Polarni i nepolarni kondenzatori - u čemu je razlika. Šta su kondenzatori? Vrste kondenzatora, njihove karakteristike Aluminijski elektrolitski kondenzatori

O kondenzatorima se dosta pisalo, vredi li dodati još par hiljada reči na one milione koji već postoje? Ja ću to dodati! Vjerujem da će moja prezentacija biti korisna. Na kraju krajeva, to će biti urađeno uzimajući u obzir.

Šta je električni kondenzator

Ako govorimo na ruskom, onda se kondenzator može nazvati "akumulator". Tako da je još razumljivije. Štaviše, ovako se ovo ime prevodi na naš jezik. Staklo se takođe može nazvati kondenzatorom. Samo on akumulira tečnost u sebi. Ili torbu. Da, torba. Također se čini da je to skladište. Ona akumulira u sebi sve ono što tu stavimo. Šta kažete na električni kondenzator? Isto je kao čaša ili vrećica, ali samo akumulira električni naboj.

Zamislite sliku: struja prolazi kroz kolo, na svom putu se susreću otpornici, provodnici i, bam, pojavljuje se kondenzator (staklo). Šta će se desiti? Kao što znate, struja je tok elektrona, a svaki elektron ima električni naboj. Dakle, kada neko kaže da struja teče kroz kolo, zamislite milione elektrona koji prolaze kroz kolo. Upravo se ta elektronika, kada im se na putu pojavi kondenzator, akumulira. Što više uguramo elektrona u kondenzator, to će njegov naboj biti veći.

Postavlja se pitanje koliko se elektrona može akumulirati na ovaj način, koliko će stati u kondenzator i kada će se "puniti"? Saznajmo. Vrlo često se koristi poređenje s vodom i cijevima kako bi se pojednostavilo objašnjenje jednostavnih električnih procesa. Koristimo i ovaj pristup.

Zamislite cijev kroz koju teče voda. Na jednom kraju cijevi nalazi se pumpa koja silom pumpa vodu u ovu cijev. Zatim mentalno postavite gumenu membranu preko cijevi. Šta će se desiti? Membrana će se početi rastezati i naprezati pod djelovanjem sile pritiska vode u cijevi (pritisak stvara pumpa). Protezat će se, rastezati, rastezati, i kao rezultat toga, elastična sila membrane će ili uravnotežiti silu pumpe i protok vode će se zaustaviti, ili će se membrana slomiti (ako ovo nije jasno, onda zamislite balon koji će puknuti ako se previše napumpa)! Ista stvar se dešava u električnim kondenzatorima. Samo tamo, umjesto membrane, koristi se električno polje, koje raste kako se kondenzator puni i postupno uravnotežuje napon izvora napajanja.

Dakle, kondenzator ima određeni granični naboj koji može akumulirati i nakon prekoračenja kojeg, dielektrični slom u kondenzatoru pokvariće se i prestati biti kondenzator. Očigledno je vrijeme da se kaže kako kondenzator radi.

Kako radi električni kondenzator?

U školi su vam rekli da je kondenzator takva naprava koja se sastoji od dvije ploče i praznine između njih. Ove ploče su se zvale kondenzatorske ploče i na njih su bile povezane žice kako bi se na kondenzator doveo napon. Dakle, moderni kondenzatori se ne razlikuju mnogo. Svi također imaju ploče i između ploča je dielektrik. Zbog prisustva dielektrika, karakteristike kondenzatora su poboljšane. Na primjer, njegov kapacitet.

Moderni kondenzatori koriste različite vrste dielektrika (više o tome u nastavku), koji se guraju između ploča kondenzatora na najsofisticiranije načine kako bi se postigle određene karakteristike.

Princip rada

Opći princip rada je prilično jednostavan: napon se primjenjuje - punjenje se nakupilo. Fizički procesi koji se sada odvijaju ne bi vas trebali mnogo zanimati, ali ako želite, o tome možete pročitati u bilo kojoj knjizi o fizici u dijelu o elektrostatici.

