Care este diferența dintre condensatori. Condensatoare, proprietăți ale unui condensator, desemnarea condensatoarelor pe diagrame, parametrii de bază. Marcarea condensatoarelor mari

ÎN circuit electric Fiecare dispozitiv are un element numit condensator. Acesta servește la umplerea energiei necesare pentru buna și funcţionare neîntreruptă echipamente.

Ce este un condensator

Fiecare condensator este un dispozitiv cu un set de parametri tehnici, care merită luate în considerare în detaliu.

Condensatorii pot fi găsiți în multe ramuri ale ingineriei electrice. Domeniul lor imediat de aplicare:

• Crearea de circuite, circuite oscilatorii.
• Primind impuls de la o cantitate mare putere.
• În inginerie electrică industrială.
• La fabricarea senzorilor.
• Îmbunătățirea funcționării dispozitivelor de protecție.

Capacitatea condensatorului

Pentru fiecare condensator parametrul principal- aceasta este capacitatea sa. Fiecare dispozitiv are al lui și se măsoară în Farads. Ingineria electronică și radio se bazează pe condensatori cu părți per milion de Faradi. Pentru a afla capacitatea nominală a unui dispozitiv, trebuie doar să priviți carcasa acestuia, care conține toate informațiile. Citirile de capacitate pot varia din cauza următoarelor:

• Suprafața totală a tuturor acoperirilor.
• Distanța dintre ele.
• Materialul din care este realizat dielectricul.
• Temperatura ambientala.

Alături de capacitatea nominală mai există și una reală. Valoarea sa este mult mai mică decât cea precedentă. Pe baza capacității reale, pot fi determinați principalii parametri electrici. Capacitatea este determinată din sarcina plăcii și tensiunea acesteia. Capacitate maximă poate ajunge la câteva zeci de Farazi. Un condensator poate fi, de asemenea, caracterizat printr-o capacitate specifică. Acesta este raportul dintre capacitatea și volumul unui dielectric. Grosimea mică a dielectricului asigură mare importanță capacitate specifică. Fiecare condensator își poate schimba capacitatea și sunt împărțiți în următoarele tipuri:

• Condensatori permanenți - practic nu își schimbă capacitatea.
• Condensatoare variabile - valoarea capacității se modifică în timpul funcționării echipamentului.
• Condensatoare trimmer - își schimbă capacitatea în funcție de reglarea echipamentului.

Tensiunea condensatorului

Tensiunea este considerată un alt parametru important. Pentru ca condensatorul să își îndeplinească pe deplin funcțiile, trebuie să cunoașteți citirea exactă a tensiunii. Este indicat pe corpul dispozitivului. Tensiunea nominală depinde direct de complexitatea designului condensatorului și de proprietățile de bază ale materialelor utilizate la fabricarea acestuia. Tensiunea furnizată condensatorului trebuie să se potrivească complet cu tensiunea nominală. Multe dispozitive se încălzesc în timpul funcționării, caz în care tensiunea scade. Adesea din cauza mare diferență Sub tensiune, condensatorul se poate arde sau exploda. Acest lucru se întâmplă și din cauza scurgerilor sau a rezistenței crescute. Pentru munca sigura Condensatorul este echipat cu o supapă de protecție și o crestătură pe corp. De îndată ce presiunea crește, supapa se deschide automat și corpul se rupe de-a lungul crestăturii dorite. În acest caz, electrolitul iese din condensator sub formă de gaz și nu are loc nicio explozie.

Toleranțe condensatoare

Cel mai simplu condensator sunt doi electrozi fabricați sub formă de plăci, care sunt separați de izolatori subțiri. Fiecare dispozitiv are o abatere care este acceptabilă în timpul funcționării sale. Această valoare poate fi găsită și prin etichetarea dispozitivului. Toleranța sa este măsurată și specificată în procentși poate varia de la 20 la 30%. Pentru echipamentele electrice cu care trebuie să funcționeze precizie ridicată, puteți utiliza condensatori cu o valoare de toleranță mică, nu mai mult de 1%.
Parametrii dați sunt de bază pentru funcționarea condensatorului. Cunoscând valorile lor, puteți folosi condensatori pentru auto-asamblare dispozitive sau mașini.

Tipuri de condensatoare

Există mai multe tipuri principale de condensatoare care sunt utilizate în diferite tehnologii. Deci, merită să luați în considerare fiecare tip, descrierile și proprietățile sale:

Fiecare condensator are propriul său scop, astfel încât sunt clasificați în general în general și special. Condensatorii generali sunt utilizați în toate tipurile și clasele de echipamente. Acestea sunt în principal dispozitive de joasă tensiune. Condensatorii speciali sunt toate celelalte tipuri de dispozitive care sunt de înaltă tensiune, impuls, pornire și alte tipuri diferite.

Caracteristicile unui condensator cu plăci paralele

Deoarece un condensator este un dispozitiv conceput pentru a acumula tensiune și a o distribui în continuare, trebuie să alegeți unul cu o capacitate electrică bună și o tensiune de „defalcare”. Unul dintre acestea este un condensator cu plăci paralele. Este produs sub formă de două plăci subțiri de o anumită zonă, care sunt amplasate pe distanta scurta unul de altul. Un condensator plat are două sarcini: pozitivă și negativă.

Farfurii condensator plat au un câmp electric uniform între ele. Acest tip de dispozitiv nu interacționează cu alte dispozitive. Placa condensatorului este capabilă să mărească câmpul electric.

Încărcare corectă a condensatorului

Este un depozit pentru sarcini electrice care trebuie încărcate constant. Condensatorul este încărcat prin conectarea lui la rețea. Pentru a încărca dispozitivul, trebuie să-l conectați corect. Pentru a face acest lucru, luați un circuit care constă dintr-un condensator descărcat cu o capacitate, un rezistor și conectați-l la o sursă de tensiune constantă.

