Электрические конденсаторы: Электрические конденсаторы: характеристики, классификация, применение

-12 Ф/м..

• Полярность конденсатора;

• Номинальное напряжение;

• Удельная емкость и другие.

Величина емкости конденсатора зависит от

• Площадь пластин. Это понятно из формулы: емкость прямо пропорциональна заряду. Естественно, увеличив площадь обкладок, получаем большее количество заряда.

• Расстояния между обкладками. Чем они ближе расположены, тем больше напряженность получаемого электрического поля.

Содержание

Устройство конденсатора

Наиболее распространенные конденсаторы — это плоские и цилиндрические. Плоские состоят из пластин, удаленных друг от
друга на небольшое расстояние. Цилиндрические, собираются при помощи цилиндров равной длины и разного диаметра. Все конденсаторы, в принципе, устроены одинаково. Разница, в основном, в том, какой материал используется в качестве диэлектрика. По типу диэлектрической среды и классифицируют конденсаторы, которые бывают жидкими, вакуумными, твердыми, воздушными.

Как заряжается и разряжается конденсатор?

При подключении к источнику постоянного тока, обкладки конденсатора заряжаются, одна приобретает положительный потенциал, а другая отрицательный. Между обкладками противоположные по знаку, но равные по значению, электрические заряды создают электрическое поле. Когда напряжения станут одинаковыми и на обкладках, и на источнике подаваемого тока, движение электронов прекратится и зарядка конденсатора закончится. Определенный промежуток времени конденсатор сохраняет заряды и выполняет функции автономного источника электроэнергии. В таком состоянии он может находиться достаточно долгое время. Если вместо источника, включить в цепь резистор, то конденсатор разрядится на него.

Процессы, происходящие в конденсаторе

При подключении прибора к переменному или постоянному току в нем будут происходить разные процессы. Постоянный ток не пойдет по цепи с конденсатором. Так как между его обкладками находится диэлектрик, цепь фактически разомкнута.

Переменный ток, за счет того что периодически меняет направление, может проходить через конденсатор. При этом происходит периодический разряд и заряд конденсатора. На протяжении первой четверти периода заряд идет до максимума, в нем запасается электроэнергия, в следующую четверть конденсатор разряжается и электрическая энергия возвращается обратно в сеть. В цепи переменного тока, конденсатор обладает кроме активного сопротивления, еще и реактивной составляющей. Кроме того, в конденсаторе, ток опережает напряжение на 90 градусов, это важно учитывать, при построении векторных диаграмм.

Применение

Конденсаторы используются в радиотехнике, электронике, автоматике. Конденсатор –незаменимый элемент, который применяется во многих отраслях электротехники, на предприятиях, в научных разработках. Как пример, при необходимости, выступает в качестве разделителя токов: переменного и постоянного, применяется в конденсаторных установках, если необходимо компенсировать реактивную мощность, применяется как накопитель электричества в электросетях.

Советуем прочесть — Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Просмотров:

Конденсаторы в энергетике | Силовые электрические конденсаторы

Страница 21 из 26

ПРИМЕНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ. КОНДЕНСАТОРНЫЕ УСТАНОВКИ И БАТАРЕИ

При передаче электрической энергии от места ее получения — электрической станции — к потребителю в линиях электропередачи (ЛЭП), распределительных сетях и связанных с ними устройствах теряется в общей сложности более 15% всей вырабатываемой энергии и вопрос снижения потерь приобретает важное экономическое значение. Значительную долю в них составляют потери, обусловленные протеканием реактивного (индуктивного) тока, что, помимо прочего, снижает также устойчивость работы энергосистемы. Снижение его потребления от генератора генерированием реактивной мощности у потребителя является основным путем повышения экономичности энергосистемы и надежности ее работы, а также улучшения качества электрической энергии.

Генерирование реактивной мощности у потребителя обычно называют компенсацией реактивной мощности, а наиболее удобным и экономичным источником ее являются конденсаторы, выполняющие функцию энергосберегающего оборудования. В условиях промышленного предприятия конденсаторы, используемые для этих целей, обычно комплектуются в виде небольших батарей, называемых конденсаторными установками. В табл. 19.1 приведены значения реактивной мощности на 1 кВт установленной, которые должны быть подключены для повышения коэффициента мощности от его фактического значения cosфi до требуемого cosф2.
Конденсаторы как источники реактивной мощности используются не только в сетях промышленной частоты, но также и на других частотах, как, например, в электротермических установках на частоты 0,5—10 кГц для нагрева металлов под ковку, штамповку и для закалки, для плавки металлов и некоторых других веществ.

По мере развития ЛЭП, увеличения их протяженности и оснащения автоматикой возникла необходимость в цепях управления ею и в оперативной связи, для чего стали использовать провода самой ЛЭП.

Подключение к ЛЭП устройств связи и управления производится с помощью специальных конденсаторов связи, подключающих их непосредственно к фазе ЛЭП и являющихся частью ее оборудования (рис. 19.1).

cos ф	cos ф (желаемый)
cos ф	0,84	0,86	0.88	0,90	0,92	0,94	0,96	0.98	1,00
0,50	1,09	1,14	1,20	1.25	1.31	1,37	1,44	1,53	1,75
0,52	1,00	1,05	1,06	1,11	1,16	1,22	1,28	1,44	1,64
0,54	0,92	0,97	1,02	1,08	1,14	1,20	1. 27	1,36	1,56
0,56	0,84	0,89	0,94	1,00	1,05	1,12	1,19	1,28	1,48
0,58	0.76	0,81	0,87	0,92	0,98	1,02	1.11	1,20	1,41
0,60	0,69	0,74	0,80	0,85	0.91	0,97	1,04	1,13	1.33
0,62	0,62	0,67	0,72	0,78	0,84	0,89	0,97	1,06	1,27
0,64	0,56	0,61	0,67	0,72	0,78	0,84	0. 91	1,00	1,20
0,66	0,49	0,55	0,60	0,66	0,71	0,78	0,85	0,94	1,14
0,68	0,43	0,49	0,54	0,60	0,65	0,72	0,79	0,88	1,08
0,70	0,38	0,43	0,49	0,54	0,60	0,66	0,73	0,82	1,02
0,72	0,32	0,37	0,32	0,48	0,54	0,67	0,67	0,76	0,97
0,74	0,26	0,33	0,37	0,43	0,48	0,55	0. 62	0,71	0,91
0,76	0,21	0,28	0,32	0,37	0,43	0,50	0,56	0,65	0,86
0,78	0,16	0,21	0,27	0,32	0,38	0,44	0,51	0,60	0,80
0,80	0,10	0,16	0,21	0,27	0,33	0,39	0,46	0,55	0,75
0,82	0,05	0,10	0,16	0,22	0,27	0,33	0.40	0,49	0.70
0,84	…	0,05	0,10	0,16	0,22	0,28	0,35	0,44	0,65
0,86	—	—	0,06	0,11	0,17	0,23	0,30	0,39	0,59
0,88	—		—	0,06	0,11	0,17	0,25	0,33	0,54
0,90	—	—	—	—	0,06	0,12	0,17	0,25	0,48
0,92	—	—	—	—	—	0,06	0,13	0,22	0,43
0,94	—		—	—	—	—	0. 07	0,16	0,36

На основе этих конденсаторов разработано устройство отбора небольших мощностей непосредственно от ЛЭП (рис. 19.2), а также измерительное устройство — конденсаторный трансформатор напряжения класса точности 0,5—для измерения напряжения ЛЭП. Конденсаторы аналогичной конструкции используются в высоковольтных выключателях с большим числом последовательных разрывных промежутков для выравнивания на них напряжения. Конденсаторные батареи широко используются в ЛЭП переменного тока. Они включаются или параллельно (шунтовые), или последовательно в рассечку ЛЭП (сериесные) и служат для повышения передаваемой мощности по ЛЭП и повышения устойчивости работы энергосистемы. Для комплектации шунтовых батарей промышленностью выпускаются стандартные блоки.
Для передачи больших мощностей на дальние расстояния помимо переменного тока высокого напряжения используется также и постоянный ток.

Рис. 19.1. Принципиальная схема канала высокочастотной связи но ЛЭП;
3— заградитель; КС—конденсатор связи:
ПК— полукомплект высокочастотной связи: Т— телефон

Рис. 19.2. Принципиальная схема отбора мощности от ЛЭП:
КС — конденсатор связи: КОМ — конденсатор отбора мощности: н- нагрузка

Имея ряд преимуществ — развязка по частоте соединяемых энергосистем, снятие проблемы устойчивости параллельной работы, возможность передачи энергии на большие расстояния, отсутствие влияния собственной индуктивности и др.— передача постоянным током требует для своего функционирования и большего объема оборудования, что накладывает определенные ограничения на возможность ее экономически эффективного использования. Большой удельный вес в их оборудовании = около 30% стоимости всей ЛЭП — занимают конденсаторы. Они используются в них в качестве демпфирующих и выравнивающих элементов в преобразовательных устройствах и для комплектации фильтровых и шунтовых батарей как на приемном, так и на передающем концах линии, каждая из которых может иметь по несколько десятков тысяч конденсаторных единиц. На электрифицированном железнодорожном транспорте шунтовые и продольные конденсаторные установки являются составной частью тяговых подстанций. Шунтовые установки служат для компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки, продольные — для повышения и стабилизации напряжения в условиях непрерывно изменяющейся тяговой нагрузки. В поездах метрополитена конденсаторы используются в схемах безреостатного регулирования частоты вращения тяговых двигателей.

Ассортимент выпускаемых промышленностью для различного применения конденсаторов приведен в [19.2].

Конденсаторы электрические — Энциклопедия по машиностроению XXL

Конденсаторы электрические — см. Номинальные емкости Концентраторы напряжений — [c.755]

При включении конденсатора в цепь переменного тока, как и в случае цепи постоянного тока, чере.з диэлектрик, разделяющий обкладки конденсатора, электрические заряды проходить не будут. Но в результате периодически повторяющихся процессов зарядки и разрядки конденсатора в проводах, соединенных с его выводами, появится переменный ток. Лампа накаливания, включенная последовательно с конденсатором в цепь переменного тока, кажется горящей непрерывно, так как человеческий глаз при высокой частоте колебаний силы тока не замечает периодического ослабления свечения нити лампы. [c.243]

Понятие электрической емкости относится также к системе проводников, в частности двух проводников, разделенных тонким слоем диэлектрика,— электрическому конденсатору. Электрическая емкость конденсатора (взаимная емкость его обкладок) [c.115]

Распределение напряженности поля по объему тела позволяет найти внутренние источники тепла, суммарную выделяющуюся мощность и, следовательно, приведенное активное сопротивление, а распределение зарядов на электродах — емкость загруженного конденсатора. Электрическое поле в реальных конструкциях рабочего конденсатора оказывается почти всегда существенно трехмерным, и задача может быть строго решена только численными методами с помощью ЭВМ. Алгоритмы таких расчетов известны. Возможности аналитических методов решения крайне ограничены многомерностью поля и наличием областей с разной диэлектрической проницаемостью. [c. 162]

Вазелин конденсаторный (ГОСТ 5774—76) — однородная мазь от белого до светло-желтого цвета, предназначенная для пропитки и заливки конденсаторов электрическая прочность при 50 Гц и 20° С не менее 200 кВ/см. [c.455]

Конденсаторы (электрические) 447, 448 Конденсаторы темного поля — Технические характеристики 344 Конденсация (вещества) 365 Конические диффузоры 644 Константа равновесия 365 Константан — Коэффициент линейного расширения 17 [c.714]

Конденсаторы 5.606 — Кодированные обозначения 1.130— Классификация 1.132 — Материалы 1.133 — Типы 1.133, 134 Конденсаторы электрические —см. [c.631]

Емкостный метод. Построенные на основе этого метода конденсаторные динамометры отличаются простотой конструкции. Сила, действующая на конденсатор электрического контура, изменяет его емкость. Это изменение емкости преобразуется в изменение силы тока с помощью высокочастотного устройства. [c. 97]

Потенциометрическая схема или схема делителя напряжения применяется лишь в случаях исследования переменной составляющей измеряемой величины, В этих случаях постоянная составляющая падения напряжения на датчике отфильтровывается разделительным конденсатором.. Электрические сигналы в таких [c.29]

При экспериментах образец помещали в аппарат высокого давления необходимое давление создавали с помощью большого гидравлического пресса конденсатор бьй заряжен и образец подвергали мгновенному нагреву при разрядке конденсатора (электрический режим во время разряда записывался с помощью осциллографа) затем давление снижали, образец извлекали из установки и исследовали., Из кривых временной зависимости тока и напряжения были получены кривые временной зависимости мощности и сопротивления. С помощью графического интегрирования кривой мощность — время получили кривую энергия — время. При таком методе исследования происходящие в образце явления, проявляющиеся в изменении сопротивления, могут быть связаны с введенной энергией или температурой. Температуру рассчитывали из введенной энергии и имеющихся данных по удельной теплоемкости [16, 17], так как [c.199]

Электроискровая обработка металла основана на использовании кратковременных искровых разрядов. Схема такой обработки приведена на рис. 239,а. Заготовку (анод) 1 и инструмент (катод) 2 подключают к источнику питания с напряжением, достаточным для возбуждения искровых разрядов. Для их получения используют релаксационные генераторы импульсов. При работе таких генераторов по схеме сопротивление—конденсатор электрическая энергия поступает от источника энергии (например, от сети) через сопротивление 5 и постепенно заряжает конденсатор 6. По окончании зарядки напряжение на обкладках конденсатора повышается. [c.441]

В установках небольшой и средней мощности каждый конденсатор обслуживается одним или двумя циркуляционными насосами. В установках большой мощности подача воды во все конденсаторы электрической станции осуществляется из одной или нескольких насосных установок. [c.121]

Прежде чем перейти к рассмотрению примеров, заметим, что в случае линейных проводников и конденсаторов электрическая энергия, запасенная в конденсаторе, определяется выражением [c.461]

Увлажнение и загрязнение изоляции вызывают увеличение активной составляющей тока /а и вместе с тем увеличение тангенса угла диэлектрических потерь. Показатель очень чувствителен к изменению качества изоляции, поэтому, измеряя его, контролируют состояние изоляции трансформаторов, конденсаторов, электрических машин, высоковольтных вводов и другого электрооборудования. [c.14]

При работе контактных конденсаторных установок конденсаторы заряжаются при движении электрода-инструмента вверх и разряжаются при приближении его к детали. Электроискровые разряды в бесконтактных конденсаторных установках возникают по мере накопления конденсаторами электрической энергии до напряжения, достаточного для пробоя межэлектродного промежутка. [c.293]

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР — см. Конденсатор электрический. [c.460]

Станок состоит из сварочной головки с механизмом подачи электрода комплекта зажимных приспособлений, соответствующих различным размерам конденсаторов механизма (манипулятора) для перемещения и поворота конденсатора электрической и газовой аппаратуры. [c.34]

Электрические конденсаторы. Электрические свойства ниобия таковы, что вызвали к нему интерес, как к возможному материалу для конденсаторов, одиако, насколько известно, широкого промышленного применения в этой области ниобий не нашел. [c.185]

Разновидностью методов напыления с нагревом проволоки электрическим током является способ нанесения покрытий взрывающимися проволоками. Этот способ характеризуется тем, что накопленная в конденсаторе электрическая энергия разряжается на проволочный распылительный материал, благодаря чему проволока мгновенно нагревается и взрывается с распылением мельчайших частиц расплавленной части проволоки. [c.225]

О конденсаторе электрическом см. Электрический, конденсат ор. [c.403]

Поверхностная плотность зарядов на электродах определяется условием Оп = 4яо (вне конденсатора электрическое поле отсутствует), а ток I = — Зйтока, вытекающего через левый электрод (В =В1), получаем [c.166]

Между электронной пушкой и экраном расположены управляющие электроды (рис. 44), Они образуют два конденсатора, состоящих каждый из пары пластин. Когда эти конденсаторы заряжены, поле одного из них ( l) горизонтально, другого (Со) — вертикально. Электронный луч последовательно проходит через оба конденсатора. Электрическое поле конденсатора отклоняет электронный луч вправо (для наблюдателя, смотрящего на внешнюю сторону дна трубки) или влево, смотря по тому, какая из пластин заряжена положительно — правая или левая, Поле конденсатора аналогичным образом отклоняет луч вверх или вниз. Результирующее смещение г светлого пятна (конца луча) на экране есть векторная сумма смещений и создаваемых соответственно полями конденсаторов и [c. 43]

При работе точечных и рельефных машин время протекания сварочного тока составляет относительно небольшую долю общего времени сварочного цикла, остальное время идет на опускание электродов, сжатие деталей и т. п. При шовной сварке относительное время протекания тока больше, чем при точечной и рельефной, однако не превышает, как правило, 50 %. Поэтому для снижения установленной мощности сварочного оборудования в ряде случаев целесообразно во время отсутствия сварочного тока производить накапливание энергии сети в аккумулирующих устройствах. В качестве накопителей энергии предлагалось использовать конденсаторы, электрические аккумуляторы постоянного тока, вращающиеся массы с последующим преобразованием механической энергии в электрическую, электромагнитные накопители и некоторые другие. [c.217]

Конденсатор электрический система из металлических проводящих пластин и изоляторов между ними. Под напряжением на соединенных между собой пластинах оседают равные и противоположные по знаку заряды. При отключении источника тока запас электрической энергии остается. Ее получают, замкнув пластины резистором (сопротивлением). Емкость зависит от величины поверхности и формы пластин, расстояния между ними и электрической проницаемости изолятора. По форме различают плоские, цилиндрические, сферические по материалу изоляторов — бумажные, керамические, воздушные, электролитические, пленочные и т. п. [c.429]