Kondenzator u DC kolu

Ako svoj kondenzator postavimo u električno kolo (slika ispod), spojimo ampermetar u seriju s njim i dovedemo jednosmernu struju u kolo, tada će se igla ampermetra nakratko trznuti, a zatim će se zamrznuti i pokazati 0A - nema struje u kolu . Šta se desilo?

Pretpostavit ćemo da je prije nego što je struja dovedena u kolo, kondenzator bio prazan (ispražnjen), a kada je struja dovedena, počeo se puniti vrlo brzo, a kada je bio napunjen (električno polje između ploča kondenzatora je uravnotežilo izvor napajanja), tada je struja stala (ovdje je grafikon napunjenosti kondenzatora).

Zato kažu da kondenzator ne propušta jednosmjernu struju. Zapravo, preskače, ali vrlo kratko vrijeme, koje se može izračunati pomoću formule t = 3 * R * C (Vrijeme koje je potrebno kondenzatoru da se napuni do zapremine od 95% od nominalnog. R je otpor kola, C je kapacitet kondenzatora) Ovako se kondenzator ponaša u konstantnoj struji kola. Ponaša se sasvim drugačije u naizmjeničnom kolu!

Kondenzator u AC kolu

Šta je naizmjenična struja? To je kada elektroni "trče" prvo tamo, pa nazad. One. njihov smjer kretanja se stalno mijenja. Zatim, ako naizmjenična struja prolazi kroz krug s kondenzatorom, tada će se na svakoj od njegovih ploča akumulirati "+" naboj, a zatim "-". One. naizmjenična struja će zapravo teći. A to znači da naizmjenična struja "slobodno" prolazi kroz kondenzator.

Cijeli ovaj proces može se modelirati metodom hidrauličnih analogija. Slika ispod je analog AC kola. Klip gura tečnost napred-nazad. To uzrokuje rotaciju radnog kola naprijed-nazad. Ispada, takoreći, promjenjiv protok tekućine (čitamo naizmjeničnu struju).

Postavimo sada model kondenzatora u obliku membrane između izvora napajanja (klipa) i radnog kola i analiziramo šta će se promijeniti.

Izgleda da se ništa neće promijeniti. Kako je tečnost činila oscilatorne pokrete, tako ih čini, kako je impeler zbog toga oscilirao, nastaviće da osciluje. To znači da naša membrana nije prepreka promjenjivom protoku. Biće i za elektronski kondenzator.

Činjenica je da iako elektroni koji pokreću lance i ne prelaze dielektrik (membranu) između ploča kondenzatora, već izvan kondenzatora, njihovo kretanje je oscilatorno (naprijed-nazad), tj. teče naizmjenična struja. Eh!

Dakle, kondenzator prolazi naizmjeničnu struju i odgađa jednosmjernu struju. Ovo je vrlo zgodno kada želite da uklonite DC komponentu u signalu, na primjer, na izlazu/ulazu audio pojačala, ili kada želite vidjeti samo promjenjivi dio signala (mreškanje na izlazu DC izvor napona).

Reaktancija kondenzatora

Kondenzator ima otpor! U principu, to bi se moglo pretpostaviti već iz činjenice da kroz njega ne prolazi istosmjerna struja, kao da je otpornik s vrlo velikim otporom.

Druga stvar je izmjenična struja - ona prolazi, ali doživljava otpor kondenzatora:

f je frekvencija, C je kapacitivnost kondenzatora. Ako pažljivo pogledate formulu, vidjet ćete da ako je struja konstantna, onda je f = 0, a zatim (neka mi oproste militantni matematičari!) X c = beskonačnost. I nema jednosmjerne struje kroz kondenzator.

Ali otpor naizmjenične struje mijenjat će se ovisno o njegovoj frekvenciji i kapacitetu kondenzatora. Što je veća frekvencija struje i kapacitivnost kondenzatora, to se manje opire toj struji i obrnuto. Što se napon brže mijenja
napona, što je struja kroz kondenzator veća, to objašnjava smanjenje Xc sa povećanjem frekvencije.

