

Однако производство поликарбонатных диэлектриков было прекращено, и их производство в настоящее время очень ограничено.

9. Конденсатор полипропиленовый

Полипропиленовый конденсатор иногда используется, когда требуется конденсатор с более высоким допуском, чем у полиэфирных конденсаторов.

Полипропиленовый конденсатор

Как следует из названия, в этом конденсаторе используется полипропиленовая пленка в качестве диэлектрика. Одним из преимуществ конденсатора является то, что его емкость очень мало изменяется со временем и под действием приложенного напряжения.

Этот тип конденсатора также используется для низких частот. Обычно верхний предел составляет 100 кГц или около того. Обычно они доступны только в виде свинцовых электронных компонентов.

10. Конденсаторы стеклянные

Как следует из названия, в конденсаторах этого типа используется стекло в качестве диэлектрика .Стеклянные конденсаторы обычно стоят дороже .

Стеклянный конденсатор по размеру сравнивают с монеткой.

Несмотря на свою дороговизну, эти конденсаторы обладают очень высокими характеристиками с точки зрения чрезвычайно низких потерь, высокой способности к высокочастотному току, отсутствия пьезоэлектрического шума и других характеристик.

Эти особенности делают их идеальными для многих высокопроизводительных ВЧ-приложений.

11. SuperCap

SuperCap также известен как суперконденсатор или ультраконденсатор .

SuperCap

Как следует из названия, эти конденсаторы имеют очень больших значений емкости , до нескольких тысяч Фарад.

SuperCap находит применение для обеспечения запаса памяти, а также в автомобильных приложениях .

Общие конденсаторы и их названия – Компоненты ES

Конденсаторы делятся на две механические группы: конденсаторы постоянной емкости с фиксированными значениями емкости и конденсаторы переменной емкости с переменными (подстроечными) или регулируемыми (настраиваемыми) значениями емкости.

Самая важная группа – это конденсаторы постоянной емкости. Многие получили свое название от диэлектрика. Для систематической классификации эти характеристики не могут быть использованы, потому что один из самых старых, электролитический конденсатор, назван вместо этого по конструкции катода.Так что наиболее часто используемые имена просто исторические.

Наиболее распространенные типы конденсаторов:

• Керамические конденсаторы имеют керамический диэлектрик.

• Пленочные и бумажные конденсаторы названы в честь их диэлектриков.

• Алюминиевые, танталовые и ниобиевые конденсаторы названы в честь материала, используемого в качестве анода, и конструкции катода (электролита)

• Полимерные конденсаторы – это алюминиевые, танталовые или ниобиевые конденсаторы проводящий полимер в качестве электролита

• Суперконденсатор – это семейное название для:

  • Двухслойные конденсаторы были названы в честь физического явления двухслойных конденсаторов Гельмгольца

  • Псевдоконденсаторы были названы за их способность электрохимическое хранение электроэнергии с обратимым фарадеевским переносом заряда

  • Гибридные конденсаторы объединяют двухслойные и псевдоконденсаторы для увеличения удельной мощности

• Серебряная слюда, стекло, кремний, воздушные зазоры и вакуумные конденсаторы названы в честь их кости лектрический.

  В дополнение к показанным выше типам конденсаторов, которые получили свое название от исторического развития, существует много отдельных конденсаторов, названных в зависимости от их применения. К ним относятся:

  • Силовые конденсаторы, конденсаторы двигателя, конденсаторы промежуточного контура, подавляющие конденсаторы, конденсаторы кроссовера аудиосигнала, балластные конденсаторы освещения, демпфирующие конденсаторы, конденсаторы связи, развязки или шунтирования.

  Часто для этих приложений используется более одного семейства конденсаторов, например.грамм. Для подавления помех можно использовать керамические конденсаторы или пленочные конденсаторы.

  Другие типы конденсаторов обсуждаются в разделе # Специальные конденсаторы.
  Диэлектрики

  Наиболее распространенные диэлектрики:

  • Керамика

  • Пластиковые пленки

  • Оксидный слой на металле (алюминий, тантал, ниобий)

  • Натуральные материалы, такие как слюда, стекло , воздух, SF6, вакуум

  Все они статически хранят свой электрический заряд в электрическом поле между двумя (параллельными) электродами.