Σταθεροί πυκνωτές. Ηλεκτρικοί πυκνωτές

Τα ηλεκτρονικά χρησιμοποιούν πολλά διαφορετικά μέρη που μαζί επιτρέπουν μια σειρά ενεργειών. Ένας από αυτούς είναι ένας πυκνωτής. Και στο πλαίσιο του άρθρου θα μιλήσουμε για το τι είδους μηχανισμός είναι αυτός, πώς λειτουργεί, γιατί χρειάζεται ένας πυκνωτής και τι κάνει σε κυκλώματα.

Τι είναι ένας πυκνωτής;

Ένας πυκνωτής είναι μια παθητική ηλεκτρική συσκευή που μπορεί να εκτελέσει διάφορες εργασίες σε κυκλώματα λόγω της ικανότητάς του να συσσωρεύει φορτίο και ενέργεια ηλεκτρικού πεδίου. Αλλά το κύριο φάσμα εφαρμογών είναι στα φίλτρα για ανορθωτές και σταθεροποιητές. Έτσι, χάρη στους πυκνωτές, ένα σήμα μεταδίδεται μεταξύ των σταδίων του ενισχυτή, ορίζονται χρονικά διαστήματα για το χρονισμό και δημιουργούνται φίλτρα υψηλής και χαμηλής διέλευσης. Λόγω των ιδιοτήτων του, χρησιμοποιείται επίσης για επιλογή συχνότητας σε διαφορετικές γεννήτριες.

Αυτός ο τύπος πυκνωτή έχει χωρητικότητα αρκετών εκατοντάδων microfarads. Άλλα μέλη της οικογένειας αυτού του ηλεκτρονικού εξαρτήματος έχουν σχεδιαστεί σύμφωνα με παρόμοια αρχή. Πώς να ελέγξετε τον πυκνωτή και να βεβαιωθείτε ότι η πραγματική κατάσταση των πραγμάτων αντιστοιχεί στις επιγραφές; Ο ευκολότερος τρόπος είναι να χρησιμοποιήσετε ένα ψηφιακό πολύμετρο. Ένα ωμόμετρο μπορεί επίσης να απαντήσει στην ερώτηση πώς να ελέγξετε έναν πυκνωτή.

Αρχή λειτουργίας και γιατί χρειάζεται ένας πυκνωτής

Από την ονομασία και τη σχηματική εικόνα μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ακόμη και δύο μεταλλικές πλάκες που βρίσκονται η μία δίπλα στην άλλη μπορούν να λειτουργήσουν ως απλός πυκνωτής. Ο αέρας θα λειτουργήσει ως διηλεκτρικό σε αυτή την περίπτωση. Θεωρητικά, δεν υπάρχει περιορισμός στην περιοχή των πλακών και στην απόσταση μεταξύ τους. Επομένως, ακόμη και όταν απλώνονται σε τεράστιες αποστάσεις και μειώνεται το μέγεθός τους, ακόμη και αν είναι ασήμαντο, διατηρείται κάποια χωρητικότητα.

Αυτή η ιδιοκτησία έχει βρει χρήση στην τεχνολογία υψηλών συχνοτήτων. Έτσι, έμαθαν να τα κατασκευάζουν ακόμη και με τη μορφή συνηθισμένων γραμμών τυπωμένου κυκλώματος, καθώς και απλώς στρίβοντας δύο καλώδια που είναι σε μόνωση πολυαιθυλενίου. Όταν χρησιμοποιείτε καλώδιο, η χωρητικότητα του πυκνωτή (μF) αυξάνεται με το μήκος. Αλλά πρέπει να γίνει κατανοητό ότι εάν ο μεταδιδόμενος παλμός είναι σύντομος και το καλώδιο είναι μακρύ, τότε μπορεί απλά να μην φτάσει στον προορισμό του. Ένας πυκνωτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κυκλώματα DC και AC.

Αποθήκευση ενέργειας

Καθώς η χωρητικότητα του πυκνωτή αυξάνεται, διαδικασίες όπως η φόρτιση και η εκφόρτιση προχωρούν αργά. Η τάση σε μια δεδομένη ηλεκτρική συσκευή αυξάνεται κατά μήκος μιας καμπύλης γραμμής, η οποία στα μαθηματικά ονομάζεται εκθετική. Με την πάροδο του χρόνου, η τάση του πυκνωτή θα αυξηθεί από μια τιμή 0V στο επίπεδο της τροφοδοσίας (αν δεν καεί λόγω πολύ υψηλών τιμών του τελευταίου).

Ηλεκτρολυτικό πυκνωτή

Αυτή τη στιγμή, οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές διαθέτουν την υψηλότερη ειδική χωρητικότητα όσον αφορά την αναλογία αυτού του δείκτη προς τον όγκο του εξαρτήματος. Η χωρητικότητά τους φτάνει τις τιμές των 100 χιλιάδων microfarads και η τάση λειτουργίας είναι έως και 600 V. Αλλά λειτουργούν καλά μόνο σε χαμηλές συχνότητες. Σε τι χρησιμεύει αυτός ο τύπος πυκνωτή; Ο κύριος τομέας εφαρμογής είναι τα φίλτρα Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές συνδέονται πάντα με κυκλώματα με σωστή πολικότητα. Τα ηλεκτρόδια κατασκευάζονται από ένα λεπτό φιλμ (το οποίο είναι κατασκευασμένο από οξείδιο μετάλλου). Δεδομένου ότι ένα λεπτό στρώμα αέρα μεταξύ τους δεν είναι αρκετά καλός μονωτήρας, προστίθεται επίσης ένα στρώμα ηλεκτρολύτη (συμπυκνωμένα διαλύματα αλκαλίων ή οξέων ενεργούν ως αυτό).

Υπερπυκνωτής

Αυτή είναι μια νέα κατηγορία ηλεκτρολυτικών πυκνωτών που ονομάζονται ιονιστές. Οι ιδιότητές του το κάνουν παρόμοιο με μπαταρία, αν και ισχύουν ορισμένοι περιορισμοί. Έτσι, το πλεονέκτημά τους έγκειται στον σύντομο χρόνο φόρτισης (συνήθως λίγα λεπτά). Σε τι χρησιμεύει αυτός ο τύπος πυκνωτή; Οι ιονιστές χρησιμοποιούνται ως εφεδρικά τροφοδοτικά. Κατά τη διάρκεια της κατασκευής, αποδεικνύονται μη πολικές και το πού είναι συν και πού είναι μείον καθορίζεται από την πρώτη χρέωση (στο εργοστάσιο παραγωγής).

Η θερμοκρασία και η ονομαστική τάση έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση. Έτσι, στους 70˚C και ισχύ 0,8 θα δώσει μόνο 500 ώρες λειτουργίας. Μειώνοντας την τάση στο 0,6 της ονομαστικής τιμής και τη θερμοκρασία στους 40 βαθμούς, η διάρκεια ζωής του θα αυξηθεί σε 40 χιλιάδες ώρες. Μπορείτε να βρείτε ιονιστές σε τσιπ μνήμης ή ηλεκτρονικά ρολόγια. Ταυτόχρονα όμως έχουν καλές προοπτικές για τη χρήση τους σε ηλιακές μπαταρίες.

Στα καταστήματα ηλεκτρικών ειδών, οι πυκνωτές μπορούν να εμφανιστούν συχνότερα με τη μορφή κυλίνδρου, μέσα στον οποίο υπάρχουν πολλές λωρίδες πλακών και διηλεκτρικών.

Πυκνωτής - τι είναι;

Ένας πυκνωτής είναι μέρος ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που αποτελείται από 2 ηλεκτρόδια που είναι ικανά να συσσωρεύουν, να εστιάζουν ή να μεταδίδουν ρεύμα σε άλλες συσκευές. Δομικά, τα ηλεκτρόδια είναι πλάκες πυκνωτών με αντίθετα φορτία. Για να λειτουργήσει η συσκευή, τοποθετείται ένα διηλεκτρικό μεταξύ των πλακών - ένα στοιχείο που εμποδίζει τις δύο πλάκες να ακουμπήσουν μεταξύ τους.