Condensatorul este descărcat după următorul tip: întrerupătorul este închis și plăcile sale sunt conectate între ele. În acest moment, condensatorul este descărcat, iar câmpul electric dintre plăcile sale dispare. Dacă condensatorul este descărcat prin fire, va dura mult timp deoarece în ele se acumulează multă energie.

De ce ai nevoie de un circuit condensator?

Circuitele conțin condensatori, care sunt formați dintr-o pereche de plăci. Sunt fabricate din aluminiu sau alama. Loc de muncă bun tehnologia radio depinde de setări corecte contururi. Cel mai comun circuit de circuit este format dintr-o bobină și un condensator, care sunt conectate între ele într-un circuit electric. Există condiții care afectează aspectul oscilațiilor, așa că cel mai adesea circuitul condensatorului se numește oscilator.

Concluzie

Un condensator este un dispozitiv pasiv într-un circuit electric care este utilizat ca capacitate de stocare a energiei electrice. Pentru ca un dispozitiv pentru stocarea energiei în circuitele electrice, numit condensator, să funcționeze mult timp, trebuie să respectați condițiile specificate, care sunt scrise pe corpul dispozitivului. Domeniul de aplicare este larg. Condensatorii sunt utilizați în electronica radio și diverse echipamente. Dispozitivele sunt împărțite în multe tipuri diferiteși sunt disponibile într-o varietate de modele. Condensatorii pot fi conectați în două tipuri: paralel și în serie. De asemenea, pe corpul dispozitivului există informații despre capacitate, tensiune, toleranță și tipul acestuia. Merită să ne amintim că atunci când conectați un condensator, ar trebui să respectați polaritatea. În caz contrar, dispozitivul va eșua rapid.

Astăzi există multe tipuri de condensatoare și fiecare dintre ele are propriile sale avantaje și dezavantaje.
Unele pot funcționa la tensiuni înalte, altele au capacitate mare, a treia - scurgere scăzută, a patra - inductanță scăzută - acești factori determină domeniul de aplicare al unui anumit tip de condensator.
Acest articol va discuta principalele, dar nu toate, tipurile de condensatoare.

Condensatori electrolitici din aluminiu.

Condensatoarele electrolitice din aluminiu constau din două benzi subțiri de aluminiu răsucite, între care se așează hârtie impregnată cu electrolit. Capacitatea acestui tip de condensatoare poate fi de la 0,1uF la 100.000uF, care este principalul lor avantaj față de alte tipuri, și maximul tensiune de operare poate ajunge până la 500V. Tensiunea și capacitatea maximă de funcționare sunt de obicei indicate pe condensator, tensiunea maximă de funcționare a condensatorului prezentată în imagine este 35 volți, iar capacitatea sau încărcarea pe 1 volt este 680uF. Dezavantajul acestui tip de condensatoare este curentul de scurgere relativ mare și faptul că capacitatea lor scade odată cu creșterea frecvenței, motiv pentru care pe plăci se găsește adesea un condensator electrolitic din aluminiu, paralel cu care se așează unul ceramic sau, pe măsură ce acestea spune, „scurtat cu ceramică”. De asemenea, trebuie spus că acest tip de condensator are polaritate, ceea ce înseamnă că borna condensatorului, indicată cu un minus pe carcasă, trebuie să fie întotdeauna la o tensiune mai negativă decât cealaltă bornă a condensatorului. Dacă această regulă nu este respectată, cel mai probabil condensatorul va exploda și de aceea ele pot fi folosite doar în circuite cu curent continuu și pulsatoriu, dar nu și curent alternativ.

Condensatoare de tantal.

Condensatoarele de tantal sunt fabricate din pentoxid de tantal și au proprietăți similare condensatoarelor electrolitice din aluminiu, dar au unele caracteristici speciale. ei dimensiune mai mică, tensiune maximă de funcționare până la 100V, capacitatea acestui tip de condensatoare poate fi de la 47nF la 1000uF, au inductanță mai mică și pot fi folosite în mai multe circuite de înaltă frecvență, care operează la frecvențe de sute de Khz. Dezavantajele includ sensibilitatea la tensiunea de funcționare în exces. Trebuie remarcat faptul că, spre deosebire de condensatoarele electrolitice din aluminiu, terminalul pozitiv este marcat cu o linie pe corp.

Condensatori ceramici cu disc cu un singur strat.

Condensatoarele ceramice cu disc au o capacitate destul de mare pentru dimensiunea lor, poate fi de la 1pF la 220nF, iar tensiunea maximă de funcționare nu trebuie să depășească 50V. Valoarea capacităţii per acest tip condensatorii sunt indicați în pF, de exemplu, capacitatea condensatorului prezentat în imagine este de 100.000 pF sau 100nF sau 0,1 uF, valoare dată rezultă după cum urmează, primele două cifre trebuie înmulțite cu 10 ridicate la puterea celei de-a treia cifre, în cazul nostru avem nevoie de 10 x 10^4 = 10^5 sau 100.000pF. Avantajele includ curenți de scurgere nesemnificativi, mici dimensiuni, inductanță scăzută și capacitatea de a lucra la frecvente inalte, precum și stabilitatea la temperaturi ridicate a recipientului. Ele pot funcționa în circuite DC, AC și curent pulsat.

Condensatoare ceramice multistrat

Condensatoarele ceramice multistrat sunt o structură cu straturi subțiri alternante de ceramică și metal.
Acest tip de condensator este asemănător ca proprietăți cu condensatoarele de disc cu un singur strat, dar are o capacitate de câteva ori mai mare, ajungând la câțiva uF. Tensiunea maximă de funcționare pe corpul acestor condensatoare nu este indicată și, la fel ca pentru condensatoarele cu disc cu un singur strat, nu trebuie să depășească 50V. Ele pot funcționa în circuite DC, AC și curent pulsat.