Теплота в этом цикле подводится по линии 4-5-6 (см. рис. 6.6) в паровом котле ПК. пар поступает в турбину Т и расширяется там по линии 1-2 до давления ръ совершая техническую работу /тех-Она передается на электрический генератор ЭГ или другую машину, которую вращает турбина. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор К, где конденсируется по линии 2-3, отдавая теплоту конденсации холодному источнику (охлаждающей воде). Конденсат забирается насосом Н и подается снова в котел (линия 3-4 на рис. 6.6). [c.62]

Охлажденная вода нужна на тепловых электрических станциях для конденсаторов турбин, в компрессорных станциях для охлаждения воздуха и т. д. [c.103]

Электромагнитная штамповка по принципу создания импульсно воздействующих на заготовку сил отличается от ранее рассмотренных (рис. 3,47, б). Электрическая энергия преобразуется в механическую аа счет импульсного разряда батареи конденсаторов через соленоид , вокруг которого при этом возникает мгновенное магнитное поле высокой мощности, наводящее вихревые токи в трубчатой токопроводящей заготовке 3. Взаимодействие магнитных полей вихревых [c.114]

По Гельмгольцу (1879 г.), двойной электрический слой можно уподобить плоскому конденсатору, одна из обкладок которого совпадает с плоскостью, проходящей через поверхностные заряды [c.157]

Конденсатор, электрическое поле которого квазистационарно, можно представить в виде схемы замещения. Если электроды конденсатора помещены в среду с е или среда с е занимает весь объем ноля к(Я1депсатора, как это имеет место в сферическом, идеальном [c.143]

В различных областях электротехники находят применение электроизоляционные органические полимерные пленки — тонкие и гибкие материалы, которые могут быть намотаны в рулоны различной ширины. Пленки нашли широкое применение в производстве конденсаторов, электрических машин, аппаратов и кабельных изделий. Электроизоляционным пленкам для отличия их от пленок другого назначения присваиваются специальные марки. Это необходимо, так как от электроизоляционной пленки требуются особая чистота исходного полимера, отсутствие следов катализатора и других загрязнений, чистота пленки при изготовлении и ряд других специфических требованийг. Органические полимерные пленки могут быть разделены на две большие группы, разделяющиеся по электрофизи- [c.219]

Поскольку ПГТУ с открытой и закрытой тепловыми схемами работают по одному и тому же циклу, то при одинаковых показателях адиабатного расширения и сжатия и одинаковых теплофизических свойствах рабочих тел — парогазовых смесей — возможна унификация почти всэго основного оборудования турбин, компрессоров, холодильников-конденсаторов, электрических генераторов и т. д., за исключением горячего источника энергии (камзры сгорания в открытой схеме и ядерного реактора в закрытой). [c.12]

КОНДЕНСАТОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ (от лат. ondensa-tor, букв.— тот, кто уплотняет, сгущает) — устройство, предназначенное для получения нужных величие электрич. ёмкости и способное накапливать и отдавать (перераспределять) электрич. заряды. К. э. применяются в электрич. цепях (сосредоточенные ёмкости), электроэнергетике (компенсаторы реактивно мощности), импульсных генераторах напряжения, в измерит, целях (измерит, конденсаторы п ёмкостные датчики). [c.436]

В 1948 г. Госэнергоиздатом был выпущен Б свет составленный в соответствии с решени-е.м Всесоюзного бюро электрической изоляции и посвященный научной и инженерно-технической общественности Советского Союза Справочник по электрической изоляции под редакцией Ю. В. Корицкого и Б. М. Тареева. Особенностью этого справочника, составленного коллективом 23 авторов, явилось то, что, помимо собственно электроизоляционных материалов, в нем описывались также и системы электрической изоляции в кабелях, конденсаторах, электрических машинах, трансформаторах и радиоаппаратуре. [c.3]

Электроизоляционные органические полимерные иленки — тонкие и гибкие материалы, оторые могут быть намотаны в рулоны различной ширины. Благодаря высоким электрическим и механическим свойствам при малой толщине пленки нашли широкое применение в производстве конденсаторов, электрических машин, аппаратов и кабельных изделий. Для электроизоляционных полимерных пленок важны чистота исходного полимера, отсутствие следов катализатора н других загрязнений, которые могут содержаться в исходном полимере, чистота при изготовлении пленки и ряд других специфических требований. Чтобы отличить электроизоляционные пленки от пленок других назначений, изготовляемых из полимера такого же типа, им присваиваются специальные марки. [c.76]

Действие ЭВМ сводится к последовательному выполнению элементарных вычислительных операций, на которые расчленяется решение любой сложной задачи. При этом в большинстве ЭВМ используется не десятичная, а двоичная система счисления.

Это мотивируется тем, что для электронных элементов, применяемых в мапшне (транзисторов, реле и пр.) характерно на шчие двух устойчивых состояний. Например, транзистор может проводить или не проводить электрический ток, конденсатор может быть заряжен или не заряжен и т. п. Для изображения чисел такими элементами и необходима система счисления только с двумя цифрами О и 1. Таким образом для использования ЭВМ оператор, работающий на ней, прежде всего должен перевести заданные числа из десятичной системы в двоичную, пользуясь соответствующими таблицами. Например, [c.292]

Для механической обработки используют твердотелые ОКГ, рабочим элементом которых является рубиновый стержень, состоящий из оксидов алюминия, активированных 0,05 % хрома. Рубиновый ОКГ работает в импульсном режиме, генерируя импульсы когерентного монохроматического красного цвета. При включении пускового устройства ОКГ электрическая энергия, запасенная в батарее конденсаторов, преобразуется в световую энергию импульсной лампы. Свет лампы фокусируется отражателем на рубиновый стержень, и атомы хрома приходя в возбужденпое состояние. Из этого состояния они могут возвратиться. в нормальное, излучая с(ютоны с длиной волны 0,69 мкм (красная флюоресценция рубина). [c.414]

Электрические конденсаторы. Что такое конденсатор и зачем он нужен

Применение конденсаторов в технике довольно обширно. Практически в каждой электрической или электронной схеме содержатся эти радиоэлементы. Трудно представить блок питания, в котором бы не было конденсаторов. Они наряду с резисторами и транзисторами являются основой радиотехники.

А что же такое конденсатор? Это простейший элемент, с двумя металлическими обкладками, разделенными диэлектрическим веществом. Принцип работы этих приборов основан на способности сохранения электрического заряда, т. е. заряжаться, а в нужный момент разряжаться.

В современной электронике применение конденсаторов весьма широкое и разностороннее. Разберем, в каких сферах техники, и с какой целью используются эти приборы:

В телевизионной и радиотехнической аппаратуре — для реализации колебательных контуров, а также их блокировки и настройки. Также их используют для разделения цепей различной частоты, в выпрямительных фильтрах и т. д.
В радиолокационных приборах — с целью формирования импульсов большой мощности.
В телеграфии и телефонии — для разделения цепей постоянного и различной частоты, симметрирования кабелей, искрогашения контактов и прочее.
В телемеханике и автоматике — с целью реализации принципа, разделения цепей пульсирующего и постоянного токов, искрогашения контактов, в тиратронных импульсных генераторах и т. д.
В сфере счетных устройств — в специальных запоминающих устройствах.
В электроизмерительной аппаратуре — для получения образцов емкости, создания переменных емкостей (лабораторные переменные емкостные приборы, магазины емкости), создания измерительных устройств на емкостной основе и т. д.
В лазерных устройствах — для формирования мощных импульсов.

Применение конденсаторов в современном электроэнергетическом комплексе также довольно разнообразно:

для повышения коэффициента мощности, а также для промышленных установок;
для создания продольной компенсационной емкости дальних а также для регулировки напряжения распределительных сетей;
для отбора емкостной энергии от высоковольтных линий передач и для подключения к ним специальной защитной аппаратуры и приборов связи;
для защиты от перенапряжения сети;
для применения в мощных тока, в схемах импульсного напряжения;
для разрядной электрической сварки;
для запуска конденсаторных электродвигателей и для создания требуемого сдвига фаз дополнительных обмоток двигателей;
в осветительных приборах на основе люминесцентных ламп;
для гашения радиопомех, которые создаются электрическим оборудованием и электротранспортом.

Применение конденсаторов в неэлектротехнических областях промышленности и техники также весьма широко. Так, в сфере металлопромышленности эти компоненты обеспечивают бесперебойную работу высокочастотных установок для плавки и термообработки металлов. Применение конденсаторов в угольной и металлорудной добывающей промышленности позволило построить транспорт на конденсаторных электровозах. А в электровзрывных устройствах используется электрогидравлический эффект.

Подведя итог, скажем, что конденсаторов настолько широка, что она охватывает все сферы нашей жизни, нет такого направления, где бы ни использовались эти приборы.

Роль конденсатора в электронной схеме заключается в накоплении электрического заряда, разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и многое другое. Как и резисторы, конденсатор бывают разных типов и емкостей. Выпускаются в разных корпусах, самые маленькие это ЧИП SMD конденсаторы, которые применяются например в сотовых телефонах.

Конструктивно конденсатор состоит из двух проводящих обкладок, изолированных диэлектриком.

В зависимости от конструкции и назначения конденсатора диэлектриком может служить воздух, бумага, керамика, слюда.

Основными параметрами конденсаторов являются:

Номинальная ёмкость. Ёмкость измеряют в Фарадах (Ф). В электронике используются конденсаторы с разными емкостями, это пикофарады, нанофарады и микрофарады.

Номинальное напряжение. Это напряжение, при котором конденсатор выполняет свои функции. Номинальное напряжение маркируют на корпусе конденсатора, при превышении этого напряжения конденсаторы взрываются.

Допуск. Также как у резисторов и у конденсаторов есть допустимое отклонение величины его реальной ёмкости от той, что указана на его корпусе, у конденсаторов может достигать 20 – 30%. В технике, где требуется особая точность номинальных значений ёмкости, применяются конденсаторы с малым допуском (1% и менее).

Изображается конденсатор на принципиальных схемах так, как показано на рисунке.

Типы конденсаторов

Электролитический полярный конденсатор.

Кроме обычных конденсаторов (пико и нанофарадов) существуют электролитические. Емкость их намного больше, чем у обычных, следовательно, габариты также существенно больше. Отличительная особенность электролитических конденсаторов – полярность.

Если обычные конденсаторы можно впаивать в схему не беспокоясь о полярности прикладываемого к конденсатору напряжения, то электролитический конденсатор необходимо включать в схему строго в соответствии с полярностью напряжения. У электролитических конденсаторов один вывод плюсовой, другой минусовой.

Подстроечный конденсатор.

Также широкое применение получили подстроечные конденсаторы. Подстроечные конденсаторы необходимы в тех случаях, когда требуется точная подстройка ёмкости в электронной схеме. В таких конденсаторах подстройку ёмкости производят один раз или очень редко.

Конденсатор переменной емкости (КПЕ).

Наряду с подстроечными конденсаторами существуют и конденсаторы переменной ёмкости. В отличие от подстроечных, переменные конденсаторы служат для частой подстройки ёмкости. В простом (не цифровом) приёмнике настройка на радиостанцию как раз и осуществляется с помощью конденсатора переменной ёмкости.

Конденсатор не пропускает постоянный ток и является для него изолятором.

Для переменного тока конденсатор не является преградой. Сопротивление конденсатора (ёмкостное сопротивление) переменному току уменьшается с увеличением его ёмкости и частоты тока, и наоборот, увеличивается с уменьшением его ёмкости и частоты тока.

В электротехнике и радиоэлектронике широкое распространение получили различные виды конденсаторов. Каждый из них представляет собой устройство с двумя полюсами, имеющее определенное или переменное значение емкости и очень малую проводимость. Самый простой вариант конденсатора включает в себя два электрода в виде пластин или обкладок, где накапливаются разряды с противоположным значением. Чтобы избежать замыкания, они разделяются между собой тонкими .

Стандартный выпускаемый конденсатор состоит из электродов в виде многослойного рулона лент, разделяемых диэлектриком. Конфигурация конденсатора, чаще всего, представляет собой параллелепипед или цилиндр.

Как работает конденсатор

В сравнении с обычной батареей, конденсатор имеет существенные отличия. У него совершенно другая максимальная емкость, а также скорость зарядки и разрядки.

При подключении к источнику питания в самом начале ток зарядки будет иметь максимальное значение. Однако, по мере того, как заряд накапливается, наблюдается постепенное уменьшение тока, который полностью пропадает при полном заряде. Напряжение во время зарядки, наоборот, увеличивается и по окончании процесса становится равным напряжению в источнике питания.

Обозначение конденсаторов на схеме.

В случае подключения нагрузки при отключенном источнике питания, конденсатор сам становится источником тока. В этот момент, между пластинами происходит образование цепи. Через нагрузку происходит движение отрицательно заряженных электронов к ионам, обладающим положительным зарядом. В данном случае, вступает в силу закон притяжения разноименных зарядов. При прохождении тока через нагрузку происходит постепенная потеря заряда и, в конечном итоге, разрядка конденсатора. Одновременно, снижается напряжение и ток. Процесс разрядки считается завершенным, когда напряжение на электродах будет равным нулю.

Время зарядки полностью зависит от величины , а время его разрядки находится в зависимости от величины подключаемой нагрузки.

Применение конденсаторов

Конденсаторы, так же как транзисторы и , нашли широкое применение для электронных и радиотехнических схем. В электрических цепях они играют роль емкостного сопротивления. Благодаря способности к быстрой разрядке и созданию импульсов, они применяются в конструкциях фотовспышек, лазерах и ускорителях электромагнитного типа.

Очень эффективны конденсаторы при переключении электродвигателя с 380 на 220 вольт. Во время переключения к третьему выводу, происходит сдвиг фазы на 90 градусов. Таким образом, появляется возможность подключения трехфазного двигателя в однофазную сеть.

Производители Электрических конденсаторов из России

Продукция крупнейших заводов по изготовлению Электрических конденсаторов: сравнение цены, предпочтительных стран экспорта.

где производят Электрические конденсаторы
⚓ Доставка в порт (CIF/FOB)

Страны куда осуществлялись поставки из России

🇺🇦 УКРАИНА (28)
🇰🇿 КАЗАХСТАН (28)
🇫🇮 ФИНЛЯНДИЯ (27)
🇮🇳 ИНДИЯ (21)
🇺🇿 УЗБЕКИСТАН (19)
🇩🇪 ГЕРМАНИЯ (10)
🇨🇺 КУБА (10)
🇺🇸 СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ (9)
🇦🇿 АЗЕРБАЙДЖАН (7)
🇱🇻 ЛАТВИЯ (7)
🇻🇳 ВЬЕТНАМ (5)
🇬🇧 СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО (5)
🇨🇳 КИТАЙ (4)
🇧🇬 БОЛГАРИЯ (4)
🇲🇩 МОЛДОВА, РЕСПУБЛИКА (4)

Выбрать Электрические конденсаторы: узнать наличие, цены и купить онлайн

Крупнейшие экспортеры из России, Казахстана, Узбекистана, Белоруссии, официальные контакты компаний. Через наш сайт, вы можете отправить запрос сразу всем представителям, если вы хотите купить Электрические конденсаторы.
🔥 Внимание: на сайте находятся все крупнейшие производители Электрических конденсаторов

Поставки Электрические конденсаторы оптом напрямую от завода изготовителя (Россия)

Крупнейшие заводы — кто можете изготовить Электрические конденсаторы

Конденсаторы постоянной емкости с бумажным или пластмассовым диэлектриком

Изготовитель Конденсаторы постоянной емкости алюминиевые электролитические

Поставщики конденсаторы постоянной емкости

Крупнейшие производители Конденсаторы постоянной емкости танталовые

Экспортеры Конденсаторы постоянной емкости керамические многослойные

Компании производители Конденсаторы постоянной емкости для электрических цепей с частотой / гц и рассчитанные на реактивную мощность не менее

Приборы и аппаратура для измерения или контроля расхода или уровня жидкостей

Молниеотводы

Части

Конденсаторы постоянной емкости керамические однослойные

Электрические нагревательные сопротивления

электронные модули

Аккумуляторы свинцовые

Алексей
Поиск покупателей: Азия, ЕС, Африка, СНГ

Вывод товара за рубеж, подготовка документов.
Почта: [email protected] WhatsApp

Лена Еременко
эксперт по ВЭД

Таможенное оформление, сертификация продукции
Почта: [email protected]

Доставка Электрических конденсаторов за границу

Часть портов, куда наиболее часто осуществляется импорт Электрических конденсаторов из России. Вы можете получить цену FOB/CIF в портах ниже. Или прислать наиболее подходящий порт для Вас. Продажа будет осуществляться напрямую между заводом изготовителем и покупателем

Burgas (Bulgaria)
Haldia (India)
Izmail (Ukraine)
Giurgiulesti (Moldova)
Bautino (Kazakhstan)
Dalsbruk (Finland)
Skulte (Latvia)
Qaradag (Azerbaijan)
Jucaro (Cuba)

Заполнить контактные данные

Отправить

ГОСТ Р МЭК 62576-2020 Конденсаторы электрические двойнослойные для гибридных электромобилей.

Методы испытаний по определению электрических характеристик, ГОСТ Р от 09 сентября 2020 года №МЭК 62576-2020

ГОСТ Р МЭК 62576-2020

ОКС 31.060.99
43.120

Дата введения 2021-03-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Национальной ассоциацией производителей источников тока «РУСБАТ» (Ассоциация «РУСБАТ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4, и Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 044 «Аккумуляторы и батареи»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 сентября 2020 г. N 637-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62576:2018* «Конденсаторы электрические двойнослойные для использования в гибридных электромобилях. Методы испытаний электрических характеристик» (IEC 62576:2018 «Electric double-layer capacitors for use in hybrid electric vehicles — Test methods for electrical characteristics», IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом*, приведены для пояснения текста оригинала

________________
* В оригинале документа обозначения и номера стандартов и нормативных документов приводятся обычным шрифтом, за исключением отмеченного в разделе «Предисловие» знаком «**». — Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации»**. Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Электрические двойнослойные конденсаторы (конденсаторы) используют в качестве системы накопления энергии для транспортных средств. Электромобили с установленными конденсаторами коммерциализируют с целью повышения экономии топлива за счет использования энергии рекуперации, а также увеличения пиковой мощности во время ускорения и т. д.