Ο ορισμός του συμπυκνωτή προέρχεται από τη λατινική λέξη «condenso», που σημαίνει συμπύκνωση, συγκέντρωση.

Τα στοιχεία για δοχεία συγκόλλησης χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά, τη μέτρηση, την ανακατεύθυνση και τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας και σημάτων.

Πού χρησιμοποιούνται οι πυκνωτές;

Κάθε αρχάριος ραδιοερασιτέχνης θέτει συχνά την ερώτηση: σε τι χρησιμεύει ο πυκνωτής; Οι αρχάριοι δεν καταλαβαίνουν γιατί χρειάζεται και πιστεύουν λανθασμένα ότι μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως μια μπαταρία ή τροφοδοτικό.

Όλες οι συσκευές ραδιοφώνου περιλαμβάνουν πυκνωτές, τρανζίστορ και αντιστάσεις. Αυτά τα στοιχεία συνθέτουν μια πλακέτα ή μια ολόκληρη μονάδα σε κυκλώματα με στατικές τιμές, γεγονός που το καθιστά τη βάση για κάθε ηλεκτρική συσκευή, από ένα μικρό σίδερο έως βιομηχανικές συσκευές.

Οι πιο συνηθισμένες χρήσεις των πυκνωτών είναι:

Στοιχείο φίλτρου για παρεμβολές HF και LF.
Εξισορροπεί τις απότομες υπερτάσεις του εναλλασσόμενου ρεύματος, καθώς και για τη στατική και την τάση στον πυκνωτή.
Ισοσταθμιστής κυματισμού τάσης.

Ο σκοπός του πυκνωτή και οι λειτουργίες του καθορίζονται από τους σκοπούς χρήσης:

Γενικού σκοπού. Αυτός είναι ένας πυκνωτής, ο σχεδιασμός του οποίου περιέχει μόνο στοιχεία χαμηλής τάσης που βρίσκονται σε μικρές πλακέτες κυκλωμάτων, για παράδειγμα, συσκευές όπως τηλεχειριστήριο τηλεόρασης, ραδιόφωνο, βραστήρας κ.λπ.
Υψηλής τάσης. Ο πυκνωτής στο κύκλωμα DC υποστηρίζει βιομηχανικά και τεχνικά συστήματα υψηλής τάσης.
Σφυγμός. Το Capacitive δημιουργεί ένα απότομο κύμα τάσης και το παρέχει στον πίνακα λήψης της συσκευής.
Εκτοξευτές. Χρησιμοποιείται για συγκόλληση σε συσκευές που έχουν σχεδιαστεί για εκκίνηση, ενεργοποίηση/απενεργοποίηση συσκευών, για παράδειγμα, τηλεχειριστήριο ή μονάδα ελέγχου.
Καταστολή θορύβου. Ο πυκνωτής στο κύκλωμα AC χρησιμοποιείται σε δορυφορικό, τηλεοπτικό και στρατιωτικό εξοπλισμό.

Τύποι πυκνωτών

Ο σχεδιασμός του πυκνωτή καθορίζεται από τον τύπο του διηλεκτρικού. Διατίθεται στους παρακάτω τύπους:

Υγρό. Το διηλεκτρικό σε υγρή μορφή είναι σπάνιο· αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται κυρίως στη βιομηχανία ή για συσκευές ραδιοφώνου.
Κενό. Δεν υπάρχει διηλεκτρικό στον πυκνωτή, αλλά αντίθετα υπάρχουν πλάκες σε ένα σφραγισμένο περίβλημα.
Αεριώδης. Βασίζεται στην αλληλεπίδραση των χημικών αντιδράσεων και χρησιμοποιείται για την παραγωγή ψυκτικού εξοπλισμού, γραμμών παραγωγής και εγκαταστάσεων.
Ηλεκτρολυτικό πυκνωτή. Η αρχή βασίζεται στην αλληλεπίδραση μιας μεταλλικής ανόδου και ενός ηλεκτροδίου (κάθοδος). Το στρώμα οξειδίου της ανόδου είναι το ημιαγωγικό τμήμα, ως αποτέλεσμα του οποίου αυτός ο τύπος στοιχείου κυκλώματος θεωρείται το πιο παραγωγικό.
Οργανικός. Το διηλεκτρικό μπορεί να είναι χαρτί, φιλμ κ.λπ. Δεν είναι σε θέση να συσσωρεύει, αλλά μόνο ελαφρώς εξισορροπεί τις υπερτάσεις τάσης.
Σε συνδυασμό. Αυτό περιλαμβάνει μεταλλικό χαρτί, χαρτί-μεμβράνη κ.λπ. Η απόδοση αυξάνεται εάν το διηλεκτρικό περιέχει μεταλλικό συστατικό.
Ανόργανος. Τα πιο συνηθισμένα είναι το γυαλί και το κεραμικό. Η χρήση τους καθορίζεται από την αντοχή και τη δύναμη.
Συνδυασμένο ανόργανο. Γυαλί-μεμβράνη, καθώς και γυαλί-σμάλτο, που έχουν εξαιρετικές ιδιότητες ισοπέδωσης.

Τύποι πυκνωτών

Τα στοιχεία της πλακέτας ραδιοφώνου διαφέρουν ως προς τον τύπο της αλλαγής χωρητικότητας:

Μόνιμος. Οι κυψέλες διατηρούν σταθερή χωρητικότητα τάσης μέχρι το τέλος της διάρκειας ζωής τους. Αυτός ο τύπος είναι ο πιο κοινός και καθολικός, καθώς είναι κατάλληλος για την κατασκευή οποιουδήποτε τύπου συσκευής.
Μεταβλητές. Έχουν τη δυνατότητα να αλλάζουν τον όγκο του δοχείου όταν χρησιμοποιείτε ρεοστάτη, varicap ή όταν αλλάζει η θερμοκρασία. Η μηχανική μέθοδος που χρησιμοποιεί έναν ρεοστάτη περιλαμβάνει τη συγκόλληση ενός πρόσθετου στοιχείου πάνω στην πλακέτα, ενώ όταν χρησιμοποιείται variconde, αλλάζει μόνο η ποσότητα της εισερχόμενης τάσης.
Τρίμερ. Είναι ο πιο ευέλικτος τύπος πυκνωτή, με τον οποίο μπορείτε να αυξήσετε γρήγορα και αποτελεσματικά την απόδοση του συστήματος με ελάχιστη ανακατασκευή.

Αρχή λειτουργίας ενός πυκνωτή

Ας δούμε πώς λειτουργεί ένας πυκνωτής όταν συνδέεται σε μια πηγή ενέργειας:

Συσσώρευση φορτίου. Όταν συνδέεται στο δίκτυο, το ρεύμα κατευθύνεται στους ηλεκτρολύτες.
Τα φορτισμένα σωματίδια κατανέμονται στην πλάκα ανάλογα με το φορτίο τους: αρνητικά - σε ηλεκτρόνια και θετικά - σε ιόντα.
Το διηλεκτρικό χρησιμεύει ως φράγμα μεταξύ των δύο πλακών και αποτρέπει την ανάμειξη των σωματιδίων.

Η χωρητικότητα ενός πυκνωτή προσδιορίζεται με τον υπολογισμό του λόγου του φορτίου ενός αγωγού προς τη δυνητική του ισχύ.

Σπουδαίος!Το διηλεκτρικό είναι επίσης ικανό να αφαιρεί την προκύπτουσα τάση στον πυκνωτή κατά τη λειτουργία της συσκευής.