Condensatoare ceramice de înaltă tensiune

Avantajul acestui tip de condensator este clar din nume, ei trăsătură distinctivă este capacitatea de a lucra sub tensiune înaltă. Gama de tensiune de funcționare este de la 50 la 15000V, iar capacitatea poate fi de la 68pF la 150nF. Tensiunea maximă a condensatorului prezentată în imaginea condensatorului este de 1000V, iar capacitatea este de 100nF, cum să o aflați mai sus. Ele pot funcționa în circuite DC, AC și curent pulsat.

Condensatoare din poliester.

Capacitatea acestui tip de condensator poate fi de la 1nF la 15uF, intervalul de tensiune de operare este de la 50 la 1500V. Sunt fabricate cu diferite toleranțe (abatere admisă a capacității nominale), 5%, 10% și 20%, au stabilitate la temperatură ridicată, o capacitate destul de mare pentru dimensiunea lor, preț scăzut și, ca urmare, sunt utilizate pe scară largă. Capacitatea condensatorului prezentată în imagine este de 150.000pF sau 150nF, litera K după numărul 154 înseamnă toleranță, adică cât de mult poate diferi valoarea reală a capacității de cea indicată pe condensator. În acest caz, toleranța este de 10% mai jos despre aceasta; Ne interesează mai mult ce înseamnă 2J în marcarea acestui condensator și care este tensiunea maximă de funcționare a acestuia. Pentru a răspunde la aceste două întrebări, puteți folosi tabelul, litera de marcare a tensiunii.

Din tabel devine clar că tensiunea maximă de funcționare a condensatorului este de 630V

Condensatoare din polipropilenă.

Condensatoarele de acest tip folosesc film de polipropilenă ca dielectric, iar capacitatea lor poate varia de la 100pF la 10uF. Unul dintre principalele avantaje ale acestui tip de condensatoare este tensiunea mare de funcționare, care poate ajunge la 3000V un alt avantaj este capacitatea de a fabrica acest tip de condensatoare cu o toleranță de 1%. Imaginea prezintă un condensator cu o capacitate de 5600pF, iar tensiunea maximă de funcționare este de 630V. Litera J după numărul 562 indică toleranță și în acest caz este egal cu 5%. Toleranța poate fi determinată folosind tabelul de mai jos.

Adică, valoarea reală a capacității poate diferi cu 5% față de cea indicată pe condensator. Poate funcționa la frecvențe de până la 100KHz.

Un condensator este o rețea cu două terminale cu un anumit sau valoare variabilă capacitate și conductivitate scăzută; un dispozitiv pentru acumularea sarcinii și energiei unui câmp electric.

Un condensator este o componentă electronică pasivă. În forma sa cea mai simplă, designul constă din doi electrozi în formă de placă (numiți plăci) separați de un dielectric a cărui grosime este mică în comparație cu dimensiunea plăcilor. Condensatoarele utilizate practic au multe straturi de electrozi dielectrici și multistrat, sau benzi de dielectric și electrozi alternanți, rulate într-un cilindru sau paralelipiped cu patru margini rotunjite (datorită înfășurării).

Primul design prototip al condensatorului electric „Bocan Leyden” a fost inventat în 1745, la Leiden, de canonicul german Ewald Jürgen von Kleist și, independent de acesta, de fizicianul olandez Pieter van Musschenbroeck.

Condensator într-un circuit curent continuu poate conduce curentul în momentul în care este conectat la circuit (condensatorul este încărcat sau reîncărcat la sfârșitul procesului de tranziție, nu trece curent prin condensator, deoarece plăcile sale sunt separate de un dielectric); În lanț curent alternativ conduce oscilații de curent alternativ prin reîncărcarea ciclică a condensatorului, închizându-se cu așa-numitul curent de polarizare.

Frecvența de rezonanță a condensatorului este: f R = 1/ (2∏ ∙ √ L cu ∙ C ) .

La f > fp Un condensator dintr-un circuit de curent alternativ se comportă ca un inductor. Prin urmare, este recomandabil să utilizați un condensator numai la frecvențe f< fp , unde rezistența sa este de natură capacitivă. De obicei, frecvența maximă de funcționare a unui condensator este de aproximativ 2-3 ori mai mică decât frecvența de rezonanță.

Condensatoare domestice nepolare:

Pe electric scheme de circuite Capacitatea nominală a condensatoarelor este de obicei indicată în microfaradi (1 μF = 1 10 6 pF = 1 10 −6 F) și picofaradi, dar adesea în nanofaradi (1 nF = 1 10 −9 F). Cu o capacitate de cel mult 0,01 μF, capacitatea condensatorului este indicată în picofarads, în timp ce este permis să nu se indice unitatea de măsură, adică postfixul „pF” este omis. Când indicați capacitatea nominală a unei capacități în alte unități, indicați unitatea de măsură. Pentru condensatoarele electrolitice, precum și pentru condensatoarele de înaltă tensiune, în diagrame, după desemnarea capacității, tensiunea maximă de funcționare a acestora este indicată în volți (V) sau kilovolți (kV). De exemplu: „10 µF x 10 V”. Pentru condensatoarele variabile, indicați intervalul de modificare a capacității, de exemplu: „10 - 180”.