Несмотря на то что в настоящее время на конденсаторы разработаны и действуют стандарты серии МЭК 62391, при их применении в электромобилях следует учитывать модели и условия использования и значения токов, которые значительно отличаются от установленных в действующих стандартах. Стандартные методы испытания и их оценки будут полезны как изготовителям автомобилей, так и поставщикам конденсаторов для ускорения разработки и снижения стоимости таких конденсаторов. С учетом этих соображений настоящий стандарт устанавливает основные и минимальные электрические характеристики и методы их испытаний для создания условий, способствующих расширению рынка электромобилей и конденсаторов большой емкости. Дополнительные практические статьи испытаний, подлежащие стандартизации, должны быть пересмотрены после развития технологии и стабилизации рынка конденсаторов для электромобилей. В отношении долговечности, которая важна для практического использования, в справочных приложениях изложена только основная концепция.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на электрические двойнослойные конденсаторы (далее — конденсаторы), применяемые в гибридных электромобилях для обеспечения пиковой мощности и рекуперации, и устанавливает методы испытания по определению их электрических характеристик.

Испытания, установленные в настоящем стандарте, являются типовыми.

Настоящий стандарт распространяется на конденсаторы, используемые в системах уменьшения потерь на холостом ходу (системы «старт-стоп») для транспортных средств.

Методы испытаний, установленные в настоящем стандарте, допускается применять к конденсаторным модулям, состоящим из более чем одного элемента.

Примечание — Приложение E содержит информацию об испытаниях на стойкость к циклированию.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте нормативные ссылки отсутствуют.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:

— электропедия МЭК, которая доступна на http://www.electropedia.org/;

— платформа онлайн-просмотра ИСО, которая доступна на http://www.iso.org/obp.

3.1 температура окружающей среды (ambient temperature): Температура воздуха, фиксируемая в непосредственной близости от конденсатора.

3.2 приложенное напряжение (applied voltage): Напряжение, приложенное к выводам конденсатора, В.

3.3 конечное напряжение расчета (calculation end voltage): Напряжение в выбранной конечной точке для расчета характеристик, В, включая емкость, в условиях снижения напряжения во время разряда.

3.4 начальное напряжение расчета (calculation start voltage): Напряжение в выбранной начальной точке для расчета характеристик, В, включая емкость, в условиях снижения напряжения во время разряда.

3.5 емкость (capacitance): Способность конденсатора накапливать электрический заряд, Ф.

3.6 электрическая энергия, накопленная при заряде (charge accumulated electrical energy): Количество энергии, накопленное от начала до конца заряда, Дж.

3.7 ток заряда (charge current, ): Ток, необходимый для заряда конденсатора, А.

3.8 эффективность заряда (charging efficiency): Отношение электрической энергии, накопленной при заряде при установленных условиях заряда, к затраченной энергии на заряд, выраженное в процентах.

Примечания

1 Значение эффективности заряда вычисляют исходя из внутреннего сопротивления конденсатора.

2 См. формулу (C.8), приложение C.

3.9 заряд при постоянном напряжении (constant voltage charging): Заряд, при котором напряжение поддерживается на постоянном уровне независимо от тока или температуры заряда.

3.10 электрическая энергия, отданная при разряде (discharge accumulated electrical energy): Количество энергии, отданное от начала до конца разряда, Дж.

3.11 ток разряда (discharge current, ): Ток, необходимый для разряда конденсатора, А.

3.12 эффективность разряда (discharging efficiency): Отношение электрической энергии, отданной при разряде при указанных условиях разряда, к накопленной энергии, выраженное в процентах.

Примечания

1 Значение эффективности разряда вычисляют исходя из внутреннего сопротивления конденсатора.

2 См. формулу (C.10), приложение C.

3.13 электрический двойнослойный конденсатор (electric double-layer capacitor; capacitor): Устройство, которое накапливает электрическую энергию в электрохимическом элементе с использованием двойного слоя, положительный и отрицательный электроды которого выполнены из одного материала.
________________
Кроме приведенного в описании конденсатора с одинаковыми электродами, называемого симметричным, на практике применяют и другие виды, так называемые «несимметричные», когда один из электродов является электрохимически активным (например, никелевый электрод щелочного аккумулятора).

Примечание — Электролитический конденсатор не относится к понятию «конденсатор» в настоящем стандарте.

3.14 энергоэффективность (energy efficiency, ): Отношение электрической энергии, отданной при разряде, к электрической энергии, затраченной при заряде при установленных условиях заряда и разряда, выраженное в процентах.

3.15 внутреннее сопротивление (internal resistance): Суммарное сопротивление удельного сопротивления составляющего материала и внутреннего сопротивления конденсатора, Ом.

3.16 максимальная удельная мощность (maximum power density, ): Наибольшая выходная электрическая мощность конденсатора в расчете на массу, Вт/кг, или объем, Вт/л.

3.17 номинальное внутреннее сопротивление (nominal internal resistance, ): Значение внутреннего сопротивления, которое следует использовать при проектировании и настройке условий измерения, как правило, при температуре окружающей среды, Ом.

3.18 постобработка (post-treatment): Разряд и выдержка конденсатора при установленных условиях окружающей среды (температура, влажность и давление) после испытаний.

Примечание — Как правило, постобработка подразумевает, что конденсатор разряжают и выдерживают до тех пор, пока его внутренняя температура не достигнет теплового равновесия с температурой окружающей среды, прежде чем будут измерены его электрические характеристики.

3.19 предварительное кондиционирование (pre-conditioning): Заряд, разряд и выдержка конденсатора при установленных условиях окружающей среды (температура, влажность и давление) перед испытанием.

Примечание — Как правило, под предварительным кондиционированием подразумевают, что конденсатор разряжают и выдерживают до тех пор, пока его внутренняя температура не достигнет теплового равновесия с температурой окружающей среды, прежде чем будут измерены его электрические характеристики.

3.20 нормированное напряжение (rated voltage, ): Максимальное постоянное напряжение, В, которое может быть подано непрерывно в течение установленного времени при верхней температуре категории для конденсатора, при котором могут быть обеспечены установленные характеристики конденсатора.

Примечания

1 Нормированное напряжение является уставкой напряжения в конструкции конденсатора.

2 Испытание на стойкость к нормированному напряжению приведено в приложении А.

3.21 комнатная температура (room temperature): Температура воздуха вблизи испытуемого устройства, в настоящем стандарте соответствующая (25±2)°С.

3.22 накопленная энергия (stored energy): Энергия, запасенная в конденсаторе, Дж.

3.23 верхняя температура категории (upper category temperature): Самая высокая температура окружающей среды, при которой конденсатор может непрерывно работать.

3.24 характеристики поддержания напряжения (voltage maintenance characteristics): Способность конденсатора поддерживать напряжение на незамкнутых выводах по истечении заданного периода времени после заряда.

3.25 коэффициент поддержания напряжения (voltage maintenance rate ratio of voltage maintenance): Отношение значения напряжения на незамкнутых выводах к значению напряжения заряда через определенный промежуток времени после заряда конденсатора.

4 Методы испытаний

4.1 Емкость, внутреннее сопротивление и максимальная удельная мощность

4.1.1 Схема для измерения

Емкость и внутреннее сопротивление измеряют с использованием заряда постоянным током и при постоянном напряжении и разряда постоянным током. На рисунке 1 показана принципиальная схема, которую применяют для измерения.

— постоянный ток; — постоянное напряжение; — амперметр постоянного тока; — регистратор постоянного напряжения; — переключатель режимов работы; — испытуемый конденсатор; — разрядник постоянным током; a) заряд постоянным током; b) заряд при постоянном напряжении

Рисунок 1 — Принципиальная схема для измерения емкости, внутреннего сопротивления и максимальной удельной мощности

4.1.2 Испытательное оборудование

Испытательное оборудование должно обеспечивать возможность заряжать постоянным током, постоянным напряжением, разряжать постоянным током и непрерывно измерять ток и напряжение на выводах конденсатора во временных рядах, как показано на рисунке 2, и, кроме того, устанавливать ток и напряжение с точностью, равной ±1% или менее, и измерять ток и напряжение с точностью, равной ±0,1%.

Источник питания должен обеспечивать постоянный ток заряда, при котором конденсатор заряжается с эффективностью 95%, устанавливать продолжительность заряда постоянного напряжения и обеспечивать ток разряда, соответствующий необходимой эффективности разряда. Регистратор напряжения постоянного тока должен обеспечивать проведение измерения и запись с интервалом выборки 10 мс или менее.

— нормированное напряжение, В; — расчетное начальное напряжение, В; — расчетное конечное напряжение, В; — падение напряжения, В; — время заряда при постоянном напряжении

Рисунок 2 — Вольт-амперные характеристики на выводах конденсатора при измерении емкости и внутреннего сопротивления

4.1.3 Процедура измерения

Измерения проводят с использованием испытательного оборудования, указанного в 4. 1.2, в соответствии со следующими процедурами.

a) Предварительное кондиционирование

Перед измерением конденсаторы полностью заряжают и полностью разряжают, а затем выдерживают в течение 2-6 ч при комнатной температуре или температуре, указанной в соответствующих стандартах.

Примечания

1 Определение времени достижения теплового равновесия конденсаторов, которое служит эталоном для времени выдержки, приведено в приложении B.

2 Заряд и разряд допускается повторять при необходимости до тех пор, пока емкость и внутреннее сопротивление не стабилизируются.

Пример — Образец заряжают и разряжают током, указанным изготовителем, в следующем порядке:

1) полностью разряжают;

2) заряжают до ;

3) разряжают до достижения ;

4) повторяют десять раз действия по перечислениям 2) и 3).

b) Установка образцов

Устанавливают образцы конденсаторов на испытательном оборудовании.

c) Настройка испытательного оборудования

Если в соответствующих стандартах не установлены другие требования, то испытательное оборудование настраивают следующим образом:

1) устанавливают постоянный ток заряда , при котором конденсаторы должны заряжаться с эффективностью заряда 95% на основе их номинального внутреннего сопротивления . Значение тока вычисляют по .

Значение постоянного тока или эффективность заряда можно изменить в соответствии с соглашением, заключенным между изготовителем и потребителем.

Примечание — Общая концепция эффективности заряда или разряда на уровне 95% приведена в приложении C. Если номинальное значение внутреннего сопротивления конденсатора является неопределенным, то ток для измерения можно установить в соответствии с рекомендуемыми процедурами, приведенными в приложении D;

2) устанавливают максимальное напряжение для заряда постоянным током, равным нормированному напряжению ;

3) устанавливают продолжительность заряда при постоянном напряжении 300 с;

4) устанавливают значение постоянного тока разряда. При данном значении тока конденсаторы должны разряжаться с эффективностью 95% на основе их номинального внутреннего сопротивления . Значение тока вычисляют по .

Значение постоянного тока или эффективность разряда могут быть изменены в соответствии с соглашением, заключенным между изготовителем и потребителем;

5) устанавливают интервал выборки измерений 10 мс или менее и настраивают испытательное оборудование таким образом, чтобы измерять характеристики падения напряжения до .

d) Испытание

В соответствии с настройкой согласно перечислению с) конденсатор заряжают и разряжают в нижеприведенном порядке и измеряют напряжение на его выводах, как показано на рисунке 2:

— постоянный ток заряда до достижения ;

— заряд при постоянном напряжении в течение 300 с;

— разряд постоянным током до достижения .

4.1.4 Метод расчета емкости

Емкость вычисляют по формуле (1) на основе зависимости напряжения на выводах конденсатора от времени.

Примечание — Данный метод расчета называют «методом преобразования емкости из энергии».

, (1)

где — емкость конденсатора, Ф;

— энергия, измеренная при разряде от начального напряжения расчета () до конечного напряжения расчета (), Дж;

Типы конденсаторов. Электрические конденсаторы

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. Рассмотрим виды конденсаторов, которые имеют различные материалы диэлектрика.

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 модели содержат пленки из фторопласта и полистирола.
Импульсные модели высокого напряжения имеют изолятор из комбинированных материалов.
В конденсаторах постоянного напряжени я в качестве диэлектрика используется политетрафторэлитен, бумага, либо комбинированный материал.
Низковольтные модели работают при напряжении до 1,6 кВ.
Высоковольтные модели 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 .

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

Рассмотренные выше виды конденсаторов далеко не все имеют большую популярность. Поэтому подробнее рассмотрим конструктивные особенности наиболее применяемых видов конденсаторов.

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 моделях 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

Эти модели 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 моделей 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.

Они бывают полярные и неполярные. Различия их в том, что одни применяются в цепях постоянного напряжения, а другие в цепях переменного. Возможно, применение постоянных конденсаторов в цепях переменного напряжения при включении их последовательно одноименными полюсами, но они при этом показывают не лучшие параметры.

Конденсаторы неполярные

Неполярные, так же как и резисторы бывают постоянные, переменные и подстроечные.

Подстроечные конденсаторы применяются для настройки резонансных цепей в приемо-передающей аппаратуре.

Рис. 1. Конденсаторы КПК

Тип КПК. Представляют из себя посеребренные обкладки и керамический изолятор. Имеют емкость в несколько десятков пикофарад. Встретить можно в любых приемниках, радиолах и телевизионных модуляторах. Подстроечные конденсаторы также обозначаются буквами КТ. Затем следует цифра, указывающая тип диэлектрика:

1 — вакуумные; 2 — воздушные; 3 — газонаполненные; 4 — твердый диэлектрик; 5 — жидкий диэлектрик. Например, обозначение КП2 означает конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком, а обозначение КТ4 — подстроечный конденсатор с твердым диэлектриком.

Рис. 2 Современные подстроечные чип-конденсаторы

Для настройки радиоприемников на нужную частоту применяют конденсаторы переменной емкости (КПЕ)

Рис. 3 Конденсаторы КПЕ

Их можно встретить только в приемо-передающей аппаратуре

1- КПЕ с воздушным диэлектриком, найти можно в любом радиоприемнике 60- 80-х годов. 10 Ом.

Рис. 5 Конденсаторы КТК

Конденсаторы КТК — Конденсатор трубчатый керамический В качестве диэлектрика используется керамическая трубка, обкладки из серебра. Широко применялись в колебательных контурах ламповой аппаратуры с 40-х по начало восьмидесятых годов. Цвет конденсатора означает ТКЕ(температурный коэффициент изменения емкости). Рядом с емкостью, как правило прописывается группа ТКЕ, которая имеет буквенное или цифровое обозначение (Таблица1.) Как видно из таблицы, самые термостабильные — голубые и серые. Вообще этот тип очень хорош для ВЧ техники.

Таблица 1. Маркировка ТКЕ керамических конденсаторов

При настройке приемников часто приходится подбирать конденсаторы гетеродинных и входных контуров. Если в приемнике используются конденсаторы КТК, то подбор емкости конденсаторов в этих контурах можно упростить. Для этого на корпус конденсатора рядом с выводом наматывают плотно несколько витков провода ПЭЛ 0,3 и один из концов этой спиральки подпаивают к выводу конденсаторов. Раздвигая и сдвигая витки спиральки, можно в небольших пределах регулировать емкость конденсатора. Может случиться, что, подключив конец спиральки к одному из выводов конденсатора, добиться изменения емкости не удается. В этом случае спираль следует подпаять к другому выводу.

Рис. 6 Керамические конденсаторы. Вверху советские, внизу импортные.

Керамические конденсаторы, их обычно называют «красные флажки», также иногда встречается название «глиняные». Эти конденсаторы широко применяются в высокочастотных цепях. Обычно эти конденсаторы не котируются и редко применяются любителями, поскольку конденсаторы одного и того же типа могут быть изготовлены из разной керамики и имеют различные характеристики. В керамических конденсаторах выигрывая в размерах, проигрывают в термостабильности и линейности. На корпусе обозначается емкость и ТКЕ (таблица 2.)

Таблица 2

Достаточно взглянуть на допустимое изменение емкости у конденсаторов с ТКЕ Н90 емкость может изменяться почти в два раза! Для многих целей это не приемлемо, но все же не стоит отвергать этот тип, при небольшом перепаде температур и не жестких требованиях ими вполне можно пользоваться. Применяя параллельное включение конденсаторов с разными знаками ТКЕ можно получить достаточно высокую стабильность результирующей емкости. Встретить их можно в любой аппаратуре, особенно любят китайцы в своих поделках.

Имеют на корпусе обозначение емкости в пикофарадах или нанофарадах, импортные маркируются числовой кодировкой. Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пФ. Несколько примеров собраны в таблице:

Маркировка цифробуквенная:
22р-22 пикофарада
2n2- 2.2 нанофарада
n10 — 100 пикофарад

Хотелось бы особо отметить керамические конденсаторы типа КМ, применяются в промышленном оборудовании и военных аппаратах, имеют высокую стабильность, найти весьма сложно, потому как содержат редкоземельные металлы, и если вы нашли плату, где применяется данный тип конденсаторов, то в 70 % случаев их вырезали до вас).

В последнее десятилетие очень часто стали применяться радиодетали для поверхностного монтажа, вот основные типоразмеры корпусов для керамических чип-конденсаторов

Конденсаторы МБМ – металлобумажный конденсатор(рис 6.), применялся как правило в ламповой звукоусилительной аппаратуре. Сейчас весьма ценятся некоторыми аудиофилами. Также к данному типу относятся конденсаторы К42У-2 военной приемки, но их иногда можно встретить и в бытовой вппаратуре.