Χαρακτηριστικά πυκνωτών

Τα χαρακτηριστικά χωρίζονται συμβατικά σε σημεία:

Το ποσό της απόκλισης. Πριν μπει στο κατάστημα, κάθε πυκνωτής πρέπει να υποβληθεί σε μια σειρά δοκιμών στη γραμμή παραγωγής. Μετά τη δοκιμή κάθε μοντέλου, ο κατασκευαστής υποδεικνύει το εύρος των επιτρεπόμενων αποκλίσεων από την αρχική τιμή.
Τιμή τάσης. Χρησιμοποιούνται κυρίως στοιχεία με τάση 12 ή 220 Volt, αλλά υπάρχουν και 5, 50, 110, 380, 660, 1000 και περισσότερα Volt. Προκειμένου να αποφευχθεί η εξάντληση του πυκνωτή και η διηλεκτρική βλάβη, είναι καλύτερο να αγοράσετε ένα στοιχείο με αποθεματικό τάσης.
Επιτρεπόμενη θερμοκρασία. Αυτή η παράμετρος είναι πολύ σημαντική για μικρές συσκευές που λειτουργούν σε δίκτυο 220 Volt. Κατά κανόνα, όσο υψηλότερη είναι η τάση, τόσο υψηλότερο είναι το επιτρεπόμενο επίπεδο θερμοκρασίας για λειτουργία. Οι παράμετροι θερμοκρασίας μετρώνται χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό θερμόμετρο.
Διαθεσιμότητα συνεχούς ή εναλλασσόμενου ρεύματος. Ίσως μια από τις πιο σημαντικές παραμέτρους, καθώς η απόδοση του σχεδιασμένου εξοπλισμού εξαρτάται πλήρως από αυτήν.
Αριθμός φάσεων. Ανάλογα με την πολυπλοκότητα της συσκευής, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μονοφασικοί ή τριφασικοί πυκνωτές. Για να συνδέσετε ένα στοιχείο απευθείας, αρκεί ένα μονοφασικό, αλλά εάν η πλακέτα είναι "πόλη", τότε συνιστάται να χρησιμοποιήσετε ένα τριφασικό, καθώς κατανέμει το φορτίο πιο ομαλά.

Από τι εξαρτάται η χωρητικότητα;

Η χωρητικότητα του πυκνωτή εξαρτάται από τον τύπο του διηλεκτρικού και υποδεικνύεται στη θήκη, μετρούμενη σε uF ή uF. Κυμαίνεται από 0 έως 9.999 pF σε picofarads, ενώ σε microfarads κυμαίνεται από 10.000 pF έως 9.999 μF. Αυτά τα χαρακτηριστικά καθορίζονται στο κρατικό πρότυπο GOST 2.702.

Σημείωση!Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του ηλεκτρολύτη, τόσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος φόρτισης και τόσο περισσότερη φόρτιση μπορεί να μεταφέρει η συσκευή.

Όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο ή η ισχύς της συσκευής, τόσο μικρότερος είναι ο χρόνος εκφόρτισης. Σε αυτή την περίπτωση, η αντίσταση παίζει σημαντικό ρόλο, καθώς η ποσότητα της εξερχόμενης ηλεκτρικής ροής εξαρτάται από αυτήν.

Το κύριο μέρος του πυκνωτή είναι το διηλεκτρικό. Έχει τον ακόλουθο αριθμό χαρακτηριστικών που επηρεάζουν την ισχύ του εξοπλισμού:

Αντοχή μόνωσης. Αυτό περιλαμβάνει τόσο εσωτερική όσο και εξωτερική μόνωση κατασκευασμένη από πολυμερή.
Μέγιστη τάση. Το διηλεκτρικό καθορίζει πόση τάση μπορεί να αποθηκεύσει ή να μεταδώσει ο πυκνωτής.
Το ποσό της απώλειας ενέργειας. Εξαρτάται από τη διαμόρφωση του διηλεκτρικού και τα χαρακτηριστικά του. Συνήθως, η ενέργεια διαχέεται σταδιακά ή σε απότομες εκρήξεις.
Επίπεδο χωρητικότητας. Προκειμένου ένας πυκνωτής να αποθηκεύσει μικρή ποσότητα ενέργειας για σύντομο χρονικό διάστημα, χρειάζεται να διατηρεί σταθερό όγκο χωρητικότητας. Τις περισσότερες φορές, αποτυγχάνει ακριβώς λόγω της αδυναμίας να περάσει μια δεδομένη ποσότητα τάσης.

Καλό να ξέρω!Η συντομογραφία "AC" που βρίσκεται στο σώμα του στοιχείου υποδηλώνει εναλλασσόμενη τάση. Η συσσωρευμένη τάση στον πυκνωτή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ή να μεταδοθεί - πρέπει να σβήσει.

Ιδιότητες πυκνωτών

Ο πυκνωτής λειτουργεί ως:

Επαγωγικό πηνίο. Ας πάρουμε το παράδειγμα μιας κανονικής λάμπας: θα ανάψει μόνο εάν τη συνδέσετε απευθείας σε μια πηγή AC. Αυτό οδηγεί στον κανόνα ότι όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα, τόσο πιο ισχυρή είναι η φωτεινή ροή του λαμπτήρα.
Φόρτιση αποθήκευσης. Οι ιδιότητες του επιτρέπουν να φορτίζει και να αποφορτίζεται γρήγορα, δημιουργώντας έτσι μια ισχυρή ώθηση με χαμηλή αντίσταση. Χρησιμοποιείται για την παραγωγή διαφόρων τύπων επιταχυντών, συστημάτων λέιζερ, ηλεκτρικών φλας κ.λπ.
Η μπαταρία έλαβε φόρτιση. Ένα ισχυρό στοιχείο είναι ικανό να διατηρεί το λαμβανόμενο τμήμα του ρεύματος για μεγάλο χρονικό διάστημα, ενώ μπορεί να χρησιμεύσει ως προσαρμογέας για άλλες συσκευές. Σε σύγκριση με μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία, ένας πυκνωτής χάνει μέρος του φορτίου του με την πάροδο του χρόνου και επίσης δεν είναι σε θέση να φιλοξενήσει μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, για παράδειγμα, για βιομηχανική κλίμακα.
Φόρτιση του ηλεκτροκινητήρα. Η σύνδεση γίνεται μέσω του τρίτου ακροδέκτη (η τάση λειτουργίας του πυκνωτή είναι 380 ή 220 Volt). Χάρη στη νέα τεχνολογία, κατέστη δυνατή η χρήση τριφασικού κινητήρα (με περιστροφή φάσης 90 μοιρών), χρησιμοποιώντας ένα τυπικό δίκτυο.
Συσκευές αντιστάθμισης. Χρησιμοποιείται στη βιομηχανία για τη σταθεροποίηση της άεργης ενέργειας: μέρος της εισερχόμενης ισχύος διαλύεται και ρυθμίζεται στην έξοδο του πυκνωτή σε έναν ορισμένο όγκο.

βίντεο

Μετάφραση

Εάν δημιουργείτε τακτικά ηλεκτρικά κυκλώματα, πιθανότατα έχετε χρησιμοποιήσει πυκνωτές. Είναι ένα τυπικό εξάρτημα κυκλώματος, ακριβώς όπως η αντίσταση, που απλά το βγάζετε από το ράφι χωρίς δεύτερη σκέψη. Χρησιμοποιούμε πυκνωτές για την εξομάλυνση των κυματισμών τάσης/ρεύματος, για την αντιστοίχιση φορτίων, ως πηγή ενέργειας για συσκευές χαμηλής κατανάλωσης και άλλες εφαρμογές.