Parametrii principali ai condensatorilor:

1. Principala caracteristică a unui condensator este sa capacitate, care caracterizează capacitatea condensatorului de a se acumula incarcare electrica. Denumirea unui condensator indică valoarea capacității nominale, în timp ce capacitatea reală poate varia semnificativ în funcție de mulți factori. Capacitate reală a unui condensator determină proprietățile sale electrice. Deci, conform definiției capacității, sarcina de pe placă este proporțională cu tensiunea dintre plăci. Valorile tipice ale capacității variază de la unități de picofarad la mii de microfarad. Cu toate acestea, există condensatori (ionistori) cu o capacitate de până la zeci de farazi.
2. Condensatorii sunt de asemenea caracterizați capacitate specifică- raportul dintre capacitatea și volumul (sau masa) dielectricului. Valoarea maximă a capacității specifice este atinsă la grosimea minima dielectric, dar acest lucru îi reduce tensiunea de defalcare.
3. Densitatea energiei condensatorul electrolitic depinde de proiecta. Densitatea maximă se atinge la condensatoare mari, unde masa corpului este mică în comparație cu masa plăcilor și a electrolitului.
4. Altele, nu mai puțin caracteristică importantă condensatoare este Tensiune nominală- valoarea tensiunii indicată pe condensatorul la care poate funcționa conditii date pe durata de viață menținând parametrii în limite acceptabile. Tensiunea nominală depinde de proiectarea condensatorului și de proprietățile materialelor utilizate. În timpul funcționării, tensiunea de pe condensator nu trebuie să depășească tensiunea nominală. Pentru multe tipuri de condensatoare, tensiunea admisă scade odată cu creșterea temperaturii, ceea ce este asociat cu o creștere a vitezei termice a purtătorilor de sarcină și, în consecință, cu o scădere a cerințelor pentru formarea defecțiunii electrice.
5. Polaritate. Mulți condensatori dielectrici (electrolitici) de oxid funcționează numai atunci când polaritatea tensiunii este corectă datorită caracteristicilor chimice ale interacțiunii electrolitului cu dielectricul. Când polaritatea tensiunii este inversată, condensatoarele electrolitice de obicei eșuează din cauza distrugerii chimice a dielectricului cu o creștere ulterioară a curentului, fierberea electrolitului în interior și, ca urmare, posibilitatea de explozie a carcasei.

Denumirea pe diagrame:

Clasificarea principală a condensatoarelor se bazează pe tipul de dielectric din condensator. Tipul dielectricului determină principalii parametri electrici ai condensatorilor: rezistența de izolație, stabilitatea capacității, cantitatea de pierderi etc.

Pe baza tipului de dielectric se disting:

1. Condensatoare de vid (există un vid între plăci).
2. Condensatoare cu dielectric gazos.
3. Condensatoare cu dielectric lichid.
4. Condensatoare solide dielectric organic: sticlă (sticlă-smalț, sticlă-ceramică, sticlă-film), mica, ceramică, pelicule anorganice în strat subțire.
5. Condensatori cu un dielectric organic solid: hârtie, metal-hârtie, film, combinat - hârtie-film, filme sintetice organice în strat subțire.
6. Condensatoare semiconductoare electrolitice și oxidice. Astfel de condensatoare diferă de toate celelalte tipuri în primul rând prin capacitatea lor specifică mare. Un strat de oxid pe un anod metalic este folosit ca dielectric. A doua placă (catod) este fie un electrolit (în condensatoarele electrolitice), fie un strat semiconductor (în condensatoarele cu semiconductori de oxid) depus direct pe stratul de oxid. Anodul este realizat, in functie de tipul condensatorului, din folie de aluminiu, niobiu sau tantal sau pulbere sinterizata. Timpul dintre defecțiunile unui condensator electrolitic tipic este de 3000-5000 de ore la temperatura maximă admisă, condensatoare de calitate au un MTBF de cel puțin 8000 de ore la o temperatură de 105°C. Temperatura de funcționare este principalul factor care afectează durata de viață a unui condensator. Dacă încălzirea condensatorului este nesemnificativă din cauza pierderilor în dielectric, plăci și cabluri (de exemplu, atunci când se utilizează în circuite de temporizare la curenți scăzuti sau ca circuite de separare), se poate presupune că rata de eșec este înjumătățită odată cu scăderea Temperatura de Operare pentru fiecare 10 °C până la +25 °C. Condensatoare solide- in locul unui electrolit lichid traditional se foloseste un polimer organic conductiv special sau un semiconductor organic polimerizat. MTBF ~50.000 ore la 85°C. ESR este mai mic decât cel al electroliticilor lichidi și depinde slab de temperatură. Nu explodează.

Condensator de vid:

În plus, condensatorii diferă în capacitatea de a-și schimba capacitatea:

1. Condensatorii permanenți sunt clasa principală de condensatoare care nu își modifică capacitatea (cu excepția perioadei de viață).
2. Condensatoarele variabile sunt condensatoare care permit schimbarea capacității în timpul funcționării echipamentului. Containerul poate fi controlat mecanic, tensiune electrică(variconde, varicaps) și temperatură (condensatoare termice). Ele sunt utilizate, de exemplu, în receptoarele radio pentru a regla frecvența unui circuit rezonant.
3. Condensatoarele trimmer sunt condensatoare a căror capacitate se modifică în timpul ajustării unice sau periodice și nu se modifică în timpul funcționării echipamentului. Ele sunt utilizate pentru reglarea și nivelarea capacităților inițiale ale circuitelor de împerechere, pentru reglarea și reglarea periodică a circuitelor de circuit în care este necesară o ușoară modificare a capacității.

Două condensatoare electrolitice din hârtie din 1930:

În funcție de scopul lor, condensatoarele pot fi împărțite în condensatoare generale și condensatoare generale. motiv special. Condensatoare scop general sunt utilizate în aproape majoritatea tipurilor și claselor de echipamente. În mod tradițional, acestea includ cele mai comune condensatoare de joasă tensiune, care nu sunt supuse unor cerințe speciale. Toți ceilalți condensatori sunt speciali. Acestea includ condensatoare de înaltă tensiune, puls, suprimare a zgomotului, dozimetrică, pornire și alte condensatoare.

Condensator argintiu pentru audio.