Рис. 7 Конденсатор МБМ и К42У-2

Следует отметить отдельно такие типы конденсаторов как МБГО и МБГЧ(рис.8), любителями зачастую используются как пусковые конденсаторы для запуска электродвигателей. Как пример, мой запас на двигатель на 7кВт (рис 9.). Рассчитаны на высокое напряжение от 160 до 1000в, что им дает много различных применений в быту и промышленности. Следует помнить, что для использования в домашней сети, нужно брать конденсаторы, с рабочим напряжением не менее 350в. Найти такие конденсаторы можно в старых бытовых стиральных машинах, различных устройствах с электродвигателями и в промышленных установках. Часто применяются в качестве фильтров для акустических систем, имея для этого неплохие параметры.

Рис. 8. МБГО, МБГЧ

Рис. 9

Кроме обозначения, указывающего конструктивные особенности (КСО — конденсатор слюдяной спрессованный, КТК -керамический трубчатый и т. д.), существует система обозначений конденсаторов постоянной емкости, состоящая из ряда элементов: на первом месте стоит буква К, на втором месте -двухзначное число, первая цифра которого характеризует тип диэлектрика, а вторая — особенности диэлектрика или эксплуатации, затем через дефис ставится порядковый номер разработки.

Например, обозначение К73-17 означает пленочный полиэтилен-терефталатный конденсатор с 17 порядковым номером разработки.

Рис. 10. Различные типы конденсаторов

Рис. 11. Конденсатор типа К73-15

Основные типы конденсаторов, в скобочках импортные аналоги.

К10 -Керамический, низковольтный (Upa6 К50 -Электролитический, фольговый, Алюминиевый
К15 -Керамический, высоковольтный (Upa6>1600B)
К51 -Электролитический, фольговый, танталовый,ниобиевый и др.
К20 -Кварцевый
К52 -Электролитический, объемно-пористый
К21 -Стеклянный
К53 -Оксидо-полупроводниковый
К22 -Стеклокерамический
К54 -Оксидно-металлический
К23 -Стеклоэмалевый
К60- С воздушным диэлектриком
К31- Слюдяной малой мощности (Mica)
К61 -Вакуумный
К32 -Слюдяной большой мощности
К71 -Пленочный полистирольный(KS или FKS)
К40 -Бумажный низковольтный(ираб К72 -Пленочный фторопластовый (TFT)
К73 -Пленочный полиэтилентереф-талатный (KT ,TFM, TFF или FKT)
К41 -Бумажный высоковольт-ный(ираб>2 kB) с фольговыми обкладками
К75 -Пленочный комбинированный
К76 –Лакопленочный (MKL)
К42 -Бумажный с металлизированными Обкладками (MP)
К77 -Пленочный, Поликарбонатный (KC, MKC или FKC)
К78 – Пленочный полипропилен (KP, MKP или FKP)

Конденсаторы с пленочным диэлектриком в простонародье называют слюдяными, различные применяемые диэлектрики дают хорошие показатели ТКЕ. В качестве обкладок в пленочных конденсаторах используют либо алюминиевую фольгу, либо напыленные на диэлектрическую пленку тонкие слои алюминия или цинка. Они имеют достаточно стабильные параметры и применяются для любых целей (не для всех типов). Встречаются в бытовой аппаратуре повсеместно. Корпус таких конденсаторов может быть как металлическим, так и пластмассовым и иметь цилиндрическую или прямоугольную форму(рис. 10.) Импортные слюдяные конденсаторы(рис.12)

Рис. 12. Импортные слюдяные конденсаторы

На конденсаторах указывается номинальное отклонение от емкости, может быть показано в процентах или иметь буквенный код. В основном в бытовой аппаратуре широко применяются конденсаторы с допуском H, M, J, K. Буква, обозначающая допуск указывается после значения номинальной ёмкости конденсатора, вот так 22nK, 220nM, 470nJ.

Таблица для расшифровки условного буквенного кода допустимого отклонения ёмкости конденсаторов. Допуск в %

Буквенное обозначение

Важным является значение допустимого рабочего напряжения конденсатора, указывается после номинальной ёмкости и допуска. Обозначается в вольтах с буквы В (старая маркировка), и V (новая маркировка). Например, так: 250В, 400В, 1600V, 200V. В некоторых случаях, буква V опускается.

Иногда применяется кодирование латинской буквой. Для расшифровки следует пользоваться таблицей буквенного кодирования рабочего напряжения конденсаторов.

Номинальное напряжение, В	Буква обозначения

Поклонники Николы Тесла имеют частую потребность в высоковольтных конденсаторах, вот некоторые которые можно встретить, в основном в телевизорах в блоках строчной развертки.

Рис. 13. Высоковольтные конденсаторы

Конденсаторы полярные

К полярным конденсаторам относятся все электролитические, которые бывают:

Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают высокой емкостью, низкой стоимостью и доступностью. Такие конденсаторы широко применяются в радиоприборостроении, но имеют существенный недостаток. Со временем электролит внутри конденсатора высыхает и они теряют емкость. Вместе с емкостью увеличивается эквивалентное последовательное сопротивление и такие конденсаторы уже не справляются с поставленными задачами. Это как правило служит причиной неисправности многих бытовых приборов. Использование б/у конденсаторов не желательно, но все же если возникло желание их использовать, нужно тщательно измерить емкость и esr, чтоб потом не искать причину неработоспособности прибора. Перечислять типы алюминиевых конденсаторов не вижу смысла, поскольку особых отличий в них нет, кроме геометрических параметров. Конденсаторы бывают радиальные(с выводами с одного торца цилиндра)и аксиальные(с выводами с противоположных торцов), встречаются конденсаторы с одним выводом, в качестве второго-используется корпус с резьбовым наконечником(он же и является крепежом), такие конденсаторы можно встретить в старой ламповой радиотелевизионной технике. Также стоит заметить, что на материнских платах компьютеров, в импульсных блоках питания часто встречаются конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением, так называемые LOW ESR, так вот они имеют улучшенные параметры и заменяются только на подобные, иначе при первом включении будет взрыв.

Рис. 14. Электролитические конденсаторы. Снизу — для поверхностного монтажа.

Танталовые конденсаторы, лучше чем алюминиевые, за счет использования более дорогой технологии. В них применяется сухой электролит, поэтому им не свойственно «высыхание» алюминиевых конденсаторов. Кроме того, танталовые конденсаторы имеют более низкое активное сопротивление на высоких частотах (100 кГц), что важно при использовании в импульсных источниках питания. Недостатком танталовых конденсаторов является относительно большое уменьшение емкости с увеличением частоты и повышенная чувствительность к переполюсовке и перегрузкам. К сожалению, этот тип конденсаторов характеризуется невысокими значениями емкости (как правило, не более 100 мкФ). Высокая чувствительность к напряжению заставляет разработчиков делать запас по напряжению Увеличенным в два и более раз.

Рис. 14. Танталовые конденсаторы. Первые три отечественные, предпоследний импортный, последний импортный для поверхностного монтажа.

Основные размеры танталовых чип-конденсаторов:

К одной из разновидностей конденсаторов (на самом деле это полупроводники и с обычными конденсаторами имеют мало общего, но упомянуть их все же имеет смысл) относятся варикапы. Это особый вид диодо-конденсатора, который изменяет свою емкость в зависимости от приложенного напряжения. Применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.

Рис. 15 Варикапы кв106б, кв102

Также весьма интересны «суперконденсаторы» или ионисторы. При малых размерах они обладают колоссальной емкостью и часто используются для питания микросхем памяти, и иногда ими подменяют электрохимические батареи. Ионисторы могут работать и в буфере с батареями в целях защиты их от резких скачков тока нагрузки: при низком токе нагрузки батарея подзаряжает суперконденсатор, и если ток резко возрастет, ионистор отдаст запасенную энергию, чем уменьшит нагрузку на батарею. При таком варианте использования его размещают либо непосредственно возле аккумуляторной батареи, либо внутри ее корпуса. Их можно встретить в ноутбуках в качестве элемента питания для CMOS.

К недостаткам можно отнести:
Удельная энергия меньше, чем у аккумуляторов (5-12 Вт·ч/кг при 200 Вт·ч/кг для литий-ионных аккумуляторов).
Напряжение зависит от степени заряженности.
Возможность выгорания внутренних контактов при коротком замыкании.
Большое внутреннее сопротивление по сравнению с традиционными конденсаторами (10…100 Ом у ионистора 1 Ф × 5,5 В).
Значительно больший, по сравнению с аккумуляторами, саморазряд: порядка 1 мкА у ионистора 2 Ф × 2,5 В.

Рис. 16. Ионисторы

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. Мы используем конденсаторы для сглаживания пульсаций напряжения/тока, для согласования нагрузок, в качестве источника энергии для маломощных устройств, и других применений.

Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость. Существует огромный массив технологий и материалов с разными свойствами, применяемых для создания конденсаторов. И хотя в большинстве случаев для любой задачи сгодится практически любой конденсатор подходящей ёмкости, хорошее понимание работы этих устройств может помочь вам выбрать не просто нечто подходящее, а подходящее наилучшим образом. Если у вас когда-нибудь была проблема с температурной стабильностью или задача поиска источника дополнительных шумов – вы оцените информацию из этой статьи.

Начнём с простого

Лучше начать с простого и описать основные принципы работы конденсаторов, прежде чем переходить к настоящим устройствам.

Идеальный конденсатор состоит из двух проводящих пластинок, разделённых диэлектриком. Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.

Ёмкость измеряется в фарадах: конденсатор в один фарад выдаёт напряжение в один вольт, если в нём находится заряд в один кулон. Как и у многих других единиц системы СИ, у неё непрактичный размер, поэтому, если не брать в расчёт суперконденсаторы, о которых мы здесь говорить не будем, вы скорее всего встретитесь с микро-, нано- и пикофарадами. Ёмкость любого конденсатора можно вывести из его размеров и свойств диэлектрика – если интересно, формулу для этого можно посмотреть в Википедии. Запоминать её не нужно, если только вы не готовитесь к экзамену – но в ней содержится один полезный факт. Ёмкость пропорциональна диэлектрической проницаемости ε r использованного диэлектрика, что в результате привело к появлению в продаже различных конденсаторов, использующих разные диэлектрические материалы для достижения больших ёмкостей или улучшения характеристик напряжения.

Алюминиевые электролитические

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют анодно-оксидированный слой на алюминиевом листе в качестве одной пластины-диэлектрика, и электролит из электрохимической ячейки в качестве другой пластины. Наличие электрохимической ячейки делает их полярными, то есть напряжение постоянного тока должно прикладываться в одном направлении, и анодированная пластина должна быть анодом, или плюсом.

На практике их пластины выполнены в виде сэндвича из алюминиевой фольги, завёрнутой в цилиндр и расположенной в алюминиевой банке. Рабочее напряжение зависит от глубины анодированного слоя.

У электролитических конденсаторов наибольшая среди распространённых ёмкость, от 0,1 до тысяч мкФ. Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность (equivalent series inductance, ESI, или эффективная индуктивность), из-за чего их нельзя использовать на высоких частотах. Обычно они используются для сглаживания питания и развязывания, а также связывания на аудиочастотах.

Танталовые электролитические

Танталовый конденсатор поверхностного размещения

Танталовые электролитические конденсаторы изготавливаются в виде спечённого танталового анода с большой площадью поверхности, на которой выращивается толстый слой оксида, а затем в качестве катода размещается электролит из диоксида марганца. Комбинация большой площади поверхности и диэлектрических свойств оксида тантала приводит к высокой ёмкости в пересчёте на объём. В результате такие конденсаторы выходят гораздо меньше алюминиевых конденсаторов сравнимой ёмкости. Как и у последних, у танталовых конденсаторов есть полярность, поэтому постоянный ток должен идти в строго одном направлении.

Их доступная ёмкостью варьируется от 0,1 до нескольких сотен мкФ. У них гораздо меньше сопротивление утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.

В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за состоянием отказа, бывает, что они загораются. Аморфный оксид тантала – хороший диэлектрик, а в кристаллической форме он становится хорошим проводником. Неправильное использование танталового конденсатора – например, подача слишком большого пускового тока может привести к переходу диэлектрика в другую форму, что увеличит проходящий через него ток. Правда, репутация, связанная с возгораниями, появилась у более ранних поколений танталовых конденсаторов, и улучшенные методы производства привели к созданию более надёжной продукции.

Полимерные плёнки

Целое семейство конденсаторов использует полимерные плёнки в качестве диэлектриков, а плёнка либо находится между витыми или перемежающимися слоями металлической фольги, либо имеет металлизированный слой на поверхности. Их рабочее напряжение может доходить до 1000 В, но высокими ёмкостями они не обладают – это обычно от 100 пФ до единиц мкФ. У каждого вида плёнки есть свои плюсы и минусы, но в целом всё семейство отличается более низкими ёмкостью и индуктивностью, чем у электролитических.

Посему они используются в высокочастотных устройствах и для развязывания в электрически шумных системах, а также в системах общего назначения.

Полипропиленовые конденсаторы используются в схемах, требующих хорошей тепловой и частотной стабильности. Также они используются в системах питания, для подавления ЭМП, в системах, использующих переменные токи высокого напряжения.

Полиэстеровые конденсаторы, хотя и не обладают такими температурными и частотными характеристиками, получаются дешёвыми и выдерживают большие температуры при пайке для поверхностного монтажа. В связи с этим они используются в схемах, предназначенных для использования в некритичных приложениях.

Полиэтилен-нафталатовые конденсаторы. Не обладают стабильными температурными и частотными характеристиками, но могут выдерживать гораздо большие температуры и напряжения по сравнению с полиэстеровыми.

Полиэтилен-сульфидовые конденсаторы обладают температурными и частотными характеристиками полипропиленовых, и в дополнение выдерживают высокие температуры.

В старом оборудовании можно наткнуться на поликарбонатные и полистиреновые конденсаторы, но сейчас они уже не используются.

Керамика

История керамических конденсаторов довольно длинная – они использовались с первых десятилетий прошлого века и по сей день. Ранние конденсаторы представляли собою один слой керамики, металлизированной с обеих сторон. Более поздние бывают и многослойными, где пластины с металлизацией и керамика перемежаются. В зависимости от диэлектрика их ёмкости варьируются от 1 пФ до десятков мкФ, а напряжения достигают киловольт. Во всех отраслях электроники, где требуется малая ёмкость, можно встретить как однослойные керамические диски, так и многослойные пакетные конденсаторы поверхностного монтажа.

Проще всего классифицировать керамические конденсаторы по диэлектрикам, поскольку именно они придают конденсатором все свойства. Диэлектрики классифицируют по трёхбуквенным кодам, где зашифрована их рабочая температура и стабильность.

C0G лучшая стабильность в ёмкости по отношению к температуре, частоте и напряжению. Используются в высокочастотных схемах и других контурах высокого быстродействия.

X7R не обладают такими хорошими характеристиками по температуре и напряжению, посему используются в менее критичных случаях. Обычно это развязывание и различные универсальные приложения.

Y5V обладают гораздо большей ёмкостью, но характеристики температуры и напряжения у них ещё ниже. Также используются для развязывания и в различных универсальных приложениях.

Поскольку керамика часто обладает и пьезоэлектрическими свойствами, некоторые керамические конденсаторы демонстрируют и микрофонный эффект. Если вы работали с высокими напряжениями и частотами в аудиодиапазоне, например, в случае ламповых усилителей или электростатики, вы могли услышать, как «поют» конденсаторы. Если вы использовали пьезоэлектрический конденсатор для обеспечения частотной стабилизации, вы могли обнаружить, что его звук модулируется вибрацией его окружения.

Как мы уже упоминали, статья не ставит целью охватить все технологии конденсаторов. Взглянув в каталог электроники вы обнаружите, что некоторые технологии, имеющиеся в наличии, здесь не освещены. Некоторые предложения из каталогов уже устарели, или же имеют такую узкую нишу, что с ними чаще всего и не встретишься. Мы надеялись лишь развеять некоторые тайны по поводу популярных моделей конденсаторов, и помочь вам в выборе подходящих компонентов при разработке собственных устройств. Если мы разогрели ваш аппетит, вы можете изучить нашу статью по катушкам индуктивности.

Об обнаруженных вами неточностях и ошибках прошу писать через

Конденсатор

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

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

Различные конденсаторы для объёмного монтажа

Свойства конденсатора

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

где — мнимая единица , — частота протекающего синусоидального тока, — ёмкость конденсатора. Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно: . Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 10 6 пФ) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах. При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, т.е. постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения (пикоФарад). Для , а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мк x 10 В». Для указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10 – 180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24 , т.е. на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.

Характеристики конденсаторов

Основные параметры

Ёмкость

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

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

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

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

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

или

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

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

Удельная ёмкость

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

Номинальное напряжение

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

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

Полярность

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

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

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

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

Электрическое сопротивление изоляции конденсатора —

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

Эквивалентное последовательное сопротивление —

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

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

Эквивалентная последовательная индуктивность —

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

Тангенс угла потерь

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

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

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

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

Диэлектрическое поглощение

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

В радиоэлектронике используются огромное количество всевозможных конденсаторов. Все они различаются по таким основным параметрам как номинальная ёмкость, рабочее напряжение и допуск.

Но это лишь основные параметры. Ещё одним немаловажным параметрам может служить то, из какого диэлектрика состоит конденсатор . Рассмотрим более подробно, какие бывают конденсаторы по типу диэлектрика.

В радиоэлектронике применяются полярные и неполярные конденсаторы. Отличие полярных конденсаторов от неполярных заключается в том, что полярные включаются в электронную схему в строгом соответствии с указанной полярностью. К полярным конденсаторам относятся так называемые электролитические конденсаторы. Наиболее распространены радиальные алюминиевые электролитические конденсаторы. В отечественной маркировке они имеют обозначение К50-35.

У аксиальных конденсаторов проволочные выводы размещены по бокам цилиндрического корпуса, в отличие от радиальных конденсаторов, выводы которых размещаются с одной стороны цилиндрического корпуса. Аксиальными электролитами являются конденсаторы с маркировкой К50-29 К50-12, К50-15 и К50-24.