Αλλά ένας πυκνωτής δεν είναι απλώς μια φυσαλίδα με δύο καλώδια και μερικές παραμέτρους - τάση λειτουργίας και χωρητικότητα. Υπάρχει μια τεράστια ποικιλία τεχνολογιών και υλικών με διαφορετικές ιδιότητες που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία πυκνωτών. Και παρόλο που στις περισσότερες περιπτώσεις σχεδόν οποιοσδήποτε πυκνωτής κατάλληλης χωρητικότητας μπορεί να κάνει για οποιαδήποτε εργασία, η καλή κατανόηση του τρόπου λειτουργίας αυτών των συσκευών μπορεί να σας βοηθήσει να επιλέξετε όχι μόνο τον σωστό, αλλά και τον καλύτερο κατάλληλο. Εάν είχατε ποτέ πρόβλημα με τη σταθερότητα της θερμοκρασίας ή με την εργασία να βρείτε την πηγή πρόσθετου θορύβου, θα εκτιμήσετε τις πληροφορίες σε αυτό το άρθρο.

Ας ξεκινήσουμε απλά

Είναι καλύτερο να ξεκινήσετε απλά και να περιγράψετε τις βασικές αρχές του τρόπου λειτουργίας των πυκνωτών πριν προχωρήσετε στις πραγματικές συσκευές. Ένας ιδανικός πυκνωτής αποτελείται από δύο αγώγιμες πλάκες που χωρίζονται από ένα διηλεκτρικό. Το φορτίο συλλέγεται στις πλάκες, αλλά δεν μπορεί να ρέει μεταξύ τους - το διηλεκτρικό έχει μονωτικές ιδιότητες. Έτσι ο πυκνωτής συσσωρεύει φορτίο.

Η χωρητικότητα μετριέται σε φαράντ: ένας πυκνωτής ενός φαράντ παράγει τάση ενός βολτ εάν περιέχει φορτίο ενός κουλόμπ. Όπως πολλές άλλες μονάδες SI, δεν είναι πρακτικό μέγεθος, οπότε αν δεν μετρήσετε υπερπυκνωτές, για τους οποίους δεν θα μιλήσουμε εδώ, πιθανότατα θα καταλήξετε με μικρο-, νανο- και picofarads. Η χωρητικότητα οποιουδήποτε πυκνωτή μπορεί να προκύψει από τις διαστάσεις και τις διηλεκτρικές του ιδιότητες - εάν ενδιαφέρεστε, ο τύπος για αυτό μπορεί να βρεθεί στη Wikipedia. Δεν χρειάζεται να το απομνημονεύσετε εκτός αν μελετάτε για εξετάσεις, αλλά περιέχει ένα χρήσιμο γεγονός. Η χωρητικότητα είναι ανάλογη με τη διηλεκτρική σταθερά εr του χρησιμοποιούμενου διηλεκτρικού, γεγονός που είχε ως αποτέλεσμα μια ποικιλία πυκνωτών να διατίθενται στο εμπόριο χρησιμοποιώντας διαφορετικά διηλεκτρικά υλικά για την επίτευξη μεγαλύτερων χωρητικοτήτων ή τη βελτίωση των χαρακτηριστικών τάσης.

Ηλεκτρολυτικό αλουμίνιο

Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου χρησιμοποιούν ένα στρώμα ανοδικής οξείδωσης σε ένα φύλλο αλουμινίου ως μία διηλεκτρική πλάκα και τον ηλεκτρολύτη από ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο ως την άλλη πλάκα. Η παρουσία ενός ηλεκτροχημικού στοιχείου τα καθιστά πολικά, δηλαδή η τάση συνεχούς ρεύματος πρέπει να εφαρμόζεται προς μία κατεύθυνση και η ανοδιωμένη πλάκα πρέπει να είναι η άνοδος, ή θετική.

Στην πράξη, οι πλάκες τους γίνονται σε μορφή σάντουιτς από αλουμινόχαρτο, τυλιγμένο σε κύλινδρο και τοποθετημένο σε αλουμινένιο κουτί. Η τάση λειτουργίας εξαρτάται από το βάθος του ανοδιωμένου στρώματος.

Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές έχουν τη μεγαλύτερη χωρητικότητα μεταξύ των κοινών, από 0,1 έως χιλιάδες microfarads. Λόγω της στενής συσκευασίας του ηλεκτροχημικού στοιχείου, έχουν μεγάλη ισοδύναμη επαγωγή σειράς (ESI, ή αποτελεσματική επαγωγή), γι' αυτό και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υψηλές συχνότητες. Συνήθως χρησιμοποιούνται για εξομάλυνση και αποσύνδεση ισχύος καθώς και για σύζευξη σε συχνότητες ήχου.

Ηλεκτρολυτικό ταντάλιο

Επιφανειακός πυκνωτής τανταλίου

Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές τανταλίου κατασκευάζονται ως πυροσυσσωματωμένη άνοδος τανταλίου με μεγάλη επιφάνεια στην οποία αναπτύσσεται ένα παχύ στρώμα οξειδίου και στη συνέχεια τοποθετείται ένας ηλεκτρολύτης διοξειδίου του μαγγανίου ως κάθοδος. Ο συνδυασμός της μεγάλης επιφάνειας και των διηλεκτρικών ιδιοτήτων του οξειδίου του τανταλίου οδηγεί σε υψηλή χωρητικότητα ανά όγκο. Ως αποτέλεσμα, τέτοιοι πυκνωτές είναι πολύ μικρότεροι από τους πυκνωτές αλουμινίου συγκρίσιμης χωρητικότητας. Όπως και οι τελευταίοι, οι πυκνωτές τανταλίου έχουν πολικότητα, επομένως το συνεχές ρεύμα πρέπει να ρέει ακριβώς προς μία κατεύθυνση.

Η διαθέσιμη χωρητικότητά τους κυμαίνεται από 0,1 έως αρκετές εκατοντάδες microfarads. Έχουν πολύ χαμηλότερη αντίσταση διαρροής και ισοδύναμη αντίσταση σειράς (ESR), με αποτέλεσμα να χρησιμοποιούνται σε δοκιμές, όργανα και εφαρμογές ήχου υψηλής τεχνολογίας όπου αυτές οι ιδιότητες είναι χρήσιμες.

Στην περίπτωση των πυκνωτών τανταλίου, είναι απαραίτητο να παρακολουθείται ιδιαίτερα η κατάσταση αστοχίας· συμβαίνει να πιάσουν φωτιά. Το άμορφο οξείδιο του τανταλίου είναι καλό διηλεκτρικό και σε κρυσταλλική μορφή γίνεται καλός αγωγός. Η ακατάλληλη χρήση ενός πυκνωτή τανταλίου - για παράδειγμα, η εφαρμογή υπερβολικού ρεύματος εισόδου - μπορεί να προκαλέσει αλλαγή μορφής του διηλεκτρικού, γεγονός που θα αυξήσει το ρεύμα που διέρχεται από αυτό. Είναι αλήθεια ότι οι προηγούμενες γενιές πυκνωτών τανταλίου είχαν τη φήμη για προβλήματα πυρκαγιάς και οι βελτιωμένες μέθοδοι κατασκευής οδήγησαν σε πιο αξιόπιστα προϊόντα.

Μεμβράνες πολυμερών

Μια ολόκληρη οικογένεια πυκνωτών χρησιμοποιεί πολυμερείς μεμβράνες ως διηλεκτρικά και η μεμβράνη είτε τοποθετείται ανάμεσα σε στριμμένα ή παρεμβαλλόμενα στρώματα μεταλλικού φύλλου είτε έχει ένα επιμεταλλωμένο στρώμα στην επιφάνεια. Η τάση λειτουργίας τους μπορεί να φτάσει έως και τα 1000 V, αλλά δεν έχουν υψηλές χωρητικότητες - αυτή είναι συνήθως από 100 pF έως μερικά microfarads. Κάθε τύπος φιλμ έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του, αλλά γενικά ολόκληρη η οικογένεια έχει χαμηλότερη χωρητικότητα και επαγωγή από τα ηλεκτρολυτικά. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται σε συσκευές υψηλής συχνότητας και για αποσύνδεση σε ηλεκτρικά θορυβώδη συστήματα, καθώς και σε συστήματα γενικής χρήσης.