Condensatorii se disting și prin forma plăcilor lor:

S-au scris multe despre condensatori, merită să mai adăugați câteva mii de cuvinte la milioanele care există deja? O sa-l adaug! Cred că prezentarea mea va fi utilă. La urma urmei, se va face ținând cont.

Ce este un condensator electric

Vorbind în rusă, un condensator poate fi numit „dispozitiv de stocare”. Este și mai clar așa. Mai mult, exact așa este tradus acest nume în limba noastră. O sticlă poate fi numită și condensator. Numai că acumulează lichid în sine. Sau o geantă. Da, o geantă. Se pare că este și un dispozitiv de stocare. Acumulează tot ce punem acolo. Ce legatura are condensatorul electric cu el? Este la fel ca un pahar sau o pungă, dar acumulează doar o sarcină electrică.

Imaginează-ți imaginea: trece un lanț electricitate, pe drum sunt rezistente, conductori si, bam, a aparut un condensator (sticlă). Ce se va intampla? După cum știți, curentul este un flux de electroni și fiecare electron are o sarcină electrică. Astfel, când cineva spune că un curent trece printr-un circuit, îți imaginezi milioane de electroni care curg prin circuit. Acești electroni se acumulează atunci când un condensator apare în calea lor. Cu cât punem mai mulți electroni în condensator, cu atât sarcina acestuia va fi mai mare.

Se pune întrebarea: câți electroni pot fi acumulați în acest fel, câți vor încăpea în condensator și când va „obține suficient”? Să aflăm. Foarte des, pentru o explicație simplificată a proceselor electrice simple, se folosește o comparație cu apă și țevi. Să folosim și această abordare.

Imaginează-ți o conductă prin care curge apa. La un capăt al conductei se află o pompă care pompează cu forță apă în această conductă. Apoi puneți mental o membrană de cauciuc peste țeavă. Ce se va intampla? Membrana va începe să se întindă și să se încordeze sub influența presiunii apei din conductă (presiunea creată de pompă). Se va întinde, întinde, întinde și, în cele din urmă, forța elastică a membranei fie va echilibra forța pompei și fluxul de apă se va opri, fie membrana se va rupe (dacă acest lucru nu este clar, atunci imaginați-vă balon, care va sparge dacă este pompat prea mult)! Același lucru se întâmplă și în condensatoare electrice. Doar acolo, în loc de membrană, se folosește un câmp electric, care crește pe măsură ce condensatorul este încărcat și echilibrează treptat tensiunea sursei de alimentare.

Astfel, condensatorul are o anumită sarcină limitativă pe care o poate acumula și, după depășirea acesteia, va apărea defalcare dielectrică a unui condensator se va rupe și va înceta să mai fie un condensator. Probabil este timpul să vă spunem cum funcționează un condensator.

Cum funcționează un condensator electric?

La școală ți-au spus că un condensator este un lucru care constă din două plăci și un gol între ele. Aceste plăci au fost numite plăci de condensator și firele au fost conectate la ele pentru a furniza tensiune la condensator. Deci condensatoarele moderne nu sunt foarte diferite. Toate au și plăci și există un dielectric între plăci. Datorită prezenței unui dielectric, caracteristicile condensatorului sunt îmbunătățite. De exemplu, capacitatea sa.

Condensatoarele moderne folosesc diferite tipuri de dielectrici (mai multe despre aceasta mai jos), care sunt înfundate între plăcile condensatorului în cele mai sofisticate moduri pentru a atinge anumite caracteristici.

Principiul de funcționare

Principiul general de funcționare este destul de simplu: se aplică tensiune și se acumulează sarcina. Procesele fizice care au loc acum nu ar trebui să te intereseze prea mult, dar dacă vrei, poți citi despre asta în orice carte de fizică din secțiunea electrostatică.

Condensator în circuit DC

Dacă plasăm condensatorul nostru într-un circuit electric (Fig. de mai jos), conectăm un ampermetru în serie cu acesta și aplicăm curent continuu circuitului, acul ampermetrului se va zvâcni scurt, apoi va îngheța și va afișa 0A - nici un curent în circuit. Ce s-a întâmplat?

Vom presupune că înainte ca curentul să fie aplicat circuitului, condensatorul a fost gol (descărcat), iar când a fost aplicat curent, a început să se încarce foarte repede, iar când a fost încărcat (câmpul electric dintre plăcile condensatorului a echilibrat sursă de alimentare), apoi curentul s-a oprit (iată un grafic al încărcării condensatorului).

Acesta este motivul pentru care se spune că un condensator nu permite trecerea curentului continuu. De fapt, trece, dar pentru un timp foarte scurt, care poate fi calculat folosind formula t = 3*R*C (Timpul de încărcare a condensatorului la 95% din volumul nominal. R este rezistența circuitului, C este capacitatea condensatorului) Acesta este modul în care condensatorul se comportă într-un curent de circuit DC. Se comportă complet diferit într-un circuit variabil!

Condensator în circuitul de curent alternativ

Ce este curentul alternativ? Acesta este momentul în care electronii „fug” mai întâi acolo, apoi înapoi. Acestea. direcția mișcării lor se schimbă tot timpul. Apoi, dacă curentul alternativ trece prin circuitul cu condensatorul, atunci fie o sarcină „+”, fie o sarcină „-” se va acumula pe fiecare dintre plăcile sale. Acestea. Curentul AC va curge efectiv. Aceasta înseamnă că curentul alternativ curge „neobstrucționat” prin condensator.

Acest întreg proces poate fi modelat folosind metoda analogiilor hidraulice. Imaginea de mai jos arată un analog al unui circuit de curent alternativ. Pistonul împinge lichidul înainte și înapoi. Acest lucru face ca rotorul să se rotească înainte și înapoi. Se dovedește a fi un flux alternativ de lichid (citim curent alternativ).