Аксиальные электролитические конденсаторы серии К50-29 и импортный фирмы PHILIPS

В обиходе радиолюбители называют электролитические конденсаторы “электролитами”.

Обнаружить их можно в блоках питания радиоэлектронной аппаратуры. В основном они служат для фильтрации и сглаживания выпрямленного напряжения. Также электролитические конденсаторы активно применяются в усилителях звуковой частоты (усилках) для разделения постоянной и переменной составляющей тока.

Электролитические конденсаторы обладают довольно значительной ёмкостью. В основном, значения номинальной ёмкости простираются от 0,1 микрофарады (0,1 мкФ) до 100.000 микрофарад (100000 мкФ).

Номинальное рабочее напряжение электролитических конденсаторов может быть в диапазоне от 10 вольт до нескольких сотен вольт (100 – 500 вольт). Конечно, не исключено, что есть и другие образцы, с другой ёмкостью и рабочим напряжением, но на практике встречаются они довольно редко.

Стоит отметить, что номинальная ёмкость электролитических конденсаторов уменьшается по мере роста срока их эксплуатации.

Поэтому, для сборки самодельных электронных устройств, стоит применять либо новые купленные, либо те конденсаторы, которые эксплуатировались в электроаппаратуре небольшой срок. В противном случае, можно столкнуться с ситуацией неработоспособности самодельного устройства по причине неисправности электролитического конденсатора. Наиболее распространённый дефект “старых” электролитов – потеря ёмкости и повышенная утечка.

Перед повторным применением стоит тщательно проверить конденсатор , ранее бывший в употреблении.

Опытные радиомеханики могут многое рассказать про качество электролитических конденсаторов. В пору широкого распространения советских цветных телевизоров в ходу была очень распространённая неисправность телевизоров по причине некачественных электролитов. Порой доходило до того, что телемастер заменял практически все электролитические конденсаторы в схеме телевизора, после чего аппарат исправно работал долгие годы.

В последнее время всё большее распространение получают компактные электролитические конденсаторы для поверхностного монтажа. Их габариты значительно меньше, чем классических выводных.

Конденсаторы электролитические алюминиевые для SMD монтажа на плате CD — привода

Также существуют миниатюрные танталовые конденсаторы . Они имеют довольно малые размеры и предназначены для SMD монтажа. Обнаружить их легко на печатных платах миниатюрных МР3 плееров, мобильных телефонов, материнских платах ноутбуков и компьютеров.

Танталовые электролитические конденсаторы на печатной плате MP-3 плеера

Несмотря на свои маленькие размеры, танталовые конденсаторы имеют значительную ёмкость. Они аналогичны алюминиевым электролитическим конденсаторам для поверхностного монтажа, но имеют значительно меньшие размеры.

Танталовый SMD конденсатор ёмкостью 47 мкФ и рабочее напряжение 6 вольт.
Печатная плата компьютерного CD-привода

В основном в компактной аппаратуре встречаются танталовые конденсаторы на 6,3 мкФ, 10 мкФ, 22 мкФ, 47 мкФ, 100 мкФ, 470 мкФ и на рабочее напряжение 10 -16 вольт. Столь небольшое рабочее напряжение связано с тем, что напряжение источника питания в малогабаритной электронике редко превышает порог в 5 – 10 вольт. Конечно, есть и более высоковольтные экземпляры.

Кроме танталовых конденсаторов в миниатюрной электронике используются и полимерные для поверхностного монтажа. Такие конденсаторы изготавливаются с применением твёрдого полимера. Он выполняет роль отрицательной обкладки – катода . Плюсовым выводом – анодом — в полимерном конденсаторе служит алюминиевая фольга. Такие конденсаторы хорошо подавляют электрические шумы и пульсации, обладают высокой температурной стабильностью.

На танталовых конденсаторах указывается полярность, которую необходимо учитывать при их использовании в самодельных конструкциях.

Кроме танталовых конденсаторов в SMD корпусах есть и выводные с танталовым диэлектриком. Их форма напоминает каплю. Отрицательный вывод маркируется полосой на корпусе.

Такие конденсаторы также обладают всеми преимуществами, что и танталовые для поверхностного монтажа, а именно низким током утечки, высокой температурной и частотной стабильностью, более высоким сроком эксплуатации по сравнению с обычными конденсаторами. Активно применяются в телекоммуникационном оборудовании и компьютерной технике.

Выводной танталовый конденсатор ёмкостью 10 микрофарад и рабочее напряжение 16 вольт

Среди электролитических конденсаторов есть и неполярные . Выглядят они, так же как и обычные электролитические конденсаторы, но для них не важна полярность приложенного напряжения. Они применяются в схемах с переменным или пульсирующим током, где использование полярных конденсаторов невозможно. К неполярным относятся конденсаторы с маркировкой К50-6. Отличить полярный конденсатор от неполярного можно, например, по отсутствию маркировки полярности на его корпусе.

Что такое конденсатор? — Основы схемотехники

Конденсатор — это электрический компонент, используемый для хранения энергии в электрическом поле. Он имеет два электрических проводника, разделенных диэлектрическим материалом, которые накапливают заряд при подключении к источнику питания. Одна пластина получает отрицательный заряд, а другая — положительный.

Конденсатор не рассеивает энергию, в отличие от резистора. Его емкость характеризует идеальный конденсатор. Это количество электрического заряда на каждом проводнике и разность потенциалов между ними. Конденсатор отключает ток в цепях постоянного и короткого замыкания в цепях переменного тока. Чем ближе два проводника и чем больше площадь их поверхности, тем больше его емкость.

Общие типы конденсаторов

В керамических дисковых конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется керамика. Керамический конденсатор заключен в капсулу с двумя выводами, которые выходят снизу и образуют диск. Керамический дисковый конденсатор не имеет полярности и подключается в любом направлении на печатной плате.В керамических конденсаторах относительно высокая емкость достигается при небольшом физическом размере из-за их высокой диэлектрической проницаемости. Его значение колеблется от пикофарад до одной или двух микрофарад, но его номинальное напряжение относительно низкое.

Трехзначный код, напечатанный на их корпусе, используется для определения емкости конденсатора в пикофарадах. Буквенные коды используются для обозначения их значения допуска, например: J = 5%, K = 10% или M = 20%. Например, керамический дисковый конденсатор выше с маркировкой 154 указывает, что есть 15 и 4 нуля пикофарад, или 150 000 пФ (150 нФ).

Значение допуска керамического дискового конденсатора

Электролитические конденсаторы часто используются, когда требуются большие значения емкости. Они обычно используются для уменьшения пульсаций напряжения или для соединений и развязки. Электролитические конденсаторы изготовлены из двух тонких пленок алюминиевой фольги с оксидным слоем в качестве изолятора. Они поляризованы и могут быть повреждены или взорваны при неправильном подключении. Этот тип конденсатора имеет большой допуск, но плохо работает на высоких частотах.

Конденсатор электролитический

Танталовые конденсаторы обычно используются для емкостей среднего диапазона. Их лучше всего использовать, когда имеют значение размер и производительность, но они обычно не имеют высоких рабочих напряжений и не обладают очень высокой допустимой нагрузкой по току. Танталовые конденсаторы поляризованы и могут взорваться под нагрузкой. У них очень низкая терпимость к обратному смещению.

Маркировка танталовых конденсаторов с выводами Маркировка танталовых конденсаторов SMD

Маркировка танталовых конденсаторов SMD обычно состоит из трех цифр.Последний — множитель, а первые два — значащие цифры. Его значения указаны в пикофарадах. Следовательно, танталовый конденсатор SMD, показанный выше, имеет значение 47 x 10 ⁶ пФ, что соответствует 47 мкФ.

Маркировка танталовых конденсаторов SMD Танталовые конденсаторы

также можно маркировать напрямую, как показано на рисунке выше.

Серебряные слюдяные конденсаторы используются во многих радиочастотных цепях, таких как генераторы и фильтры. Серебряная слюда дает очень высокие характеристики с жесткими допусками, но с небольшими изменениями температуры.В нем используются серебряные электроды, которые наносятся непосредственно на слюду. Несколько слоев помогают получить необходимый уровень емкости, и на эту емкость влияет область, покрытая электродами.

Серебряный слюдяной конденсатор

В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используется тонкая пластиковая пленка. Пленочные конденсаторы используются во многих приложениях из-за их стабильности, низкой индуктивности и низкой стоимости. Они не поляризованы, поэтому подходят для сигналов переменного тока и питания. Они также сделаны с очень точными значениями емкости и сохраняют ее дольше, чем любой другой тип конденсатора.

Пленочный конденсатор

Конденсаторы переменной емкости — это конденсаторы с емкостью, которую можно изменять в зависимости от требований к определенному диапазону значений. Переменные конденсаторы состоят из металлических пластин. Среди этих пластин одна неподвижная, а другая подвижная. Емкость Thier может варьироваться от 10 до 500 пикофарад. Эти переменные резисторы находят множество применений, например, для настройки LC-цепей в радиоприемниках, для согласования импеданса в антеннах и т. Д.Есть два типа переменных конденсаторов — подстроечный конденсатор и подстроечный конденсатор.

Конденсатор настройки

Каркас в этом конденсаторе обеспечивает поддержку конденсатора, сделанного из слюды, и находящегося в нем «статора». С помощью вала ротор вращается, когда статор неподвижен. Когда пластины подвижного ротора входят в неподвижный статор, емкость, возможно, достигает максимального уровня. В противном случае значение емкости минимальное.

Подстроечный конденсатор

Этот тип конденсатора имеет три вывода.Один соединен с неподвижной частью, другой — с частью, которая отвечает за движение, называемое поворотным, а другой вывод является общим.

Поляризованные и неполяризованные конденсаторы

Когда дело доходит до хранения и разгрузки, у них обоих одинаковый принцип. Однако есть много факторов, которые отличают их друг от друга.

Различные диэлектрики — Диэлектрик — это материал между двумя пластинами конденсатора. В поляризованных конденсаторах в качестве диэлектрика используется электролит, что придает им большую емкость, чем у других конденсаторов того же объема. Однако полярные конденсаторы, произведенные из различных материалов и процессов электролита, будут иметь разные значения емкости. Использование полярных и неполяризованных конденсаторов зависит от обратимых свойств диэлектрика.

Различные конструкции — чаще всего используются электролитические конденсаторы круглой формы; квадратные конденсаторы встречаются редко. Существуют также невидимые конденсаторы или распределенные конденсаторы, которые нельзя игнорировать в устройствах высокой и промежуточной частоты.

Условия использования и использование — внутренние материалы и конструкции обеспечивают большую емкость и высокочастотные характеристики полярных конденсаторов, что делает их очень подходящими для фильтров источников питания и т.п. Однако есть полярные конденсаторы с хорошими высокочастотными характеристиками — танталовый электролизный, который обычно не используется из-за его высокой стоимости.

Различная производительность — Максимальная производительность — одно из основных требований при выборе конденсатора. Если в источнике питания телевизора в качестве фильтра используется металлооксидный пленочный конденсатор, емкость и выдерживаемое напряжение должны соответствовать требованиям фильтра; внутри корпуса можно установить только блок питания. Следовательно, в фильтре можно использовать только полярные конденсаторы, а полярная емкость необратима. Обычно электролитические конденсаторы имеют емкость более 1 МФ; лучше всего использовать для связи, развязки, фильтрации источника питания и т. д. Неполярные конденсаторы, как правило, менее 1 MF, что включает только резонанс, связь, выбор частоты, ограничение тока и т. д.Однако существуют также высоковольтные неполярные конденсаторы большой емкости, которые в основном используются для компенсации реактивной мощности, фазового сдвига двигателя и фазового сдвига мощности преобразования частоты.

Разная емкость — конденсаторы одинакового объема имеют разную емкость в зависимости от их диэлектриков.

Общее применение конденсаторов

Связь по переменному току / блокировка по постоянному току — компонент позволяет только сигналам переменного тока проходить от одного участка цепи к другому, блокируя любое статическое напряжение постоянного тока. Они обычно используются для разделения компонентов переменного и постоянного тока в сигнале. В этом методе необходимо обеспечить достаточно низкое сопротивление конденсатора. Номинальное напряжение конденсатора должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе. Обычно конденсатор может выдерживать напряжение питающей шины с некоторым запасом для обеспечения надежности.

Развязка источника питания — Конденсатор используется для развязки одной части схемы от другой.Развязка выполняется, когда входящий линейный сигнал проходит через трансформатор и выпрямитель; результирующая форма волны не гладкая. Оно варьируется от нуля до пикового напряжения. При применении к цепи это маловероятно, поскольку обычно требуется постоянное напряжение.

Фильтрация шума переменного тока от цепей постоянного тока — Любые сигналы переменного тока, которые могут быть в точке смещения постоянного тока, шине питания или других узлах, которые должны быть свободны от определенного переменного сигнала, должны быть удалены конденсатором. Он также должен выдерживать напряжение питания, подавая и поглощая уровни тока, возникающие из-за шума на рельсе.

Фильтрация аудиосигналов — необходимо учитывать ВЧ характеристики конденсатора. Эта производительность может отличаться на более низких частотах. Здесь обычно используются керамические конденсаторы, поскольку они имеют высокую частоту собственного резонанса, особенно конденсаторы для поверхностного монтажа, которые очень малы и не имеют выводов, которые могут вызвать какую-либо индуктивность.

Что такое суперконденсаторы?

Он также известен как двухслойный электролитический конденсатор или ультраконденсатор. Суперконденсатор может хранить большое количество энергии. В частности, от 10 до 100 раз больше энергии на единицу массы или объема по сравнению с электролитическими конденсаторами. Он имеет более низкие пределы напряжения, которые перекрывают разрыв между электролитическими конденсаторами и аккумуляторными батареями.

Некоторые общие области применения суперконденсаторов

Ветряные турбины — суперконденсаторы помогают сгладить прерывистую энергию ветра.

Двигатели, приводящие в движение электромобили, работают от источников питания, рассчитанных на сотни вольт, а это означает, что для хранения необходимого количества энергии в типичном рекуперативном тормозе необходимы сотни последовательно соединенных суперконденсаторов.

Электрические и гибридные транспортные средства — суперконденсаторы используются в качестве временных накопителей энергии для рекуперативного торможения, при этом энергия транспортного средства, как правило, тратится впустую при остановке, ненадолго сохраняется и затем повторно используется, когда он снова начинает движение.

Суперконденсаторы и кривая разряда батареи

Кривая разряда батареи экспоненциальная. Как видите, экспоненциальный разряд обеспечивает стабильную мощность до конца. Энергия остается высокой на протяжении большей части заряда, а затем быстро падает по мере того, как заряд заканчивается .

Кривая разряда суперконденсатора линейная. Как видите, линейный разряд не позволяет полностью использовать энергию. Он обеспечивает самую высокую мощность в начале .

Explainer: Чем отличаются батареи и конденсаторы

переменный ток (в электричестве) Переменный ток, часто называемый переменным током, представляет собой поток электронов, который меняет направление на обратное с регулярными интервалами много раз в секунду. Большинство бытовых приборов работают от сети переменного тока. Но многие портативные устройства, такие как музыкальные плееры и фонарики, работают от постоянного тока (DC), обеспечиваемого батареями.

анод Отрицательный полюс батареи и положительно заряженный электрод в электролитической ячейке.Он притягивает отрицательно заряженные частицы. Анод является источником электронов для использования вне батареи при ее разряде.

атом Основная единица химического элемента. Атомы состоят из плотного ядра, которое содержит положительно заряженные протоны и нейтрально заряженные нейтроны. Ядро вращается вокруг облака отрицательно заряженных электронов.

аккумулятор Устройство, способное преобразовывать химическую энергию в электрическую.

конденсатор Электрический компонент, используемый для хранения энергии. В отличие от батарей, которые накапливают энергию химически, конденсаторы хранят энергию физически в форме, очень похожей на статическое электричество.

углерод Химический элемент с атомным номером 6. Он является физической основой всего живого на Земле. Углерод существует свободно в виде графита и алмаза. Это важная часть угля, известняка и нефти, и она способна химически самосвязываться с образованием огромного количества химически, биологически и коммерчески важных молекул.

катод Положительный полюс батареи и отрицательно заряженный электрод в электролитической ячейке. Он притягивает положительно заряженные частицы. Во время разряда катод притягивает электроны извне батареи.

керамика Твердый, но хрупкий материал, полученный обжигом глины или другого неметаллического минерала при высокой температуре. Кирпичи, фарфор и другие виды фаянса — образцы керамики.Многие высококачественные керамические материалы используются в промышленности, где материалы должны выдерживать суровые условия.

химический Вещество, состоящее из двух или более атомов, которые объединяются (становятся связанными вместе) в фиксированной пропорции и структуре. Например, вода — это химическое вещество, состоящее из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода. Его химический символ — H ₂ O. Химический также может быть прилагательным, описывающим свойства материалов, которые являются результатом различных реакций между различными соединениями.

химическая реакция Процесс, который включает перестройку молекул или структуры вещества в противоположность изменению физической формы (например, от твердого тела к газу).

схема Сеть, передающая электрические сигналы. В организме нервные клетки создают цепи, которые передают электрические сигналы в мозг. В электронике провода обычно направляют эти сигналы для активации некоторых механических, вычислительных или других функций.

компонент Элемент, который является частью чего-то еще, например, элементы, которые находятся на электронной плате.

проводник (в физике и технике) Материал, через который может протекать электрический ток.

current Жидкое тело — например, из воды или воздуха — которое движется в узнаваемом направлении. (в электричестве) Поток электричества или количество электричества, проходящее через некоторую точку за определенный период времени.

плотность Мера плотности объекта, определяемая делением массы на объем.