Οι πυκνωτές πολυπροπυλενίου χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα που απαιτούν καλή θερμική σταθερότητα και σταθερότητα συχνότητας. Χρησιμοποιούνται επίσης σε συστήματα ισχύος, για την καταστολή του EMI, σε συστήματα που χρησιμοποιούν εναλλασσόμενα ρεύματα υψηλής τάσης.

Οι πυκνωτές πολυεστέρα, αν και δεν έχουν τα ίδια χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και συχνότητας, είναι φθηνοί και αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες όταν συγκολλούνται για επιφανειακή τοποθέτηση. Εξαιτίας αυτού, χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα που προορίζονται για χρήση σε μη κρίσιμες εφαρμογές.

Πυκνωτές ναφθαλικού πολυαιθυλενίου. Δεν έχουν σταθερά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και συχνότητας, αλλά αντέχουν πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες και καταπονήσεις σε σύγκριση με τα πολυεστερικά.

Οι πυκνωτές θειούχου πολυαιθυλενίου έχουν τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και συχνότητας του πολυπροπυλενίου και επιπλέον μπορούν να αντέξουν υψηλές θερμοκρασίες.

Σε παλιό εξοπλισμό μπορείτε να συναντήσετε πυκνωτές από πολυανθρακικό και πολυστυρένιο, αλλά τώρα δεν χρησιμοποιούνται πλέον.

Κεραμικά

Η ιστορία των κεραμικών πυκνωτών είναι αρκετά μεγάλη - έχουν χρησιμοποιηθεί από τις πρώτες δεκαετίες του περασμένου αιώνα μέχρι σήμερα. Οι πρώτοι πυκνωτές ήταν ένα μόνο στρώμα κεραμικού, επιμεταλλωμένο και στις δύο πλευρές. Οι μεταγενέστερες είναι επίσης πολυστρωματικές, όπου παρεμβάλλονται πλάκες με επιμετάλλωση και κεραμικά. Ανάλογα με το διηλεκτρικό, οι χωρητικότητες τους ποικίλλουν από 1 pF έως δεκάδες μικροφαράντ και οι τάσεις φτάνουν τα κιλοβολτ. Σε όλες τις βιομηχανίες ηλεκτρονικών όπου απαιτείται χαμηλή χωρητικότητα, μπορούν να βρεθούν τόσο κεραμικοί δίσκοι μονής στρώσης όσο και πυκνωτές στοίβας επιφανειακής τοποθέτησης πολλαπλών στρώσεων.

Ο ευκολότερος τρόπος ταξινόμησης των κεραμικών πυκνωτών είναι με διηλεκτρικά, καθώς είναι αυτά που δίνουν στον πυκνωτή όλες τις ιδιότητές του. Τα διηλεκτρικά ταξινομούνται σύμφωνα με κωδικούς τριών γραμμάτων, οι οποίοι κρυπτογραφούν τη θερμοκρασία λειτουργίας και τη σταθερότητά τους.

Το C0G έχει καλύτερη σταθερότητα στην χωρητικότητα σε σχέση με τη θερμοκρασία, τη συχνότητα και την τάση. Χρησιμοποιείται σε κυκλώματα υψηλής συχνότητας και άλλα κυκλώματα υψηλής ταχύτητας.

Τα X7R δεν έχουν τόσο καλά χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και τάσης, επομένως χρησιμοποιούνται σε λιγότερο κρίσιμες περιπτώσεις. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει αποσύνδεση και διάφορες καθολικές εφαρμογές.

Τα Y5V έχουν πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα, αλλά τα χαρακτηριστικά θερμοκρασίας και τάσης είναι ακόμη χαμηλότερα. Χρησιμοποιείται επίσης για αποσύνδεση και σε διάφορες εφαρμογές γενικής χρήσης.

Δεδομένου ότι τα κεραμικά συχνά έχουν επίσης πιεζοηλεκτρικές ιδιότητες, ορισμένοι κεραμικοί πυκνωτές παρουσιάζουν επίσης μικροφωνικό αποτέλεσμα. Εάν έχετε εργαστεί με υψηλές τάσεις και συχνότητες στο εύρος ήχου, όπως με ενισχυτές σωλήνων ή ηλεκτροστατικά, μπορεί να έχετε ακούσει τους πυκνωτές να "τραγουδούν". Εάν χρησιμοποιήσατε έναν πιεζοηλεκτρικό πυκνωτή για να παράσχετε σταθεροποίηση συχνότητας, μπορεί να διαπιστώσετε ότι ο ήχος του διαμορφώνεται από τη δόνηση του περιβάλλοντός του.

Όπως αναφέραμε ήδη, αυτό το άρθρο δεν στοχεύει να καλύψει όλες τις τεχνολογίες πυκνωτών. Ρίχνοντας μια ματιά στον κατάλογο ηλεκτρονικών θα διαπιστώσετε ότι ορισμένες από τις διαθέσιμες τεχνολογίες δεν καλύπτονται εδώ. Ορισμένες προσφορές από καταλόγους είναι ήδη ξεπερασμένες ή έχουν τόσο στενή θέση που τις περισσότερες φορές δεν θα τις συναντήσετε. Η ελπίδα μας ήταν να απομυθοποιήσουμε ορισμένα από τα δημοφιλή μοντέλα πυκνωτών και να σας βοηθήσουμε να επιλέξετε τα σωστά εξαρτήματα κατά το σχεδιασμό των δικών σας συσκευών. Αν σας ανοίξαμε την όρεξη, ίσως θέλετε να δείτε το άρθρο μας για τους επαγωγείς.

Παρακαλούμε γράψτε για τυχόν ανακρίβειες ή σφάλματα που εντοπίζετε μέσω

Είναι πολικές και μη πολικές. Οι διαφορές τους είναι ότι μερικά χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα τάσης συνεχούς ρεύματος, ενώ άλλα χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος. Είναι δυνατή η χρήση μόνιμων πυκνωτών σε κυκλώματα εναλλασσόμενης τάσης όταν είναι συνδεδεμένοι σε σειρά με παρόμοιους πόλους, αλλά δεν δείχνουν τις καλύτερες παραμέτρους.

Μη πολικοί πυκνωτές

Οι μη πολικές, όπως και οι αντιστάσεις, μπορούν να είναι σταθερές, μεταβλητές ή ρυθμιζόμενες.

ΤρίμερΟι πυκνωτές χρησιμοποιούνται για τον συντονισμό κυκλωμάτων συντονισμού στον εξοπλισμό εκπομπής και λήψης.

Ρύζι. 1. Πυκνωτές PDA

Τύπος PDA. Αποτελούνται από επάργυρες πλάκες και κεραμικό μονωτικό. Έχουν χωρητικότητα πολλών δεκάδων picofarads. Μπορεί να βρεθεί σε οποιουσδήποτε δέκτες, ραδιόφωνα και διαμορφωτές τηλεόρασης. Οι πυκνωτές trimmer χαρακτηρίζονται επίσης με τα γράμματα KT. Στη συνέχεια ακολουθεί ένας αριθμός που υποδεικνύει τον τύπο του διηλεκτρικού:

1 - κενό? 2 - αέρας? 3 - γεμάτο με αέριο. 4 - στερεό διηλεκτρικό. 5 - υγρό διηλεκτρικό. Για παράδειγμα, η ονομασία KP2 σημαίνει μεταβλητό πυκνωτή με διηλεκτρικό αέρα και η ονομασία KT4 σημαίνει πυκνωτής συντονισμού με στερεό διηλεκτρικό.