Usput, još jedna karakteristika kondenzatora je da se na njemu ne oslobađa snaga, ne zagrijava se! Stoga se ponekad koristi za prigušivanje napona tamo gdje bi otpornik dimio. Na primjer, za smanjenje mrežnog napona sa 220V na 127V. I dalje:

Struja u kondenzatoru je proporcionalna brzini napona primijenjenog na njegovim terminalima.

Gdje se koriste kondenzatori?

Da, gde god se zahtevaju njihova svojstva (da ne propuštaju jednosmernu struju, sposobnost akumulacije električne energije i promene otpora u zavisnosti od frekvencije), u filterima, u oscilatornim krugovima, u multiplikatorima napona itd.

Šta su kondenzatori

Industrija proizvodi mnogo različitih tipova kondenzatora. Svaki od njih ima određene prednosti i nedostatke. Neki imaju nisku struju curenja, drugi imaju veliki kapacitet, treći imaju nešto drugo. Ovisno o ovim pokazateljima, odabiru se kondenzatori.

Radio amateri, posebno kao mi - početnici - ne zamaraju se posebno i klade se u ono što nađu. Ipak, trebali biste znati koji su glavni tipovi kondenzatora koji postoje u prirodi.

Na slici je prikazano vrlo uslovno razdvajanje kondenzatora. Sastavio sam ga po svom ukusu i sviđa mi se jer se odmah vidi da li postoje promenljivi kondenzatori, kakvi su konstantni kondenzatori i koji se dielektrici koriste u običnim kondenzatorima. Općenito, sve što je potrebno radio-amateru.

Imaju nisku struju curenja, male dimenzije, nisku induktivnost, mogu raditi na visokim frekvencijama iu DC, pulsirajućim i AC krugovima.

Proizvode se u širokom rasponu radnih napona i kapaciteta: od 2 do 20.000 pF i, ovisno o verziji, izdržavaju napone do 30 kV. Ali najčešće ćete pronaći keramičke kondenzatore s radnim naponom do 50V.

Da budem iskren, ne znam da li ih sada prave. Ali ranije se u takvim kondenzatorima liskun koristio kao dielektrik. A sam kondenzator se sastojao od paketa liskuna, na svaku od kojih su nanesene ploče s obje strane, a zatim su takve ploče sastavljene u "paket" i spakovane u kućište.

Obično su imali kapacitet od nekoliko hiljada do desetina hiljada pikoforada i radili su u rasponu napona od 200 V do 1500 V.

Papirni kondenzatori

Takvi kondenzatori imaju kondenzatorski papir kao dielektrik, a aluminijske trake kao ploče. Duge trake aluminijske folije sa trakom papira između njih smotaju se i pakuju u kutiju. To je cela poenta.

Ovi kondenzatori dolaze u kapacitetima u rasponu od hiljada pikoforada do 30 mikrofarada, i mogu podnijeti napone od 160 do 1500 volti.

Priča se da ih sada cijene audiofili. Nisam iznenađen - imaju i jednostrane provodne žice ...

U principu, obični kondenzatori sa poliesterom kao dielektrikom. Kapacitet se širi od 1 nF do 15 mF pri radnom naponu od 50 V do 1500 V.

Kondenzatori ovog tipa imaju dvije neosporne prednosti. Prvo, možete ih napraviti s vrlo malom tolerancijom od samo 1%. Dakle, ako na njemu piše 100 pF, onda je njegov kapacitet 100 pF +/- 1%. A drugi je da njihov radni napon može doseći i do 3 kV (a kapacitivnost je od 100 pF do 10 mF)

Elektrolitički kondenzatori

Ovi kondenzatori se razlikuju od svih ostalih po tome što se mogu spojiti samo na jednosmjerni ili pulsirajući strujni krug. Oni su polarni. Imaju pluseve i minuse. To je zbog njihovog dizajna. A ako se takav kondenzator okrene obrnuto, onda će najvjerovatnije nabubriti. A ranije su i oni eksplodirali veselo, ali nesigurno. Postoje aluminijski i tantalski elektrolitski kondenzatori.