Să plasăm acum un condensator medel sub forma unei membrane între sursa de forță (piston) și rotor și să analizăm ce se va schimba.

Se pare că nimic nu se va schimba. Așa cum lichidul a efectuat mișcări oscilatorii, tot așa continuă, așa cum rotorul a oscilat din această cauză, așa va continua să oscileze. Aceasta înseamnă că membrana noastră nu este un obstacol în calea debitului variabil. Același lucru va fi valabil și pentru un condensator electronic.

Cert este că, deși electronii care circulă într-un lanț nu traversează dielectricul (membrana) dintre plăcile condensatorului, în afara condensatorului mișcarea lor este oscilativă (înainte și înapoi), adică. curge de curent alternativ. Eh!

Astfel, condensatorul trece curentul alternativ și blochează curentul continuu. Acest lucru este foarte convenabil atunci când trebuie să eliminați componenta DC din semnal, de exemplu, la ieșirea/intrarea unui amplificator audio sau când trebuie doar să vizionați parte variabilă semnal (ondulare la ieșirea unei surse de tensiune constantă).

Reactanța condensatorului

Condensatorul are rezistenta! În principiu, acest lucru ar putea fi presupus din faptul că curentul continuu nu trece prin el, de parcă ar fi un rezistor cu o rezistență foarte mare.

Un curent alternativ este o altă problemă - trece, dar experimentează rezistență de la condensator:

f - frecvența, C - capacitatea condensatorului. Dacă te uiți cu atenție la formulă, vei vedea că dacă curentul este constant, atunci f = 0 și apoi (fie ca matematicienii militanti să mă ierte!) X c = infinit.Și nu există curent continuu prin condensator.

Dar rezistența la curentul alternativ se va modifica în funcție de frecvența sa și de capacitatea condensatorului. Cu cât frecvența curentului și capacitatea condensatorului sunt mai mari, cu atât rezistă mai puțin la acest curent și invers. Cu cât tensiunea se schimbă mai repede
tensiune, cu cât curentul prin condensator este mai mare, acest lucru explică scăderea Xc cu creșterea frecvenței.

Apropo, o altă caracteristică a condensatorului este că nu eliberează putere și nu se încălzește! Prin urmare, uneori este folosit pentru a amortiza tensiunea acolo unde rezistorul ar fuma. De exemplu, pentru a reduce tensiunea rețelei de la 220V la 127V. Și mai departe:

Curentul dintr-un condensator este proporțional cu viteza tensiunii aplicate la bornele acestuia

Unde se folosesc condensatoarele?

Da, oriunde sunt necesare proprietățile lor (nepermiterea trecerii curentului continuu, capacitatea de a acumula energie electrică și de a le modifica rezistența în funcție de frecvență), în filtre, în circuite oscilatorii, în multiplicatori de tensiune etc.

Ce tipuri de condensatoare există?

Industria produce multe tipuri diferite de condensatoare. Fiecare dintre ele are anumite avantaje și dezavantaje. Unele au un curent de scurgere redus, altele au o capacitate mare, iar altele au altceva. În funcție de acești indicatori, condensatorii sunt selectați.

Radioamatorii, în special începătorii ca noi, nu se chinuie prea mult și pariază pe ceea ce pot găsi. Cu toate acestea, ar trebui să știți ce tipuri principale de condensatoare există în natură.

Imaginea arată o separare foarte convențională a condensatoarelor. L-am compilat după gustul meu și îmi place pentru că se vede imediat dacă există condensatoare variabile ce sunt acolo condensatoare permanenteși ce dielectrici sunt utilizați în condensatoarele obișnuite. În general, tot ce are nevoie un radioamator.

Au curent de scurgere redus, dimensiuni mici, inductanță scăzută și sunt capabile să funcționeze la frecvențe înalte și în circuite de curent continuu, pulsatoriu și alternativ.

Sunt produse într-o gamă largă de tensiuni și capacități de funcționare: de la 2 la 20.000 pF și, în funcție de proiectare, suportă tensiuni de până la 30 kV. Dar cel mai adesea veți găsi condensatoare ceramice cu tensiuni de funcționare de până la 50V.

Sincer, nu știu dacă vor fi eliberați acum. Dar anterior, mica era folosită ca dielectric în astfel de condensatoare. Iar condensatorul în sine a constat dintr-un pachet de plăci de mică, pe fiecare dintre care plăci erau aplicate pe ambele părți, apoi astfel de plăci erau colectate într-un „pachet” și ambalate într-o carcasă.

De obicei, aveau o capacitate de câteva mii până la zeci de mii de picoforad-uri și funcționau într-un interval de tensiune de la 200 V la 1500 V.

Condensatoare de hârtie

Astfel de condensatoare au hârtie de condensator ca dielectric și benzi de aluminiu ca plăci. Fâșii lungi de folie de aluminiu cu o fâșie de hârtie prinsă între ele sunt rulate și ambalate într-o carcasă. Asta e trucul.

Astfel de condensatoare au capacități care variază de la mii de picoforad-uri la 30 de microforad-uri și pot rezista la tensiuni de la 160 la 1500 V.

Se zvonește că acum sunt apreciați de audiofili. Nu sunt surprins - au și fire conductoare cu o singură față...

În principiu, condensatoare obișnuite cu poliester ca dielectric. Gama de capacități este de la 1 nF la 15 mF la o tensiune de funcționare de la 50 V la 1500 V.