Ρύζι. 2 Μοντέρνοι πυκνωτές τσιπ κοπής

Για να συντονίσετε τους ραδιοφωνικούς δέκτες στην επιθυμητή συχνότητα, χρησιμοποιήστε το μεταβλητούς πυκνωτές(KPE)

Ρύζι. 3 Πυκνωτές ΚΠΕ

Μπορούν να βρεθούν μόνο σε εξοπλισμό μετάδοσης και λήψης

1- KPE με διηλεκτρικό αέρα, μπορεί να βρεθεί σε οποιονδήποτε ραδιοφωνικό δέκτη της δεκαετίας του '60-80.
2 - μεταβλητός πυκνωτής για μονάδες VHF με βερνιέ
3 - μεταβλητός πυκνωτής, που χρησιμοποιείται στην τεχνολογία λήψης της δεκαετίας του '90 μέχρι σήμερα, μπορεί να βρεθεί σε οποιοδήποτε κέντρο μουσικής, μαγνητόφωνο, κασετόφωνο με δέκτη. Κατασκευάζεται κυρίως στην Κίνα.

Υπάρχουν πάρα πολλοί τύποι μόνιμων πυκνωτών· στο πλαίσιο αυτού του άρθρου είναι αδύνατο να περιγραφεί όλη η ποικιλομορφία τους· θα περιγράψω μόνο αυτούς που βρίσκονται πιο συχνά στον οικιακό εξοπλισμό.

Ρύζι. 4 πυκνωτής KSO

Πυκνωτές KSO - Πεπιεσμένος πυκνωτής μαρμαρυγίας. Διηλεκτρικό - μαρμαρυγία, πλάκες - επίστρωση αλουμινίου. Γεμισμένο σε ένα καφέ σύνθετο περίβλημα. Βρίσκονται σε εξοπλισμό από τη δεκαετία του '30 έως τη δεκαετία του '70, η χωρητικότητα δεν υπερβαίνει τις πολλές δεκάδες νανοφαράντ και υποδεικνύεται στο περίβλημα σε picofarads, nanofarads και microfarads. Χάρη στη χρήση του μαρμαρυγία ως διηλεκτρικό, αυτοί οι πυκνωτές είναι ικανοί να λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες, καθώς έχουν χαμηλές απώλειες και έχουν υψηλή αντίσταση διαρροής περίπου 10^10 Ohms.

Ρύζι. 5 Πυκνωτές KTK

Πυκνωτές KTK - Σωληνοειδής κεραμικός πυκνωτής Ένας κεραμικός σωλήνας και επάργυρος χρησιμοποιούνται ως διηλεκτρικό. Χρησιμοποιείται ευρέως σε ταλαντωτικά κυκλώματα εξοπλισμού λαμπτήρων από τη δεκαετία του '40 έως τις αρχές της δεκαετίας του '80. Το χρώμα του πυκνωτή υποδεικνύει TKE (συντελεστής θερμοκρασίας αλλαγής χωρητικότητας). Δίπλα στο δοχείο, κατά κανόνα, αναγράφεται η ομάδα TKE, η οποία έχει αλφαβητικό ή αριθμητικό προσδιορισμό (Πίνακας 1.) Όπως φαίνεται από τον πίνακα, οι πιο σταθερές στη θερμότητα είναι μπλε και γκρι. Γενικά, αυτός ο τύπος είναι πολύ καλός για εξοπλισμό HF.

Πίνακας 1. Σήμανση ΤΚΕ κεραμικών πυκνωτών

Κατά τη ρύθμιση των δεκτών, συχνά πρέπει να επιλέξετε πυκνωτές για τα τοπικά κυκλώματα δυναμικής και εισόδου. Εάν ο δέκτης χρησιμοποιεί πυκνωτές KTK, τότε η επιλογή της χωρητικότητας των πυκνωτών σε αυτά τα κυκλώματα μπορεί να απλοποιηθεί. Για να γίνει αυτό, πολλές στροφές σύρματος PEL 0.3 τυλίγονται σφιχτά στο σώμα του πυκνωτή δίπλα στον ακροδέκτη και ένα από τα άκρα αυτής της σπείρας συγκολλάται στον ακροδέκτη των πυκνωτών. Απλώνοντας και μετατοπίζοντας τις στροφές της σπείρας, μπορείτε να ρυθμίσετε την χωρητικότητα του πυκνωτή εντός μικρών ορίων. Μπορεί να συμβεί ότι συνδέοντας το άκρο της σπείρας σε έναν από τους ακροδέκτες του πυκνωτή, δεν είναι δυνατό να επιτευχθεί αλλαγή στην χωρητικότητα. Σε αυτή την περίπτωση, η σπείρα πρέπει να συγκολληθεί σε άλλο τερματικό.

Ρύζι. 6 Κεραμικοί πυκνωτές. Τα σοβιετικά στην κορυφή, τα εισαγόμενα στο κάτω μέρος.

Οι κεραμικοί πυκνωτές ονομάζονται συνήθως πυκνωτές "κόκκινης σημαίας", μερικές φορές ονομάζονται πυκνωτές "πηλό". Αυτοί οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται ευρέως σε κυκλώματα υψηλής συχνότητας. Συνήθως, αυτοί οι πυκνωτές δεν αναφέρονται και χρησιμοποιούνται σπάνια από χομπίστες, καθώς οι πυκνωτές του ίδιου τύπου μπορούν να κατασκευαστούν από διαφορετικά κεραμικά και να έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά. Οι κεραμικοί πυκνωτές κερδίζουν σε μέγεθος αλλά χάνουν σε θερμική σταθερότητα και γραμμικότητα. Η χωρητικότητα και το TKE υποδεικνύονται στο σώμα (Πίνακας 2.)

πίνακας 2

Απλά κοιτάξτε την επιτρεπόμενη αλλαγή χωρητικότητας για πυκνωτές με TKE N90, η χωρητικότητα μπορεί να αλλάξει σχεδόν δύο φορές! Για πολλούς λόγους αυτό δεν είναι αποδεκτό, αλλά και πάλι δεν πρέπει να απορρίψετε αυτόν τον τύπο· με μικρή διαφορά θερμοκρασίας και όχι αυστηρές απαιτήσεις, μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Με τη χρήση παράλληλης σύνδεσης πυκνωτών με διαφορετικά σήματα TKE, είναι δυνατό να επιτευχθεί μια αρκετά υψηλή σταθερότητα της προκύπτουσας χωρητικότητας. Μπορείτε να τα βρείτε σε οποιοδήποτε εξοπλισμό· οι Κινέζοι τα αγαπούν ιδιαίτερα στις χειροτεχνίες τους.

Έχουν ονομασία χωρητικότητας στο σώμα σε picofarads ή nanofarads· τα εισαγόμενα επισημαίνονται με έναν αριθμητικό κωδικό. Τα δύο πρώτα ψηφία υποδεικνύουν την τιμή χωρητικότητας σε picofarads (pF), τα δύο τελευταία ψηφία δείχνουν τον αριθμό των μηδενικών. Όταν ο πυκνωτής έχει χωρητικότητα μικρότερη από 10 pF, το τελευταίο ψηφίο μπορεί να είναι "9". Για χωρητικότητες μικρότερες από 1,0 pF, το πρώτο ψηφίο είναι "0". Το γράμμα R χρησιμοποιείται ως υποδιαστολή. Για παράδειγμα, ο κωδικός 010 είναι 1,0 pF, ο κωδικός 0R5 είναι 0,5 pF. Πολλά παραδείγματα συλλέγονται στον πίνακα:

Αλφαριθμητική σήμανση:
22p-22 picofarads
2n2- 2,2 νανοφαράντ
n10 - 100 πικοφαράντ

Θα ήθελα να σημειώσω ιδιαίτερα τους κεραμικούς πυκνωτές τύπου KM, χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικό εξοπλισμό και στρατιωτικές συσκευές, έχουν υψηλή σταθερότητα, είναι πολύ δύσκολο να βρεθούν επειδή περιέχουν μέταλλα σπάνιων γαιών και αν βρείτε μια πλακέτα όπου αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται πυκνωτής, τότε στο 70% των περιπτώσεων κόπηκαν πριν από εσάς).