Aluminijski elektrolitički kondenzatori su raspoređeni gotovo kao papirni, s jedinom razlikom što su ploče takvog kondenzatora papir i aluminijske trake. Papir je impregniran elektrolitom, a na aluminijsku traku se nanosi tanak sloj oksida koji djeluje kao dielektrik. Ako na takav kondenzator primijenite izmjeničnu struju ili ga vratite na polaritete izlaza, tada elektrolit ključa i kondenzator pokvari.

Elektrolitički kondenzatori imaju dovoljno veliki kapacitet, zbog čega se često koriste, na primjer, u krugovima ispravljača.

To je vjerovatno sve. Iza kulisa su ostali kondenzatori s dielektrikom od polikarbonata, polistirena i vjerojatno mnogih drugih vrsta. Ali mislim da će to biti suvišno.

Nastavlja se...

U drugom dijelu planiram pokazati primjere tipične upotrebe kondenzatora.

Kondenzatori su, kao i otpornici, među najbrojnijim elementima radiotehničkih uređaja. O nekim svojstvima kondenzatora- "prodavnica" električnih naboja sam već rekao. Zatim je rekao da će kapacitet kondenzatora biti to značajniji, što je veća površina njegovih ploča i što je tanji dielektrični sloj između njih.

Osnovna jedinica električne kapacitivnosti je farad (skraćeno F, nazvan po engleskom fizičaru M. Faradayu. Međutim, 1 F je ovo je veoma veliki kapacitet. Zemljina kugla, na primjer, ima kapacitet manji od 1 F. U elektrotehnici i radiotehnici koriste jedinicu kapacitivnosti jednaku milijuntom dijelu farada, koja se naziva mikrofarad (skraćeno mikrofarad). U jednom faradu ima 1.000.000 mikrofarada, odnosno 1 mikrofarad = 0.000001 F. Ali čak je i ova jedinica kapacitivnosti često prevelika. Stoga postoji još manja jedinica kapacitivnosti koja se zove pikofarad (skraćeno pF), a to je milioniti dio mikrofarada, tj. 0,000001 mikrofarad; 1 uF = 1000000 pF. Svi kondenzatori, bilo da su konstantni ili varijabilni, karakteriziraju se prvenstveno njihovim kapacitetima, izraženim u pikofaradima, odnosno mikrofaradima.

Na dijagramima strujnih kola kapacitivnost kondenzatora od 1 do 9999 pF označena je cijelim brojevima koji odgovaraju njihovim kapacitetima u ovim jedinicama bez oznake pF, a kapacitet kondenzatora je od 0,01 μF (10000 pF) i više— u frakcijama mikrofarada ili mikrofarada bez oznake mikrofarada. Ako je kapacitet kondenzatora jednak cijelom broju mikrofarada, tada se, za razliku od oznake kapacitivnosti u pikofaradima, zarez i nula stavljaju iza posljednje značajne znamenke. Primjeri označavanja kapaciteta kondenzatora na dijagramima: C1 \u003d 47 odgovara 47 pF, C2 \u003d 3300 odgovara 3300 pF; C3 \u003d 0,47 odgovara 0,047 μF (47000 pF); C4 = 0,1 odgovara 0,1 uF; C5 = 20,0 odgovara 20 uF.

Kondenzator u svom najjednostavnijem obliku sastoji se od dvije ploče razdvojene dielektrikom. Ako je kondenzator spojen na jednosmjerni krug, tada će struja u ovom krugu prestati. Da, to je razumljivo: kroz izolator, koji je dielektrik kondenzatora, jednosmjerna struja ne može teći. Uključivanje kondenzatora u DC krug je ekvivalentno njegovom prekidu (ne uzimamo u obzir trenutak uključivanja, kada se u krugu pojavi kratkotrajna struja punjenja kondenzatora). Kondenzator se ponaša drugačije u kolu naizmjenične struje. Zapamtite: polaritet napona na terminalima izvora napajanja naizmjeničnom strujom se povremeno mijenja. To znači da ako uključite kondenzator u kolo koje napaja takav izvor struje, njegove ploče će se naizmjenično puniti frekvencijom te struje. Kao rezultat toga, naizmjenična struja će teći u krugu.