Acest tip de condensator are două avantaje incontestabile. În primul rând, pot fi făcute cu o toleranță foarte mică de doar 1%. Deci, dacă spune 100 pF, atunci capacitatea sa este de 100 pF +/- 1%. Și al doilea este că tensiunea lor de funcționare poate ajunge până la 3 kV (și capacitatea de la 100 pF la 10 mF)

Condensatoare electrolitice

Acești condensatori diferă de toți ceilalți prin faptul că pot fi conectați numai la un circuit de curent continuu sau pulsatoriu. Sunt polari. Au un plus și un minus. Acest lucru se datorează designului lor. Și dacă un astfel de condensator este pornit invers, cel mai probabil se va umfla. Și înainte au explodat și ei vesele, dar nesigure. Există condensatoare electrolitice din aluminiu și tantal.

Condensatoarele electrolitice din aluminiu sunt proiectate aproape ca niște condensatoare de hârtie, singura diferență fiind că plăcile unui astfel de condensator sunt hârtie și benzi de aluminiu. Hârtia este impregnată cu electrolit, iar pe banda de aluminiu se aplică un strat subțire de oxid, care acționează ca un dielectric. Dacă aplicați curent alternativ unui astfel de condensator sau îl întoarceți pe polaritățile de ieșire, electrolitul va fierbe și condensatorul va eșua.

Condensatorii electrolitici au o capacitate destul de mare, motiv pentru care sunt, de exemplu, adesea folosiți în circuitele redresoare.

Probabil asta e tot. Lăsați în culise sunt condensatori cu un dielectric din policarbonat, polistiren și probabil multe alte tipuri. Dar cred că acest lucru va fi de prisos.

Va urma...

În partea a doua am de gând să arăt exemple de utilizări tipice ale condensatorilor.

În magazinele de electricitate, condensatoarele pot fi văzute cel mai adesea sub forma unui cilindru, în interiorul căruia există multe benzi de plăci și dielectrice.

Condensator - ce este?

Un condensator face parte dintr-un circuit electric format din 2 electrozi care sunt capabili să acumuleze, să focalizeze sau să transmită curent către alte dispozitive. Din punct de vedere structural, electrozii sunt plăci de condensatoare cu sarcini opuse. Pentru ca dispozitivul să funcționeze, între plăci este plasat un dielectric - element care împiedică atingerea celor două plăci.

Definiția condensatorului provine din cuvântul latin „condenso”, care înseamnă compactare, concentrare.

Elementele pentru lipirea recipientelor sunt folosite pentru transportul, măsurarea, redirecționarea și transmiterea energiei electrice și a semnalelor.

Unde se folosesc condensatoarele?

Fiecare radioamator începător își pune adesea întrebarea: pentru ce este un condensator? Începătorii nu înțeleg de ce este nevoie și cred în mod eronat că poate înlocui complet o baterie sau o sursă de alimentare.

Toate dispozitivele radio includ condensatori, tranzistori și rezistențe. Aceste elemente alcătuiesc o placă sau un modul întreg în circuite cu valori statice, ceea ce face din acesta baza oricărui aparat electric, de la un mic fier de călcat până la dispozitive industriale.

Utilizarea condensatoarelor este cel mai adesea observată ca:

1. Element de filtru pentru interferențe de înaltă și joasă frecvență;
2. Niveluri de supratensiuni bruște în curent alternativ, precum și pentru statică și tensiune pe condensator;
3. Egalizator de ondulare de tensiune.

Scopul condensatorului și funcțiile sale sunt determinate de scopurile de utilizare:

1. Scop general. Acesta este un condensator, al cărui design conține doar elemente de joasă tensiune situate pe plăci de circuite mici, de exemplu, dispozitive precum o telecomandă pentru televizor, radio, fierbător etc.;
2. Tensiune înaltă. Condensatorul din circuitul DC susține producția și sisteme tehnice sub tensiune înaltă;
3. Puls. Capacitive generează o supratensiune ascuțită și o furnizează panoului de recepție al dispozitivului;
4. Lansatoare. Folosit pentru lipirea acelor dispozitive care sunt concepute pentru a porni, a porni/opri dispozitive, de exemplu, o telecomandă sau o unitate de control;
5. Suprimarea zgomotului. Condensatorul din circuitul AC este utilizat în echipamentele de satelit, televiziune și militar.

Tipuri de condensatoare

Designul condensatorului este determinat de tipul de dielectric. Vine în următoarele tipuri:

1. Lichid. Dielectricul în formă lichidă este rar; acest tip este utilizat în principal în industrie sau pentru dispozitive radio;
2. Vid. Nu există dielectric în condensator, ci în schimb există plăci într-o carcasă etanșă;
3. Gazos. Bazat pe interacțiune reacții chimiceși este utilizat pentru producția de echipamente frigorifice, linii de producție și instalații;
4. Condensator electrolitic. Principiul se bazează pe interacțiunea dintre un anod metalic și un electrod (catod). Stratul de oxid al anodului este partea semiconductoare, drept urmare acest tip de element de circuit este considerat cel mai productiv;
5. Organic. Dielectricul poate fi hârtie, film etc. Nu este capabil să acumuleze, ci doar să niveleze ușor supratensiunile;
6. Combinate. Aceasta include hârtia metalică, filmul de hârtie etc. Eficiența crește dacă dielectricul conține o componentă metalică;
7. Anorganic. Cele mai comune sunt sticla și ceramica. Utilizarea lor este determinată de durabilitate și rezistență;
8. Anorganic combinat. Film de sticlă, precum și email de sticlă, care au proprietăți excelente de nivelare.

Tipuri de condensatoare

Elementele plăcii radio diferă prin tipul de schimbare a capacității:

1. Permanent. Elemente suport capacitate constantă tensiune până la sfârșitul întregii perioade de valabilitate. Acest tip cel mai comun și universal, deoarece este potrivit pentru realizarea oricărui tip de dispozitiv;
2. Variabile. Au capacitatea de a modifica volumul recipientului atunci când se utilizează un reostat, varicap sau când se schimbă temperatura. Metoda mecanică care utilizează un reostat implică lipirea element suplimentar la placă, în timp ce atunci când utilizați un varicond, se modifică doar cantitatea de tensiune de intrare;
3. Trimmere. Sunt cel mai flexibil tip de condensator, cu care puteți crește rapid și eficient debitului sisteme cu reconstrucție minimă.