Την τελευταία δεκαετία, πολύ συχνά άρχισαν να χρησιμοποιούνται εξαρτήματα ραδιοφώνου για επιφανειακή τοποθέτηση· εδώ είναι τα κύρια τυπικά μεγέθη περιβλημάτων για πυκνωτές κεραμικών τσιπ

Οι πυκνωτές MBM είναι ένας πυκνωτής μεταλλικού χαρτιού (Εικ. 6), που χρησιμοποιείται συνήθως σε εξοπλισμό ενίσχυσης ήχου σωλήνων. Τώρα εκτιμάται ιδιαίτερα από ορισμένους audiophiles. Αυτός ο τύπος περιλαμβάνει επίσης πυκνωτές στρατιωτικής ποιότητας K42U-2, αλλά μερικές φορές μπορούν να βρεθούν σε οικιακό εξοπλισμό.

Ρύζι. 7 Πυκνωτής MBM και K42U-2

Θα πρέπει να σημειωθεί χωριστά ότι τέτοιοι τύποι πυκνωτών όπως MBGO και MBGCh (Εικ. 8), χρησιμοποιούνται συχνά από ερασιτέχνες ως πυκνωτές εκκίνησης για την εκκίνηση ηλεκτροκινητήρων. Για παράδειγμα, το απόθεμα του κινητήρα μου είναι 7 kW (Εικ. 9.). Σχεδιασμένο για υψηλή τάση από 160 έως 1000V, που τους δίνει πολλές διαφορετικές εφαρμογές στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι για χρήση σε οικιακό δίκτυο, πρέπει να πάρετε πυκνωτές με τάση λειτουργίας τουλάχιστον 350 V. Τέτοιους πυκνωτές μπορείτε να βρείτε σε παλιά οικιακά πλυντήρια, διάφορες συσκευές με ηλεκτροκινητήρες και σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Συχνά χρησιμοποιούνται ως φίλτρα για ακουστικά συστήματα, έχοντας καλές παραμέτρους για αυτό.

Ρύζι. 8. MBGO, MBGCH

Ρύζι. 9

Εκτός από την ονομασία που υποδεικνύει χαρακτηριστικά σχεδιασμού (KSO - συμπιεσμένος πυκνωτής μαρμαρυγίας, KTK - κεραμικός σωληνοειδής πυκνωτής κ.λπ.), υπάρχει ένα σύστημα ονομασίας για πυκνωτές σταθερής χωρητικότητας, που αποτελείται από διάφορα στοιχεία: στην πρώτη θέση είναι το γράμμα K, στη δεύτερη θέση είναι ένας διψήφιος αριθμός, το πρώτο ψηφίο του οποίου χαρακτηρίζει τον τύπο του διηλεκτρικού και το δεύτερο - τα χαρακτηριστικά του διηλεκτρικού ή της λειτουργίας, τότε ο σειριακός αριθμός της ανάπτυξης τίθεται μέσω παύλας.

Για παράδειγμα, η ονομασία K73-17 σημαίνει πυκνωτή μεμβράνης πολυαιθυλενίου-τερεφθαλικού με σειριακό αριθμό ανάπτυξης 17.

Ρύζι. 10. Διαφορετικοί τύποι πυκνωτών

Ρύζι. 11. Πυκνωτής τύπου Κ73-15

Κύριοι τύποι πυκνωτών, εισαγόμενα ανάλογα σε παρένθεση.

K10 - Κεραμικό, χαμηλής τάσης (Upa6<1600B)
K50 - Ηλεκτρολυτικό, αλουμινόχαρτο, Αλουμίνιο
K15 - Κεραμικό, υψηλής τάσης (Upa6>1600V)
K51 - Ηλεκτρολυτικό, αλουμινόχαρτο, ταντάλιο, νιόβιο κ.λπ.
Κ20 - Χαλαζίας
K52 - Ηλεκτρολυτικό, ογκομετρικό πορώδες
Κ21 -Γυαλί
K53 - Ημιαγωγός οξειδίου
K22 - Γυαλί-κεραμικό
K54 - Οξείδιο-μεταλλικό
K23 - Γυάλινο σμάλτο
K60- Με διηλεκτρικό αέρα
K31-Mica χαμηλής ισχύος (Mica)
K61 - Κενό
K32 - Mica υψηλής ισχύος
K71 - Φιλμ πολυστερίνης (KS ή FKS)
K40 - Χαρτί χαμηλής τάσης (Irab<2 kB) с фольговыми обкладками
K72 -Φθοριοπλαστικό φιλμ (TFT)
K73 - Φιλμ τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (KT, TFM, TFF ή FKT)
K41 - Χαρτί υψηλής τάσης (irab>2 kB) με καλύμματα αλουμινίου
K75 -Συνδυασμένη ταινία
K76 – Μεμβράνη λάκας (MKL)
K42 - Χαρτί με επιμεταλλωμένα καλύμματα (MP)
K77 - Φιλμ, Πολυανθρακικό (KC, MKC ή FKC)
K78 – Φιλμ πολυπροπυλενίου (KP, MKP ή FKP)

Οι πυκνωτές με διηλεκτρικό φιλμ ονομάζονται ευρέως μαρμαρυγία· τα διάφορα διηλεκτρικά που χρησιμοποιούνται δίνουν καλούς δείκτες TKE. Ως πλάκες σε πυκνωτές φιλμ, χρησιμοποιούνται είτε φύλλο αλουμινίου είτε λεπτά στρώματα αλουμινίου ή ψευδαργύρου που εναποτίθενται σε διηλεκτρική μεμβράνη. Έχουν αρκετά σταθερές παραμέτρους και χρησιμοποιούνται για οποιοδήποτε σκοπό (όχι για όλους τους τύπους). Βρίσκονται παντού στον οικιακό εξοπλισμό. Το περίβλημα τέτοιων πυκνωτών μπορεί να είναι μεταλλικό ή πλαστικό και να έχει κυλινδρικό ή ορθογώνιο σχήμα (Εικ. 10.) Εισαγόμενοι πυκνωτές μαρμαρυγίας (Εικ. 12)

Ρύζι. 12. Εισαγόμενοι πυκνωτές μαρμαρυγίας

Στους πυκνωτές, υποδεικνύεται η ονομαστική απόκλιση από την χωρητικότητα, η οποία μπορεί να εμφανιστεί ως ποσοστό ή να έχει έναν κωδικό γράμματος. Βασικά, στον οικιακό εξοπλισμό, χρησιμοποιούνται ευρέως πυκνωτές με ανοχές H, M, J, K. Το γράμμα που υποδεικνύει την ανοχή υποδεικνύεται μετά την τιμή της ονομαστικής χωρητικότητας του πυκνωτή, όπως 22nK, 220nM, 470nJ.

Πίνακας για την αποκρυπτογράφηση του υπό όρους κωδικού γράμματος της επιτρεπόμενης απόκλισης της χωρητικότητας του πυκνωτή. Ανοχή σε %

Χαρακτηρισμός γράμματος

Η τιμή της επιτρεπόμενης τάσης λειτουργίας του πυκνωτή είναι σημαντική, υποδεικνύεται μετά την ονομαστική χωρητικότητα και την ανοχή. Χαρακτηρίζεται σε βολτ με το γράμμα B (παλιά σήμανση) και V (νέα σήμανση). Για παράδειγμα, ως εξής: 250V, 400V, 1600V, 200V. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το V παραλείπεται.