постоянный ток (в электричестве) Постоянный ток, часто называемый постоянным током, представляет собой односторонний поток электронов. Электроэнергия постоянного тока вырабатывается такими устройствами, как батареи, конденсаторы и солнечные элементы. Когда цепи требуется питание постоянного тока, определенные электронные устройства могут преобразовывать мощность переменного тока (AC) в постоянный ток.

электронная сигарета Устройство с батарейным питанием, которое диспергирует никотин и другие химические вещества в виде крошечных частиц в воздухе, которые пользователи могут вдыхать.Изначально они были разработаны как более безопасная альтернатива сигаретам, которую пользователи могли использовать, пытаясь постепенно избавиться от никотиновой зависимости, содержащейся в табачных изделиях. Эти устройства нагревают ароматизированную жидкость до тех пор, пока она не испарится, образуя пары. Люди используют эти устройства, известные как вейперы.

электрический заряд Физическое свойство, отвечающее за электрическую силу; он может быть отрицательным или положительным.

электрический ток Поток электрического заряда, называемый электричеством, обычно возникает в результате движения отрицательно заряженных частиц, называемых электронами.

электрическое поле Область вокруг заряженной частицы или объекта, внутри которой сила будет действовать на другие заряженные частицы или объекты.

электричество Поток заряда, обычно возникающий в результате движения отрицательно заряженных частиц, называемых электронами.

электрический потенциал Обычно известный как напряжение, электрический потенциал — это движущая сила для электрического тока (или потока электронов) в цепи.С научной точки зрения электрический потенциал — это мера потенциальной энергии на единицу заряда (например, электрона или протона), хранящуюся в электрическом поле.

электролит Неметаллическая жидкость или твердое тело, которое проводит ионы — электрически заряженные атомы или молекулы — для переноса электрических зарядов. (Определенные минералы в крови или других жидкостях организма могут служить ионами, перемещающимися для переноса заряда.) Электролиты также могут служить ионами, перемещающими положительные заряды внутри батареи.

электрон Отрицательно заряженная частица, обычно находящаяся на орбите внешних областей атома; также носитель электричества в твердых телах.

плотность энергии Количество энергии, хранящейся в батарее, конденсаторе или другом запоминающем устройстве, деленное на его объем.

инженер Человек, который использует науку для решения проблем. Глагол «спроектировать» означает разработать устройство, материал или процесс, который решит какую-то проблему или неудовлетворенную потребность.

фактор Что-то, что играет роль в определенном состоянии или событии; участник.

поле (в физике) Область в пространстве, где действуют определенные физические эффекты, такие как магнетизм (созданный магнитным полем), гравитация (гравитационным полем), масса (поле Хиггса) или электричество (электрическое поле). поле).

частота Количество раз, когда заданное периодическое явление происходит в течение заданного интервала времени.(В физике) Число длин волн, возникающих за определенный интервал времени.

графит Как и алмаз, графит — вещество, содержащееся в грифеле карандаша — представляет собой форму чистого углерода. В отличие от алмаза, графит очень мягкий. Основное различие между этими двумя формами углерода заключается в количестве и типе химических связей между атомами углерода в каждом веществе.

гибрид Организм, полученный путем скрещивания двух животных или растений разных видов или генетически различных популяций внутри одного вида. Такое потомство часто обладает генами, передаваемыми каждым родителем, что дает комбинацию признаков, неизвестных предыдущим поколениям. Этот термин также используется по отношению к любому объекту, который представляет собой смесь двух или более вещей.

изолятор Вещество или устройство, которое плохо проводит электричество.

ion Атом или молекула с электрическим зарядом из-за потери или усиления одного или нескольких электронов.

литий Мягкий серебристый металлический элемент.Это самый легкий из металлов и очень реактивный. Используется в батареях и керамике.

слюда Семейство минералов, многие из которых легко распадаются на мелкие блестящие хлопья.

минерал Кристаллообразующие вещества, такие как кварц, апатит или различные карбонаты, из которых состоит горная порода. Большинство пород содержат смешанные вместе несколько различных минералов. Минерал обычно тверд и стабилен при комнатной температуре, имеет определенную формулу или рецепт (с атомами, встречающимися в определенных пропорциях) и определенную кристаллическую структуру (то есть его атомы организованы в определенные регулярные трехмерные структуры).

диапазон Полный объем или распространение чего-либо. Например, ареал растения или животного — это территория, на которой они существуют в природе. (в математике или для измерений) Степень возможного отклонения значений. А также расстояние, на котором что-то может быть достигнуто или воспринято.

смартфон Сотовый (или мобильный) телефон, который может выполнять множество функций, включая поиск информации в Интернете.

суперконденсатор Конденсатор с двумя проводящими поверхностями или электродами (как и другие конденсаторы), на которых хранится заряд энергии. В отличие от обычных конденсаторов (но, как и батарей), два электрода разделяет электролит. В этом смысле суперконденсатор — это, по сути, гибрид батареи и конденсатора.

площадь поверхности Площадь поверхности некоторого материала. Как правило, более мелкие материалы и материалы с более шероховатой или более извилистой поверхностью имеют большую площадь внешней поверхности на единицу массы, чем более крупные предметы или предметы с более гладкой поверхностью.Это становится важным, когда на поверхности происходят химические, биологические или физические процессы.

терминал Конечная точка или последняя станция в некоторой системе, сети или процессе. Конец строки.

токсично Ядовито или способно повредить или убить клетки, ткани или целые организмы. Мерой риска, который представляет такой яд, является его токсичность.

tune (в технике) Настроить на нужный уровень.

турбина Устройство с удлиненными лопатками (часто изогнутыми) для улавливания движущейся жидкости — от газа или пара до воды — с последующим преобразованием энергии этого движения во вращательное движение. Часто это вращательное движение заставляет систему вырабатывать электричество.

напряжение Сила, связанная с электрическим током, которая измеряется в единицах, известных как вольты. Энергетические компании используют высокое напряжение для передачи электроэнергии на большие расстояния.

Электрические поля и емкость | Конденсаторы

Введение

Когда электрическое напряжение существует между двумя отдельными проводниками, электрическое поле присутствует в пространстве между этими проводниками. В базовой электронике мы изучаем взаимодействия напряжения, тока и сопротивления в цепях, которые представляют собой проводящие пути, по которым могут перемещаться электроны. Однако когда мы говорим о полях, мы имеем дело с взаимодействиями, которые могут распространяться на пустое пространство.

По общему признанию, понятие «поле» несколько абстрактно. По крайней мере, с помощью электрического тока нетрудно представить себе крошечные частицы, называемые электронами, движущиеся между ядрами атомов внутри проводника, но «поле» даже не имеет массы и вовсе не обязательно должно существовать в материи. .

Несмотря на его абстрактный характер, почти каждый из нас имеет непосредственный опыт работы с полями, по крайней мере, в форме магнитов. Вы когда-нибудь играли с парой магнитов, замечая, как они притягиваются или отталкиваются в зависимости от их взаимной ориентации? Между парой магнитов существует неоспоримая сила, и эта сила не имеет «вещества».«Он не имеет массы, цвета и запаха, и если бы не физическая сила, действующая на сами магниты, он был бы совершенно нечувствителен к нашим телам. Физики описывают взаимодействие магнитов с помощью магнитных полей в пространстве между ними. Если положить железные опилки возле магнита, они ориентируются по линиям поля, визуально указывая на его наличие.

Электрические поля

Предмет этой главы — электрические поля (и устройства, называемые конденсаторами, которые их используют), а не магнитные поля, но есть много общего.Скорее всего, вы тоже испытывали электрические поля. Глава 1 этой книги началась с объяснения статического электричества и того, как такие материалы, как воск и шерсть, при трении друг о друга создают физическое притяжение. Опять же, физики описали бы это взаимодействие в терминах электрических полей, создаваемых двумя объектами в результате их электронного дисбаланса. Достаточно сказать, что всякий раз, когда между двумя точками существует напряжение, в пространстве между этими точками будет проявляться электрическое поле.

Сила поля и поток поля

Поля имеют две меры: поле силы и поле , поток . Поле force — это величина «толчка», которую поле оказывает на определенном расстоянии . Поле flux — это общее количество или эффект поля через пространство . Сила и поток поля примерно аналогичны напряжению («толкать») и току (потоку) через проводник, соответственно, хотя поток поля может существовать в полностью пустом пространстве (без движения частиц, таких как электроны), тогда как ток может иметь место только где есть свободные электроны, чтобы двигаться. В космосе потоку поля можно противопоставить, так же как потоку электронов можно противостоять сопротивлением. Величина потока поля, который будет развиваться в космосе, пропорциональна величине приложенной силы поля, деленной на величину сопротивления потоку. Подобно тому, как тип проводящего материала определяет удельное сопротивление проводника электрическому току, тип изоляционного материала, разделяющего два проводника, определяет определенное сопротивление потоку поля.

Обычно электроны не могут войти в проводник, если не существует пути для выхода такого же количества электронов (помните аналогию с мрамором в трубке?).Вот почему проводники должны быть соединены вместе по круговой траектории (цепи), чтобы возник непрерывный ток. Однако, как ни странно, дополнительные электроны могут быть «втиснуты» в проводник без пути для выхода, если электрическое поле может развиваться в пространстве относительно другого проводника. Количество дополнительных свободных электронов, добавленных к проводнику (или отнятых свободных электронов), прямо пропорционально величине потока поля между двумя проводниками.

Электрическое поле конденсаторов

Конденсаторы — это компоненты, предназначенные для использования этого явления путем размещения двух проводящих пластин (обычно металлических) в непосредственной близости друг от друга.Существует множество различных стилей конструкции конденсаторов, каждый из которых подходит для определенных номиналов и целей. Для очень маленьких конденсаторов будет достаточно двух круглых пластин с изоляционным материалом. Для конденсаторов большей емкости «пластины» могут быть полосами металлической фольги, зажатой вокруг гибкой изолирующей среды и свернутой для компактности. Наибольшие значения емкости достигаются при использовании слоя изоляционного оксида микроскопической толщины, разделяющего две проводящие поверхности. Но в любом случае общая идея та же: два проводника, разделенных изолятором.

Схематический символ конденсатора довольно прост, он представляет собой немногим больше двух коротких параллельных линий (представляющих пластины), разделенных зазором. Провода прикрепляются к соответствующим пластинам для подключения к другим компонентам. На старом устаревшем схематическом изображении конденсаторов были изображены чередующиеся пластины, что на самом деле является более точным способом представления реальной конструкции большинства конденсаторов:

Когда напряжение подается на две пластины конденсатора, между ними создается концентрированный поток поля, позволяющий значительной разнице свободных электронов (заряда) между двумя пластинами:

Поскольку электрическое поле создается приложенным напряжением, лишние свободные электроны вынуждены собираться на отрицательном проводнике, в то время как свободные электроны «отнимаются» у положительного проводника.Этот дифференциальный заряд соответствует накоплению энергии в конденсаторе, представляющем потенциальный заряд электронов между двумя пластинами. Чем больше разница электронов на противоположных обкладках конденсатора, тем больше поток поля и тем больший «заряд» энергии будет хранить конденсатор.

Поскольку конденсаторы хранят потенциальную энергию накопленных электронов в виде электрического поля, они ведут себя совершенно иначе, чем резисторы (которые просто рассеивают энергию в виде тепла) в цепи.Накопление энергии в конденсаторе зависит от напряжения между пластинами, а также от других факторов, которые мы обсудим позже в этой главе. Способность конденсатора накапливать энергию в зависимости от напряжения (разность потенциалов между двумя выводами) приводит к стремлению поддерживать напряжение на постоянном уровне. Другими словами, конденсаторы имеют тенденцию сопротивляться изменениям напряжения. Когда напряжение на конденсаторе увеличивается или уменьшается, конденсатор «сопротивляется» изменению, потребляя ток от источника изменения напряжения или подавая ток на него, в противоположность изменению.

Для хранения большего количества энергии в конденсаторе необходимо увеличить напряжение на нем. Это означает, что к пластине (-) должно быть добавлено больше электронов, а от пластины (+) должно быть отведено больше электронов, что требует наличия тока в этом направлении. И наоборот, чтобы высвободить энергию из конденсатора, необходимо уменьшить напряжение на нем. Это означает, что часть избыточных электронов на (-) пластине должна быть возвращена на (+) пластину, что потребует тока в другом направлении.

Так же, как Первый закон движения Исаака Ньютона («объект в движении имеет тенденцию оставаться в движении; объект в состоянии покоя имеет тенденцию оставаться в состоянии покоя») описывает тенденцию массы противодействовать изменениям скорости, мы можем констатировать тенденцию конденсатора чтобы противостоять изменениям напряжения как таковым: «Заряженный конденсатор имеет тенденцию оставаться заряженным; разряженный конденсатор имеет тенденцию оставаться разряженным.«Гипотетически, оставленный нетронутым конденсатор будет бесконечно поддерживать любое состояние заряда по напряжению, которое он оставил. Только внешний источник (или сток) тока может изменить заряд напряжения, накопленный идеальным конденсатором:

На практике, однако, конденсаторы в конечном итоге теряют свои накопленные заряды напряжения из-за внутренних путей утечки электронов, перемещающихся от одной пластины к другой. В зависимости от конкретного типа конденсатора, время, необходимое для саморассеивания накопленного заряда напряжения, может составлять раз за (несколько лет, когда конденсатор стоит на полке!).

Когда напряжение на конденсаторе увеличивается, он потребляет ток от остальной цепи, действуя как силовая нагрузка. В этом состоянии говорят, что конденсатор заряжает , потому что в его электрическом поле накапливается увеличивающееся количество энергии. Обратите внимание на направление электронного тока с учетом полярности напряжения:

И наоборот, когда напряжение на конденсаторе уменьшается, конденсатор подает ток на остальную часть цепи, действуя как источник питания.В этом состоянии говорят, что конденсатор разряжает . Его запас энергии — удерживаемый в электрическом поле — теперь уменьшается по мере того, как энергия передается остальной части цепи. Обратите внимание на направление тока с учетом полярности напряжения:

Если источник напряжения внезапно подается на незаряженный конденсатор (внезапное повышение напряжения), конденсатор будет потреблять ток от этого источника, поглощая энергию от него, пока напряжение конденсатора не сравняется с напряжением источника. Когда напряжение конденсатора достигает этого конечного (заряженного) состояния, его ток спадает до нуля. И наоборот, если сопротивление нагрузки подключено к заряженному конденсатору, конденсатор будет подавать ток на нагрузку до тех пор, пока он не высвободит всю свою накопленную энергию и его напряжение не упадет до нуля. Когда напряжение на конденсаторе достигает этого конечного (разряженного) состояния, его ток спадает до нуля. По своей способности заряжаться и разряжаться конденсаторы можно рассматривать как аккумуляторы вторичных элементов.

Выбор изоляционного материала между пластинами, как упоминалось ранее, имеет большое влияние на то, какой поток поля (и, следовательно, сколько заряда) будет развиваться при любой заданной величине напряжения, приложенного к пластинам. Из-за роли этого изоляционного материала в влиянии магнитного потока поля он получил специальное название: диэлектрик . Не все диэлектрические материалы одинаковы: степень, в которой материалы препятствуют или стимулируют формирование потока электрического поля, называется диэлектрической проницаемостью диэлектрика.

Мера способности конденсатора накапливать энергию при заданном падении напряжения называется емкостью , . Неудивительно, что емкость также является мерой силы сопротивления изменениям напряжения (точно, какой ток она будет производить при заданной скорости изменения напряжения). Емкость символически обозначается заглавной буквой «С» и измеряется в единицах Фарад, сокращенно «Ф».

Конвенция

по какой-то странной причине отдает предпочтение метрической приставке «микро» при измерении больших емкостей, и поэтому многие конденсаторы оцениваются с точки зрения очень больших значений микрофарад: например, один большой конденсатор, который я видел, имел номинал 330 000 мкФ. !! Почему бы не указать 330 миллифарад? Я не знаю.

Устаревшее название конденсатора

Устаревшее название конденсатора — конденсатор или конденсатор . Эти термины не используются ни в каких новых книгах или схематических диаграммах (насколько мне известно), но они могут встречаться в старой литературе по электронике. Пожалуй, наиболее широко используется термин «конденсатор» в автомобилестроении, где небольшой конденсатор, названный этим именем, использовался для уменьшения чрезмерного искрения на контактах переключателя (называемых «точками») в электромеханических системах зажигания.

ОБЗОР:

Конденсаторы реагируют на изменения напряжения, подавая или потребляя ток в направлении, необходимом для противодействия изменению.
Когда конденсатор сталкивается с возрастающим напряжением, он действует как нагрузка : потребляет ток, поскольку он накапливает энергию (ток, идущий с положительной стороны и от отрицательной стороны, как резистор).
Когда конденсатор сталкивается с уменьшающимся напряжением, он действует как источник : подает ток, высвобождая накопленную энергию (ток выходит на положительную сторону и на отрицательную, как батарея).
Способность конденсатора накапливать энергию в виде электрического поля (и, следовательно, противодействовать изменениям напряжения) называется емкостью , . Он измеряется в единицах Фарад (Ф).
обычно назывались другим термином: конденсатор , (также называемый «конденсатор»).

Конденсатор | Викитроника | Fandom

Абдул Бида Конденсаторы Абдул Бидар

Конденсатор был изобретен в 1669 году голландским ученым Хемантом. Сначала конденсатор назывался Jam jar.Он был сделан путем наполнения стеклянной банки медом и использовался для хранения статических баллонов. Он был способен хранить электрический заряд в небольшом пространстве. Вот почему в 1782 году ученый Волторб назвал его конденсатором. Популярный американский ученый Майкл Фарадей определил природу емкости и электричества, и поэтому единица емкости была названа Джеком. В настоящее время конденсатор известен как конденсатор.