Principiul de funcționare al unui condensator

Să vedem cum funcționează un condensator atunci când este conectat la o sursă de alimentare:

1. Acumularea încărcăturii. Când este conectat la rețea, curentul este direcționat către electroliți;
2. Particulele încărcate sunt distribuite pe placă în funcție de sarcina lor: cele negative - în electroni și cele pozitive - în ioni;
3. Dielectricul servește ca o barieră între cele două plăci și împiedică amestecarea particulelor.

Capacitatea unui condensator este determinată prin calcularea raportului dintre sarcina unui conductor și puterea sa potențială.

Important! Dielectricul este, de asemenea, capabil să elimine tensiunea rezultată de pe condensator în timpul funcționării dispozitivului.

Caracteristicile condensatorului

Caracteristicile sunt împărțite în mod convențional în puncte:

1. Valoarea abaterii. Înainte de a intra în magazin, fiecare condensator trebuie să fie supus unei serii de teste pe linia de producție. După testarea fiecărui model, producătorul indică intervalul de abateri admise de la valoarea inițială;
2. Valoarea tensiunii. În mare parte sunt utilizate elemente cu o tensiune de 12 sau 220 de volți, dar există și 5, 50, 110, 380, 660, 1000 și mai mulți volți. Pentru a evita arderea condensatorului și defecțiunea dielectrică, cel mai bine este să achiziționați un element cu rezervă de tensiune;
3. Temperatura admisa. Acest parametru foarte important pentru dispozitive mici, care funcționează dintr-o rețea de 220 de volți. De regulă, cu cât tensiunea este mai mare, cu atât nivelul este mai mare temperatura admisa pentru munca. Parametrii de temperatură sunt măsurați cu ajutorul unui termometru electronic;
4. Disponibilitatea curentului continuu sau alternativ. Poate unul dintre cei mai importanți parametri, deoarece performanța echipamentului proiectat depinde complet de aceasta;
5. Numărul de faze. În funcție de complexitatea dispozitivului, pot fi utilizați condensatoare monofazate sau trifazate. Pentru a conecta direct un element, este suficient unul monofazat, dar dacă placa este un „oraș”, atunci se recomandă utilizarea unui element trifazat, deoarece distribuie sarcina mai ușor.

De ce depinde capacitatea?

Capacitatea condensatorului depinde de tipul dielectricului și este indicată pe carcasă, măsurată în uF sau uF. Acesta variază de la 0 la 9.999 pF în picofaradi, în timp ce în microfarade variază de la 10.000 pF la 9.999 µF. Aceste caracteristici sunt specificate în standardul de stat GOST 2.702.

Notă! Cum capacitate mai mare electroliți, acelea mai mult timpîncărcare etc. taxa mai mare dispozitivul va putea transmite.

Cu cât sarcina sau puterea dispozitivului este mai mare, cu atât timpul de descărcare este mai scurt. În acest caz, rezistența joacă un rol important, deoarece cantitatea de flux electric de ieșire depinde de aceasta.

Partea principală a condensatorului este dielectricul. Are următorul număr de caracteristici care afectează puterea echipamentului:

1. Resiztenta izolarii. Aceasta include atât izolația interioară, cât și cea externă realizată din polimeri;
2. Tensiune maximă. Dielectricul determină cât de multă tensiune este capabil să stocheze sau să transmită condensatorul;
3. Cantitatea de energie pierdută. Depinde de configurația dielectricului și de caracteristicile acestuia. De obicei, energia se disipează treptat sau în rafale ascuțite;
4. Nivel de capacitate. Pentru ca un condensator să stocheze o cantitate mică de energie fără perioadă lungă de timp, este necesar ca acesta sa mentina un volum constant de capacitate. Cel mai adesea, eșuează tocmai din cauza incapacității de a trece o anumită cantitate de tensiune;

Bine de stiut! Abrevierea „AC” situată pe corpul elementului înseamnă Tensiune AC. Tensiunea acumulată pe condensator nu poate fi utilizată sau transmisă - trebuie stinsă.

Proprietățile condensatorului

Condensatorul acționează ca:

1. Bobina inductivă. Să ne uităm la un exemplu bec obișnuit: Se va aprinde numai dacă îl conectați direct la o sursă de curent alternativ. Acest lucru duce la regula că, cu cât capacitatea este mai mare, cu atât fluxul luminos al becului este mai puternic;
2. Încărcați stocarea. Proprietățile îi permit să se încarce și să se descarce rapid, creând astfel un impuls puternic cu rezistență scăzută. Folosit pentru producție tipuri variate acceleratoare, instalatii laser, blițuri electrice etc.;
3. Bateria a primit încărcare. Element puternic este capabil să mențină porțiunea de curent primită pentru o perioadă lungă de timp, în timp ce poate servi ca adaptor pentru alte dispozitive. Comparat cu baterie, condensatorul își pierde o parte din încărcare în timp și, de asemenea, nu este capabil să găzduiască un volum mare de energie electrică, de exemplu, la scară industrială;
4. Încărcarea motorului electric. Conexiunea se face prin a treia bornă (tensiunea de funcționare a condensatorului este de 380 sau 220 de volți). Mulțumită tehnologie nouă, a devenit posibil de utilizat motor trifazat(cu o rotație de fază de 90 de grade), când se utilizează o rețea standard;
5. Dispozitive compensatoare. Folosit în industrie pentru stabilizare energie reactivă: o parte din puterea de intrare este dizolvată și la ieșirea din condensator este reglată la un anumit volum.

Video