Μερικές φορές χρησιμοποιείται κωδικοποίηση λατινικών γραμμάτων. Για την αποκρυπτογράφηση, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα κωδικοποίησης γραμμάτων για την τάση λειτουργίας των πυκνωτών.

Ονομαστική τάση, V	Επιστολή προσδιορισμού

Οι θαυμαστές του Nikola Tesla έχουν συχνή ανάγκη για πυκνωτές υψηλής τάσης, εδώ είναι μερικοί που μπορούν να βρεθούν, κυρίως σε τηλεοράσεις σε μονάδες οριζόντιας σάρωσης.

Ρύζι. 13. Πυκνωτές υψηλής τάσης

Πολικοί πυκνωτές

Οι πολικοί πυκνωτές περιλαμβάνουν όλους τους ηλεκτρολυτικούς, οι οποίοι είναι:

Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου έχουν υψηλή χωρητικότητα, χαμηλό κόστος και διαθεσιμότητα. Τέτοιοι πυκνωτές χρησιμοποιούνται ευρέως στην κατασκευή ραδιοφωνικών οργάνων, αλλά έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα. Με την πάροδο του χρόνου, ο ηλεκτρολύτης στο εσωτερικό του πυκνωτή στεγνώνει και χάνουν τη χωρητικότητά τους. Μαζί με την χωρητικότητα, αυξάνεται η αντίσταση ισοδύναμης σειράς και τέτοιοι πυκνωτές δεν αντεπεξέρχονται πλέον στις εργασίες που έχουν ανατεθεί. Αυτό συνήθως προκαλεί δυσλειτουργίες σε πολλές οικιακές συσκευές. Η χρήση μεταχειρισμένων πυκνωτών δεν συνιστάται, αλλά παρόλα αυτά, εάν θέλετε να τους χρησιμοποιήσετε, πρέπει να μετρήσετε προσεκτικά την χωρητικότητα και το esr, ώστε να μην χρειάζεται να αναζητήσετε την αιτία της αδράνειας της συσκευής. Δεν βλέπω κανένα νόημα να απαριθμήσω τους τύπους πυκνωτών αλουμινίου, καθώς δεν υπάρχουν ιδιαίτερες διαφορές σε αυτούς, εκτός από τις γεωμετρικές παραμέτρους. Οι πυκνωτές μπορεί να είναι ακτινωτοί (με καλώδια από το ένα άκρο του κυλίνδρου) και αξονικοί (με αγωγούς από απέναντι άκρα), υπάρχουν πυκνωτές με ένα καλώδιο, το δεύτερο είναι ένα περίβλημα με κοχλιωτό άκρο (είναι επίσης ένας συνδετήρας), όπως Οι πυκνωτές μπορούν να βρεθούν σε παλιό ραδιοτηλεοπτικό εξοπλισμό. Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι στις μητρικές πλακέτες υπολογιστών και στα τροφοδοτικά μεταγωγής υπάρχουν συχνά πυκνωτές με χαμηλή ισοδύναμη αντίσταση, το λεγόμενο LOW ESR, επομένως έχουν βελτιωμένες παραμέτρους και αντικαθίστανται μόνο με παρόμοιες, διαφορετικά θα υπάρξει έκρηξη όταν πρώτα ενεργοποιήθηκε.

Ρύζι. 14. Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές. Κάτω - για επιφανειακή τοποθέτηση.

Οι πυκνωτές τανταλίου είναι καλύτεροι από τους πυκνωτές αλουμινίου λόγω της χρήσης ακριβότερης τεχνολογίας. Χρησιμοποιούν ξηρό ηλεκτρολύτη, επομένως δεν είναι επιρρεπείς στο «ξήρανση» των πυκνωτών αλουμινίου. Επιπλέον, οι πυκνωτές τανταλίου έχουν χαμηλότερη ενεργή αντίσταση σε υψηλές συχνότητες (100 kHz), κάτι που είναι σημαντικό όταν χρησιμοποιούνται σε τροφοδοτικά μεταγωγής. Το μειονέκτημα των πυκνωτών τανταλίου είναι η σχετικά μεγάλη μείωση της χωρητικότητας με αυξανόμενη συχνότητα και αυξημένη ευαισθησία στην αντιστροφή πολικότητας και στις υπερφορτώσεις. Δυστυχώς, αυτός ο τύπος πυκνωτή χαρακτηρίζεται από χαμηλές τιμές χωρητικότητας (συνήθως όχι περισσότερες από 100 μF). Η υψηλή ευαισθησία στην τάση αναγκάζει τους προγραμματιστές να αυξήσουν το περιθώριο τάσης κατά δύο ή περισσότερες φορές.

Ρύζι. 14. Πυκνωτές τανταλίου. Τα τρία πρώτα είναι εγχώρια, το προτελευταίο είναι εισαγόμενο, το τελευταίο εισάγεται για επιφανειακή τοποθέτηση.

Κύριες διαστάσεις πυκνωτών τσιπ τανταλίου:

Ένας από τους τύπους πυκνωτών (στην πραγματικότητα, αυτοί είναι ημιαγωγοί και έχουν λίγα κοινά με τους συνηθισμένους πυκνωτές, αλλά εξακολουθεί να είναι λογικό να τους αναφέρουμε) περιλαμβάνουν τα varicaps. Πρόκειται για έναν ειδικό τύπο πυκνωτή διόδου που αλλάζει την χωρητικότητά του ανάλογα με την εφαρμοζόμενη τάση. Χρησιμοποιούνται ως στοιχεία με ηλεκτρικά ελεγχόμενη χωρητικότητα σε κυκλώματα για συντονισμό της συχνότητας ενός ταλαντωτικού κυκλώματος, διαίρεση και πολλαπλασιασμό συχνοτήτων, διαμόρφωση συχνότητας, ελεγχόμενους μετατοπιστές φάσης κ.λπ.

Ρύζι. 15 Varicaps kv106b, kv102

Πολύ ενδιαφέροντα είναι επίσης οι «υπερπυκνωτές» ή οι ιονιστές. Αν και μικρά σε μέγεθος, έχουν τεράστια χωρητικότητα και χρησιμοποιούνται συχνά για την τροφοδοσία των τσιπ μνήμης και μερικές φορές αντικαθιστούν τις ηλεκτροχημικές μπαταρίες. Οι ιονιστές μπορούν επίσης να λειτουργούν σε buffer με μπαταρίες για να τους προστατεύουν από ξαφνικές υπερτάσεις του ρεύματος φορτίου: σε ρεύμα χαμηλού φορτίου, η μπαταρία επαναφορτίζει τον υπερπυκνωτή και εάν το ρεύμα αυξηθεί απότομα, ο ιονιστής θα απελευθερώσει την αποθηκευμένη ενέργεια, μειώνοντας έτσι την φορτίο στην μπαταρία. Με αυτή τη θήκη χρήσης τοποθετείται είτε απευθείας δίπλα στην μπαταρία είτε μέσα στο περίβλημά της. Μπορούν να βρεθούν σε φορητούς υπολογιστές ως μπαταρία για CMOS.

Τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν:
Η ενεργειακή πυκνότητα είναι χαμηλότερη από αυτή των μπαταριών (5-12 Wh/kg στα 200 Wh/kg για μπαταρίες ιόντων λιθίου).
Η τάση εξαρτάται από την κατάσταση φόρτισης.
Πιθανότητα καύσης εσωτερικών επαφών κατά τη διάρκεια βραχυκυκλώματος.
Υψηλή εσωτερική αντίσταση σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς πυκνωτές (10...100 Ohm για ιονιστή 1 F × 5,5 V).
Σημαντικά μεγαλύτερη αυτοεκφόρτιση σε σύγκριση με τις μπαταρίες: περίπου 1 μA για ιονιστή 2 F × 2,5 V.

Ρύζι. 16. Ιωνιστές

Μετάφραση