Его функция состоит в том, чтобы накапливать электрическую энергию и при необходимости снова передавать ее в цепь.Другими словами, он заряжает и разряжает накопленный в нем электрический заряд. Помимо этого, конденсатор выполняет следующие функции:

Он блокирует поток постоянного тока и разрешает поток переменного тока.
Используется для соединения двух секций.
Обходит (заземляет) нежелательные частоты.
Подает нужный сигнал в любой раздел.
Используется для фазового сдвига.
Также используется для создания задержки по времени.
Он также используется для фильтрации, особенно для удаления ряби с выпрямленной формы волны.
Используется для настройки частоты.
Используется как пускатель двигателя.
Он также используется вместе с резистором для фильтрации пульсаций в цепи выпрямителя.

I На самом деле конденсатор работает как резервуар для воды. Электроэнергия хранится в конденсатор так же, как и вода, хранится в емкости. Это называется зарядкой конденсатора. Накопленная электрическая энергия может быть снова получена от конденсатора так же, как вода поступает из резервуара. Это называется разрядкой конденсатора. Строительство : Конденсатор — это электрический компонент, состоящий из двух металлических пластин, разделенных изоляционным материалом, известным как диэлектрик.Конденсатор назван в соответствии с используемым в нем диэлектрическим материалом. Конструкция конденсатора показана на рис. 1.

Емкость [редактировать | править источник]

Способность конденсатора накапливать электричество известна как емкость этого конденсатора. Он обозначается буквой C. Единица измерения емкости — Фарад, но Фарад — очень большая единица. Его меньшие единицы — Кило Микрофарад (KMFD), Микрофарад (MFD), Кило Пико Фарад (KPF) или Нано Фарад (NF) и Пико Фарад (PF).Соотношение между этими единицами показано ниже:

Принцип работы конденсатора [редактировать | править источник]

Как уже говорилось, конденсатор может накапливать электрическую энергию и снова отдавать ее в схему. Это известно как зарядка и разрядка конденсатора. Подача питания постоянного и переменного тока на конденсатор дает разные результаты. Работа конденсатора в обоих условиях следующая: Когда искусство заряжается при подаче на него постоянного тока, этот заряд остается в конденсаторе даже после извлечения аккумулятора, пока он не разрядится нагрузкой.

Если на конденсатор подается переменный ток, то полярность обеих пластин поочередно меняется в зависимости от входного переменного тока. В результате этого конденсатор заряжается в первом полупериоде и разряжается в следующем полупериоде. После первого полупериода, когда следующий полупериод наступает на заряженные концы конденсатора, этот противоположный полупериод разряжает конденсатор. между двумя пластинами из-за диэлектрического материала. Таким образом, конденсатор создает препятствие (сопротивление) в потоке переменного тока, известное как сопротивление.Импеданс зависит от емкости конденсатора и частоты переменного тока. Разница фаз между переменным напряжением на входе и переменным током на выходе конденсатора составляет 90 °. Это показано на рис. 2.

Как вы уже выяснили, емкость конденсатора по хранению электрического заряда называется емкостью этого конденсатора. Емкость зависит от следующих факторов:

Площадь пластин.
Расстояние между пластинами.
Характеристики диэлектрика между двумя проводящими пластинами.

Площадь пластин [править | править источник]

Величина емкости конденсатора прямо пропорциональна эффективной площади пластин. Это означает, что емкость конденсатора увеличивается с увеличением площади пластин конденсатора. C a A, здесь A = Площадь пластин. C ~ Емкость.

[править | править источник]

хорошие и плохие. Как вы знаете, конденсатор создается путем размещения изоляционного материала между двумя проводящими пластинами, этот изолирующий материал известен как диэлектрический материал. Хороший диэлектрический материал — это такой материал, в котором нет потерь энергии из-за электрического поля через диэлектрик. Диэлектрик, из-за которого происходит потеря энергии электрического поля в виде тепла, не является хорошим диэлектрическим материалом. Конденсаторы названы в соответствии с типом используемого диэлектрического материала. По диэлектрическому материалу конденсатор можно разделить на два типа :

Простой конденсатор.
Конденсатор электролитический.

Простой конденсатор [редактировать | править источник]

Простые конденсаторы — это те конденсаторы, в которых в качестве диэлектрического материала используются полиэстер, воздух, бумага, слюда, керамика, пластик и каменный флюс.Эти конденсаторы названы в соответствии с используемыми в них диэлектрическими материалами. Например, конденсаторы с бумагой в качестве диэлектрика известны как бумажные конденсаторы, а конденсаторы со слюдой в качестве диэлектрика известны как слюдяные конденсаторы. Оба конца этих конденсаторов похожи, поэтому нет необходимости проверять их полярность перед их подключением в цепь. Вместо простого конденсатора такого же номинала можно использовать любой тип простого конденсатора аналогичного номинала. В некоторых конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется воздух.Такие конденсаторы известны как воздушные конденсаторы. Вот некоторые важные конденсаторы и их характеристики:

» ‘

Слюдяной конденсатор’ » [редактировать | править источник]

Слюда — это такой материал, который в природе доступен тонким слоем. Его диэлектрическая постоянная ^[1] очень высока. Особенно для высоких частот, он работает как хороший изолятор даже при высоких температурах.В нем очень низкие потери частоты, из-за этих кремниевых свойств он используется в качестве диэлектрического материала в конденсаторах. Конденсаторы этого типа известны как слюдяные конденсаторы. Поскольку намотка из слюды невозможна, слюдяные конденсаторы всегда имеют плоскую форму. Эти конденсаторы используются там, где требуется большая точность и высокая диэлектрическая проницаемость. Слюдяные конденсаторы бывают разных типов. Описание двух из них приведено ниже:

» Конденсатор слюдяного типа зажимного типа » : В конденсаторах этого типа между двумя тонкими пластинами олова имеется слой слюды.Теперь таким образом закрепляются один слой за другим. Два электрода вынуты из тонкого слоя олова с обоих концов. Этот тип конструкции используется для производства конденсаторов хорошего качества. Его конструкция показана на рис. 3 (а).
» Скрепленный посеребренный слюдяной конденсатор : В конденсаторах этого типа, за исключением пластин внешних концов, пластины имеют серебряное покрытие с обеих сторон. Покрытие серебром производится в соответствующем электродном поле, а все остальные пластины соединяются друг с другом путем обжига. Благодаря такому расположению конденсатор приобретает хорошую форму и точность. На рис. 38 (b) показана конструкция одного такого конденсатора. Для защиты от влаги его закрывают в футляре для запекания, который затем герметизируют слоем воска. Конденсаторы этого типа также используются там, где требуется большая точность.

» ‘

Бумажный конденсатор.’ » [редактировать | править источник]

Это такой конденсатор, который используется для высокого напряжения постоянного и переменного тока при средних потерях и средней точности стабильности емкости.Это делается путем обертывания тонкого слоя алюминия слоями папиросной бумаги, и для удаления влаги с бумаги используется тонкий слой воска. В бумажном конденсаторе с матрицами вместо алюминия для электродов используется металлическая пленка. Емкость бумажного конденсатора обычно находится в пределах от 0,001 мкФ до 0,2 мкФ. Их допустимая нагрузка не превышает 100 В. В наши дни на папиросной бумаге в бумажных конденсаторах используется полиэфирная пластиковая пленка. Благодаря использованию этой пленки повышается ее диэлектрическая проницаемость, поэтому она не повреждается высоким напряжением.

»

Керамический конденсатор » [редактировать | править источник]

Такие конденсаторы, которые имеют керамический материал в качестве диэлектрика, известны как керамические конденсаторы. Назначение этих конденсаторов определяется электрическими характеристиками используемого керамического материала. Размер керамических конденсаторов очень мал по сравнению с другими конденсаторами из-за их высокой диэлектрической проницаемости. Керамический материал является очень хорошим изолятором, и из него можно получить высокую диэлектрическую проницаемость, смешивая в нем различные типы силикатов.

Керамические конденсаторы обычно бывают двух типов, то есть « дискового типа » и « трубчатого типа », в конденсаторах дискового типа две токопроводящие пластины изготовлены путем посеребрения обеих сторон керамической пластины. Из каждой пластины вынимается проволока в качестве электрода. Для защиты конденсатора от влаги поверх него нанесено покрытие из изоляционного материала. Другой тип конденсатора, который имеет форму сопротивления, известен как керамический конденсатор трубчатого типа.В конденсаторах этого типа серебряное покрытие нанесено внутри и снаружи керамической трубки, которая действует как две проводящие пластины. Из каждого покрытия вынимается проволока. Трубчатые конденсаторы от IFF до 500PF работают аналогично слюдяным конденсаторам.

» ‘

Ассортимент керамических конденсаторов’ » [править | править источник]

» ‘

Фольгированные конденсаторы:’ » [править | править источник]

Такие конденсаторы, в которых тонкий слой металла используется в качестве проводящих пластин, известны как фольговые конденсаторы.Обычно бумага используется в качестве изолятора в конденсаторах из фольги, но в некоторых конденсаторах также используются полиэстер и пластик. Эти конденсаторы известны как полиэфирные конденсаторы и пластиковые конденсаторы соответственно.

» Правила расчета номинала простых конденсаторов: »

Правило I. Если на каком-либо конденсаторе написано одно или двухзначное число без какого-либо кода или единицы измерения, то это число является значением конденсатора в пикофарадах.
Правило 2 : Если на каком-либо конденсаторе записано трехзначное число с последней цифрой как ноль без какого-либо кода и единиц, то это число является значением конденсатора в пикофарадах.
Правило 3 : Если на каком-либо конденсаторе записано трехзначное число с последним числом, отличным от нуля, то его значение рассчитывается методом цветового кода. В этом методе первые две цифры записываются как есть, а нули, равные последней цифре, добавляются после числа.Полученное значение — это значение этого конденсатора в пикофарадах (PF). Его делят на 1000, чтобы получить значение в KPF, и значение в KPF снова делят на 1000, чтобы получить значение в микрофарадах (MF). В конденсаторах этого типа, если после числа написан английский алфавит, то этот алфавит показывает его терпимость. Эти алфавиты и представленные ими допуски приведены ниже : F = ± 1% G = ± 2% J = ± 5% K = ± 10% M = ± 20% *, ____. .
Правило 4 : Если на конденсаторе написано четырехзначное число с нулем в качестве четвертой цифры, то данное число является значением этого конденсатора в пикофарадах.Если на конденсаторе также написан английский алфавит вместе с четырехзначным числом, то этот алфавит представляет его (конденсаторный) допуск.
Правило 5: Если число написано на конденсаторе после десятичной дроби, то это число является значением конденсатора в микрофарадах. Если на конденсаторах этого типа также написан английский алфавит, то этот алфавит показывает допуск конденсатора. Кроме того, на некоторых конденсаторах написано рабочее напряжение.
Правило 6 : Если на каком-либо конденсаторе K написано либо между двухзначным числом, либо после трехзначного числа, которое имеет ноль в качестве последней цифры, то число является значением конденсатора в KPF (килопикофарадах).Когда этот K записывается между двумя цифрами, вместо него используется десятичная дробь, и теперь это число является значением конденсатора в KPF.
Правило 7 : На некоторых конденсаторах их номинальное значение также может быть записано, а на некоторых конденсаторах их количество написано последовательно. Из них первое число показывает номинал конденсатора, второе число показывает его допуск, а третье число показывает его рабочее напряжение.

»

Конденсатор типа pin-up » ‘ [править | править источник]

Эти керамические конденсаторы имеют особую форму и производятся компанией Philips. Эти конденсаторы имеют либо один цвет, либо полоски более одного цвета. С помощью этих цветов их допустимое отклонение и рабочее напряжение рассчитываются в соответствии с системой цветового кода. В этих конденсаторах цветовые полосы отсчитываются сверху.

» ‘

Методы расчета значений различных типов керамических конденсаторов типа pin-up следующие: :’ » [править | править источник]

Когда на конденсаторе типа pin-up только один цвет :

Когда на любом керамическом конденсаторе pin-up типа только один цвет, он считается тремя полосами такого же цвета.Теперь с помощью системы цветового кода рассчитывается значение этого конденсатора.

Когда есть две цветные полосы, одна из которых больше по размеру :

Чтобы рассчитать стоимость такого конденсатора типа pin-up, цвет большей полосы записывается два раза и цвет меньшей полосы пишется только один раз. Таким образом, с помощью трех цветов значение емкости определяется в пикофарадах.

Когда на конденсаторе типа pin-up присутствуют три разных цвета одинакового размера:

В этом случае все три цвета записываются сверху, соответственно, а затем значение конденсатора вычисляется в пико фарад (ПФ).

Когда одна цветная полоса больше, а две цветные полосы меньше по размеру:

При вычислении номинала конденсаторов этих типов больший цвет записывается дважды, а два меньших цвета записываются один раз. Таким образом, мы получаем всего четыре цвета. Три цвета используются для расчета номинальной емкости конденсатора, а четвертый цвет определяет допустимую нагрузку конденсатора.

Четвертый цвет показывает следующее:

Коричневый = ± 1% Красный = ± 2% Зеленый = ± 5% Белый = ± 10% Черный = ± 20%

Если на конденсаторе типа pin-up заданы четыре разных цвета одинакового размера:

В конденсаторах этого типа первые три цвета дают значение конденсатора, а четвертый цвет — допуск.

Когда на конденсаторе типа pin-up указано пять цветов одинакового размера:

Может быть максимум пятицветный конденсатор типа pin-up. Из этих пяти цветов первые три используются для расчета номинальной емкости конденсатора, четвертый цвет показывает его устойчивость, а пятый цвет показывает рабочее напряжение.

Допустимое рабочее напряжение, показанное пятым цветом, соответствует приведенному ниже:

* Коричневый = 100 Вольт

Красный = 250 В
Желтый = 400 В
Синий = 630 Вольт.

Плоский керамический конденсатор [редактировать | править источник]

Некоторые керамические конденсаторы имеют плоскую форму. На этих конденсаторах есть линии. Метод расчета значений этих конденсаторов такой же, как и у других конденсаторов, но в этих конденсаторах цвет внизу считается первым цветом, тогда как в других конденсаторах цвет вверху считается первым цветом.

Конденсаторы Storoflux [редактировать | править источник]

Эти конденсаторы выглядят так, как будто они сделаны из стекла, потому что они сделаны из прозрачного пластика.Их стоимость обычно составляет пикофарады. В прозрачном пластике есть тонкие слои алюминия, которые используются как пластины.

Расчетное значение керамических конденсаторов трубного типа [править | править источник]

Стоимость большинства керамических конденсаторов трубчатого типа указана на них. Но у некоторых конденсаторов есть цветные полосы и точки на корпусе, которые используются для расчета их (конденсаторного) значения. Чтобы рассчитать номинал конденсатора по этим цветным полосам и точкам, следуйте некоторым правилам, которые заключаются в следующем:

Правило 1: Если на каком-либо конденсаторе трубчатого типа есть пять полосок или точек разных цветов, то первый цвет показывает температурный коэффициент конденсатора, второй, третий и четвертый используются для расчета номинала конденсатора. Способ расчета емкости конденсатора с цветами

такой же, как и для сопротивления. Значение всегда выражается в пикофарадах (PF), а пятый цвет показывает допустимую нагрузку конденсатора. В таблице 1 показан метод расчета номинала керамического конденсатора трубчатого типа с пятью цветами.

Правило 2: На некоторых керамических конденсаторах трубчатого типа указан их номинал. Кроме того, чтобы показать толерантность, в качестве кода толерантности написан английский алфавит. В углу на этих конденсаторах есть цветная полоска или точка, которая представляет их температурный коэффициент.

В этом конденсаторе коды допусков следующие:

100 А написано на конденсаторе, показанном на рис. означает, что его значение составляет 100PF, а его код толерантности — A, таким образом, его толерантность составляет ± 10%.

Почему конденсаторы являются важными компонентами электронных схем

С развитием технологий конденсаторы стали важными компонентами почти каждого электронного устройства. Они способны накапливать электрический заряд, но недолго.

По Потшангбам июля

Как и аккумуляторная батарея, конденсаторы накапливают и выделяют энергию. Конденсаторы хранят потенциальную энергию в электрическом поле, тогда как батареи накапливают энергию в форме химической энергии, которая позже преобразуется в электрическую. Конденсаторы обладают такими функциями, как возможность легкой зарядки-разрядки. Сегодня растет спрос на более совершенные конденсаторы для носимых устройств, бытовой электроники и промышленного применения.

Важность конденсаторов
Конденсатор, также известный как конденсатор, является одним из основных компонентов, необходимых для построения электронных схем. Конструкция схемы является неполной или она не будет функционировать должным образом без основных компонентов, таких как резисторы, катушки индуктивности, диоды, транзисторы и т. Д. Основная функция конденсаторов — накапливать электростатическую энергию в электрическом поле и передавать эту энергию в схему. , когда необходимо. Они пропускают переменный ток, но блокируют прохождение постоянного тока, чтобы избежать опасного выхода из строя цепи.

Хотя конденсаторы крошечные, они обеспечивают различные преимущества в электронных схемах.

Они накапливают энергию непосредственно на пластинах, что значительно ускоряет процесс зарядки / разрядки.
Они эффективны при фильтрации нежелательных частот.
могут эффективно справляться с потерями мощности и делать производство электроэнергии более экономичным.
Они менее чувствительны к температуре.
Конденсаторы разряжают ток практически мгновенно.
Конденсаторы предпочтительнее для приложений переменного тока.
Они способны работать с приложениями с высоким напряжением и поэтому подходят для высокочастотных сценариев использования.
имеют длительный срок службы почти от десяти до 15 лет.

Типы конденсаторов и их применение
Существует несколько типов конденсаторов разной конструкции, для разных применений и функций. Ниже приведены наиболее распространенные типы конденсаторов, используемых в электронных схемах.

Пленочные конденсаторы: К ним относятся полиэфирная пленка, металлизированная пленка, полипропиленовая пленка, пленка PTE и конденсаторы на основе полистирольной пленки. Что отличает их друг от друга, так это материал, используемый в качестве диэлектрика.

] Диэлектрик следует выбирать с осторожностью, исходя из его свойств. Пленочные конденсаторы имеют несколько преимуществ — они очень надежны и имеют длительный срок службы. Их предпочитают в условиях высоких температур.

Пленочные конденсаторы используются в автомобильных электронных устройствах, поскольку они демонстрируют стабильность при работе при высоких температурах и в условиях вибрации.Широкое применение пленочных конденсаторов также можно объяснить их способностью выдерживать высокое напряжение.

Керамические конденсаторы: Эти конденсаторы не имеют полярности и имеют фиксированную емкость. В качестве диэлектрического материала они используют керамическое вещество. Обычно используются два типа керамических конденсаторов — многослойный керамический конденсатор (MLCC) и керамический дисковый конденсатор. Следует отметить, что керамические материалы плохо проводят электричество; поэтому электрические заряды не могут проходить через них.Обратной стороной керамических конденсаторов является то, что незначительное изменение температуры изменяет их емкость.

Низкая индуктивность керамических конденсаторов делает их пригодными для высокочастотных приложений. Они имеют небольшие размеры и используются в различных электронных продуктах, включая телевизоры, мобильные телефоны, цифровые видеокамеры, ноутбуки и т. Д.

Электролитические конденсаторы: Их можно разделить на две категории: материал электрода (алюминий, тантал или ниобий) и свойства электролитов (влажный, твердый или гибрид влажный / твердый).Большинство электролитических конденсаторов имеют полярность; поэтому при постоянном напряжении важно исправлять полярность на обоих концах. Из-за своего небольшого размера и высокой емкости электролитические конденсаторы подходят для использования в цепях питания постоянного тока. Их применение — соединение и развязка. Недостатком электролитических конденсаторов является их относительно низкое напряжение.

Бумажные конденсаторы: Они сконструированы с использованием бумаги в качестве диэлектрика и способны накапливать достаточный электрический заряд.Диапазон емкости для них варьируется от 0,001 до 2 000 мкФ, а напряжение очень высокое — до 2000 В. Этот конденсатор поглощает влагу из воздуха, что снижает сопротивление изоляции диэлектрика. Бумажные конденсаторы используются для фильтрации. Их также можно использовать в приложениях, требующих высокого напряжения и большого тока.

Общие проблемы при использовании неподходящих конденсаторов
Плохой конденсатор может привести к различным проблемам. Когда в цепи используется неподходящий конденсатор, он не может стабилизировать высокое напряжение, что может отрицательно повлиять на систему, вызывая ее выход из строя раньше ожидаемого срока службы. Следует помнить, что все конденсаторы сделаны из разных материалов. Следовательно, использование конденсатора плохого качества или конденсатора с неправильным номиналом может серьезно повлиять на работу схемы.

Другие проблемы, возникающие при неправильном выборе конденсаторов, — это ненужная потеря мощности и нестабильные цепи. Кроме того, неправильный физический размер и тип конденсатора могут вызвать такие проблемы, как нежелательный шум, механическое напряжение, отказ цепи и т. Д. Также следует учитывать толщину внешнего слоя диэлектрика конденсатора.Этот слой обычно является местом образования трещин; поэтому толщина диэлектрика имеет большое значение для увеличения механической прочности, а также для увеличения срока службы изделий.

Также, когда конденсатор низкого качества или когда в цепи более высокое напряжение, высока вероятность утечки химического изолятора. В таких случаях на печатную плату воздействует слабореактивное соединение, которое, в свою очередь, может повлиять на близлежащие компоненты и медную фольгу печатной платы.

Некоторые конденсаторы, имеющиеся на рынке

Модель: Конденсаторы полипропиленовые пленочные; Производитель: Panasonic

В этих конденсаторах, специально разработанных для подавления помех, используется негорючий пластиковый корпус
и негорючая смола; они полностью соответствуют требованиям RoHS. Серия оснащена механизмом безопасности
, который соответствует требованиям UL / CSA и европейского стандарта безопасности класса X2.
Основные характеристики

Влагостойкость проверена при 240 В переменного тока при 85 ° C / 85% в течение 1000 часов (C <1.0 мкФ)
Обладает номинальным напряжением 275 В переменного тока, номинальной емкостью от 0,10 мкФ до 4,7 мкФ и допуском емкости
± 10% (К), ± 20% (М).
Диапазон температур категории от -40 ° C до + 110 ° C

Контакт: www.panasonic. eu

Модель: Серия пленочных конденсаторов EPCOS B3277X / Y / Z; Производитель: TDK

Серия подходит для использования в цепях промежуточного контура, в качестве фильтров постоянного тока, для коррекции коэффициента мощности в промышленных преобразователях, а также для источников питания с повышенными требованиями к надежности.Эти области применения включают рентгеновское оборудование, светодиодное уличное освещение, индукционные плиты и электрические зарядные устройства
.
Основные характеристики

Разработано для напряжений от 500 В до 1200 В постоянного тока со стандартной емкостью от 1,5 до 170 мкФ
Максимальный ток до 36,5 А
Максимальная рабочая температура компонентов, совместимых с RoHS, составляет 105 ° C

Контакт: www.tdk-electronics.tdk.com

Модель: керамический конденсатор MLCC, 100 нФ; Производитель: Murata

Компания заявляет, что это самый маленький в мире керамический конденсатор MLCC 100 нФ для смартфонов 5G.

Его максимальная емкость составляет 0,1 мкФ (100 нФ). Компания добилась площади монтажной поверхности, которая примерно на 50 процентов меньше, а объем — примерно на 80 процентов меньше, чем у ее собственных обычных продуктов (размер 2552,7 см), с емкостью 0,1 мкФ. Более того, емкость этого продукта примерно в десять раз больше, чем у других продуктов такого же размера (размер 20330,16 см), изначально выпускаемых компанией серийно.
Контакт: www.murata.com

Модель: Vishay BC Компоненты 257 серии PRM-SI; Производитель: Vishay Intertechnology

Эта серия миниатюрных вставных алюминиевых электролитических конденсаторов обеспечивает конструкции с более высокой плотностью мощности.Серия представляет собой цилиндрический алюминиевый корпус, изолированный синей гильзой. Конденсаторы серии 257 PRM-SI имеют номинальное напряжение до 500 В в 25 компактных корпусах размером от 22 мм x 25 мм до 35 мм x 60 мм. Устройства, соответствующие требованиям RoHS, также доступны с защелкивающимися клеммами с 3-контактным ключом.

Основные характеристики
• Размер корпуса (Д x Д в мм): от 22 x 25 до 35 x 60
• Диапазон емкости: от 56 мкФ до 3300 мкФ
• Допуск: ± 20%
• Срок службы при + 85 ° C: 5 000 часов Контакт: www.vishay.com

Модель: серия KXF; Производитель: United Chemi-Con

Серия KXF включает сверхминиатюрные алюминиевые электролитические сквозные конденсаторы. Гарантия на эту серию составляет от 15 000 до 20 000 часов работы для цепей светодиодного освещения и других долговечных высоковольтных источников питания. Эти конденсаторы идеально подходят для высоконадежных приложений, таких как светодиоды, зарядные устройства, повышающие преобразователи и миниатюрные импульсные источники питания.

Основные характеристики
• Диапазон номинальных напряжений постоянного тока от 160 В до 450 В
• Диапазон емкости от 5,6 мкФ до 68 мкФ
• Поляризованные конденсаторы, не устойчивые к растворителям
• Диаметр от 10 до 18 мм
• Соответствует RoHS2

Контакт: www. chemi-con.com

Какова роль конденсатора в электронных компонентах? Внимание к механизму ｜ Matsusada Precision perfect for

Идеальный партнер для электроники

В большинстве электронных устройств используются конденсаторы, которые являются бесценной частью электронных продуктов.Конденсаторы очень популярны во многих приложениях, таких как электронные схемы, силовые цепи и блоки питания.
Конденсатор упоминается как «Большая тройка пассивных компонентов» вместе с сопротивлением и катушкой, которые составляют основу электронных схем. Пассивные компоненты — это электронная часть, которая получает энергию для потребления, хранения и поставки.

В отличие от интегральных схем (IC), у него нет активной операции, когда низкая мощность усиливается для постоянного вывода мощности. Вы также можете рассматривать конденсатор как простую деталь для приема и подачи электричества.Однако, что более важно, такие пассивные компоненты являются незаменимыми частями для точной работы активных компонентов.

Три пассивных компонента также называются LCR, что означает катушка, конденсатор и сопротивление.

Состоит из двух металлических пластин и изолятора, Базовая модель конденсатора

[Рис.1] Основная структура конденсатора

Конденсатор в основном состоит из изолятора и двух металлических пластин, которые прикреплены с обеих сторон изолятора. Изоляторы не проводят ток.Изолятор, используемый для конденсаторов, называется диэлектриком. Пока электричество течет, положительные и отрицательные заряды переносятся внутри проводника.

Заряженный электричеством, поток заряда запускается, но он блокируется, так как между металлическими пластинами находится изолятор. Затем заряды накапливаются только на одной из двух металлических пластин. Между тем, другая металлическая пластина, прикрепленная к изолятору, имеет противоположный заряд.

Таким образом, конденсаторы имеют структуру для хранения электричества между двумя металлическими пластинами.В качестве изоляционных материалов используются газы, масла, керамика и смолы. Что касается форм металлических пластин, существует большое разнообразие типов с параллельными пластинами, пленкой, многослойной и т. Д. Количество накопленных зарядов, а также поддерживаемые частоты различаются в зависимости от типов изоляторов или конструкции конденсаторов. Итак, необходимо выбрать подходящий конденсатор, отвечающий вашим требованиям.

Значение конденсаторов

В принципе конденсаторы состоят из двух важных частей.

Накопление электрического заряда (электричества)
переменный ток протекает, но не постоянный ток

Подробнее о хранении электроэнергии см. В вышеупомянутой базовой структуре конденсатора.
Поскольку электрический заряд накапливается между металлическими пластинами, передача электрического заряда останавливается, и постоянный ток перестает течь. Однако, другими словами, пока конденсаторы не будут полностью заряжены, даже постоянный ток может протекать в течение короткого периода времени. В случае переменного тока направление тока переключается с определенным интервалом, а затем конденсатор заряжается и разряжается. Таким образом, электричество выглядит как проходящее через конденсатор.
Соответственно, чем выше частота переменного тока, тем легче проходит через конденсаторы. Таким образом, конденсаторы играют в электронной схеме следующие три важные роли.

1) Зарядка и разрядка электрических зарядов

Конденсаторы могут заряжаться и разряжаться благодаря своей конструкции. Конденсаторы, обладающие электрическим зарядом и разрядом, также могут использоваться в качестве источника питания. Вспышки фотоаппарата используют эту особенность конденсаторов.
Чтобы получить сильный свет, к нему должно быть немедленно приложено высокое напряжение. Между тем, такое высокое напряжение не требуется в цепи для работы камеры. Кроме того, имеется подходящая конструкция конденсатора, в которой такое высокое световое излучение обеспечивается за счет мгновенного разряда электрического заряда, накопленного в конденсаторе.

2) Поддержание напряжения на прежнем уровне

Помимо вышеупомянутой особенности, конденсаторы также имеют функции для поддержания напряжения на определенном уровне. Конденсаторы полезны для уменьшения пульсации напряжения. Когда в параллельную цепь подается высокое напряжение, конденсатор заряжается, а с другой стороны, он разряжается низким напряжением.
В то время как электричество выходит переменным током, большинство электронных схем работает с постоянным током. Следовательно, переменный ток преобразуется в постоянный ток через схему выпрямителя, которая преобразует переменный ток в постоянный, но преобразованный постоянный ток представляет собой нестабильный ток с пульсациями на этой стадии. Чтобы справиться с этим, используется конденсатор, чтобы исправить пульсации и постоянно поддерживать напряжение.

3) Удаление шума

Что касается снижения шума, то функция конденсатора протекающего переменного тока, но постоянного тока полезна для устранения шума. В общем, поскольку шум в постоянном токе представляет собой высокочастотную составляющую переменного тока, он имеет тенденцию легко проходить через конденсатор.
Путем вставки ответвленной цепи между входом и выходом формируется земля для подключения к конденсатору. После этого переменная составляющая проходит только через конденсатор, а затем постоянный ток течет в выходной цепи.

Типы конденсаторов

Алюминиевый электролитический конденсатор: Конденсатор изготовлен из алюминия и другого металла. Поскольку оксидная пленка блокирует электричество, она используется в качестве диэлектрического материала, образуя поверхность алюминия. Этот тип конденсаторов отличается большой емкостью по доступной цене. Поэтому он широко используется в качестве конденсатора большой емкости. Однако у него есть некоторые слабые места, такие как плохие частотные характеристики, больший размер, потеря диэлектрика из-за утечки жидкости.
Танталовый конденсатор: Конденсатор использует тантал в качестве анода и пятиокиси тантала в качестве диэлектрического материала. Он имеет относительно большую емкость и меньше по размеру, чем алюминиевый электролитический конденсатор. Кроме того, конденсатор превосходит алюминиевый конденсатор по характеристикам тока утечки, частотным характеристикам, конденсаторам и температурным характеристикам.
Электрический двухслойный конденсатор: Конденсаторы с двойным электрическим слоем имеют чрезвычайно большую емкость.Он более чем в 1000–10 000 раз превосходит алюминиевые электролитические конденсаторы, и его можно использовать многократно в течение длительного периода без ограничений, таких как количество циклов заряда / разряда. Благодаря уникальной особенности конденсатор можно использовать многократно. Конденсаторы с двойным электрическим слоем имеют электрические заряды, ориентированные на границе электролита и электрода, который называется «двойным электрическим слоем» и имеет размер одной молекулы. Слой используется в качестве диэлектрического материала конденсаторов с двойным слоем.Цена на конденсаторы с двойным электрическим слоем относительно высока по сравнению с другими.
Керамический конденсатор: Конденсаторы в основном делятся на три типа в зависимости от типа керамики, используемой в качестве диэлектрического материала: тип с низкой диэлектрической проницаемостью, тип с высокой диэлектрической проницаемостью и тип полупроводника. Основная особенность конденсатора — увеличение напряжения изменяет его емкость. Небольшой конденсатор термостойкий, хотя он хрупкий и может поцарапаться или сломаться.
Пленочный конденсатор: В этом типе пленки, такие как полиэфир и полиэтилен, используются в качестве диэлектрического материала.Полиэфирные, полипропиленовые и другие пленки зажаты между электродной фольгой с обеих сторон и намотаны в цилиндрическую форму. Неполярный конденсатор, который больше керамического, имеет высокое сопротивление изоляции и отсутствие электрических потерь. Он также обеспечивает высокую надежность с превосходными характеристиками по частоте и температуре.
Конденсатор слюдяной: В качестве диэлектрического материала в конденсаторе используется слюда — природный минерал. Слюда идеально подходит для конденсатора, так как имеет высокие диэлектрические свойства и может сниматься.Слюдяные конденсаторы обладают превосходными характеристиками, такими как сопротивление изоляции, тангенс угла диэлектрических потерь, частотные и температурные характеристики, хотя есть некоторые недостатки в том, что они дороги и имеют большие размеры.
Для получения дополнительной информации о типах конденсаторов перейдите по ссылке ниже.
Типы конденсаторов. Базовые знания компонентов

Соответствующие технические знания

Конденсатор — энергия, электричество, конденсаторы и проводники

Конденсатор накапливает электрическую энергию .Он заряжается путем подключения к электрической цепи. Когда конденсатор полностью заряжен, размыкается переключатель, и электрическая энергия сохраняется до тех пор, пока она не понадобится. Когда энергия необходима, выключатель замыкается, и происходит выброс электрической энергии.

Конденсатор состоит из двух не соприкасающихся электрических проводников. Жилы обычно разделены слоем изоляционного материала, диэлектрика. Диэлектрик не важен, но он предотвращает соприкосновение проводников.Когда конденсатор подключается к электрической цепи с током, один проводник становится положительно заряженным, а другой отрицательным . Проводники не соприкасаются, поэтому ток не может течь через конденсатор. Конденсатор заряжен, и переключатель может быть открыт. Конденсатор накапливает электрическую энергию. Когда требуется энергия, конденсатор подключается к цепи, которой требуется энергия. Ток быстро течет в противоположном направлении, разряжая конденсатор всплеском электрической энергии.

Конденсаторы

могут иметь разные формы, но самая простая — это конденсатор с параллельными пластинами . Он состоит из двух плоских проводников, расположенных параллельно друг другу. Пластины большего размера могут хранить больше заряда и, следовательно, больше энергии. Расположение пластин близко друг к другу также позволяет конденсатору накапливать больше энергии. Емкость конденсатора — это заряд на проводнике, деленный на напряжение, и используется для измерения способности конденсатора накапливать энергию. Емкость конденсатора с параллельными пластинами пропорциональна площади пластин, деленной на расстояние между ними. Затем это число необходимо умножить на постоянную, которая является свойством диэлектрика между пластинами. Диэлектрик увеличивает емкость.

Конденсаторы
бывают самых разных размеров. Банки больших конденсаторов могут накапливать и быстро выделять большие всплески электроэнергии. Среди прочего, инженеры могут использовать такие устройства для проверки работоспособности схемы при ударе молнии . В промежуточном масштабе вспышка камеры работает, накапливая энергию в конденсаторе, а затем высвобождая ее, чтобы вызвать быструю яркую вспышку света .В электронных схемах используется большое количество небольших конденсаторов. Например, микросхема RAM (оперативной памяти) использует сотни тысяч очень маленьких конденсаторов, соединенных с переключающими транзисторами в памяти компьютера. Компьютерная информация хранится в двоичном коде единиц и нулей. Заряженный конденсатор — единица, а незаряженный — ноль . Это всего лишь несколько примеров из множества применений конденсаторов.
No related posts.

Разное