Kondenzator, poput otpornika i zavojnice, nudi otpor naizmjenične struje, ali je različit za struje različitih frekvencija. Može dobro proći visokofrekventne struje i istovremeno biti gotovo izolator za struje niske frekvencije. Radio amateri, na primjer, ponekad koriste žice za električnu rasvjetu umjesto vanjskih antena, povezujući prijemnike s njima preko kondenzatora kapaciteta 220– 510 pF. Da li je ova kapacitivnost nasumično odabrana? Ne, ne slučajno. Kondenzator takvog kapaciteta dobro propušta visokofrekventne struje potrebne za rad prijemnika, ali ima visoku otpornost na izmjeničnu struju od 50 Hz koja teče u mreži. U tom slučaju kondenzator postaje neka vrsta filtera koji propušta struju visoke frekvencije i odgađa struju niske frekvencije.

Kapacitet kondenzatora na izmjeničnu struju ovisi o njegovom kapacitetu i frekvenciji struje: što je veći kapacitet kondenzatora i frekvencija struje, to je njegov kapacitet manji. Ovaj otpor kondenzatora može se odrediti sa dovoljnom preciznošću pomoću tako pojednostavljene formule

RC=1/6fC
π (tačnije 6,28, poštoπ = 3,14).

gdje je RC kapacitet kondenzatora, Ohm; f - frekvencija struje, Hz; C je kapacitet ovog kondenzatora, F; cifra 6 - zaokružena na vrijednost cijele jedinice 2π (tačnije 6,28, poštoπ = 3,14).

Koristeći ovu formulu, hajde da saznamo kako se kondenzator ponaša u odnosu na naizmjenične struje, ako koristite mrežne žice kao antenu. Recimo da je kapacitivnost ovog kondenzatora 500 pF (500 pF = 0,0000000005 F). Frekvencija električne struje 50 Hz. Za prosječnu frekvenciju nosioca radio stanice uzet ćemo 1 MHz (1.000.000 Hz), što odgovara talasnoj dužini od 300 m. Koliki otpor ovaj kondenzator pruža radio frekvenciji?

Rc \u003d\u003d 1 / (6 1000000 0,0000000005) ~ \u003d 300 Ohm.

Šta je sa AC napajanjem?

Rc = 1/(6 50 0,0000000005) ~= 7 MΩ.

I evo rezultata: kondenzator od 500 pF pruža 20.000 puta manji otpor na struju visoke frekvencije nego na struju niske frekvencije. Ozbiljno? Manji kondenzator pruža još veći otpor naizmjenične struje mreže.

Kapacitivnost kondenzatora na izmjeničnu struju opada s povećanjem njegovog kapaciteta i frekvencije struje, i obrnuto, raste sa smanjenjem njegovog kapaciteta i frekvencije struje.

Svojstvo kondenzatora da ne propušta jednosmjernu struju i da provodi naizmjenične struje različitih frekvencija na različite načine koristi se za razdvajanje pulsirajućih struja na njihove komponente, odlaganje struje nekih frekvencija i propuštanje struje drugih frekvencija.

Kako su raspoređeni fiksni kondenzatori?

Svi kondenzatori konstantnog kapaciteta imaju vodljive ploče, a između njih - keramike, liskuna, papira ili nekog drugog čvrstog dielektrika. Prema vrsti korištenog dielektrika, kondenzatori se nazivaju keramički, liskun, papir. Izgled nekih keramičkih fiksnih kondenzatora prikazan je na sl. 1

Rice. 1. Keramički fiksni kondenzatori

Imaju posebnu keramiku kao dielektrik, ploče— tanki slojevi posrebrenog metala naneseni na površinu keramike i mesingane posrebrene žice ili trake zalemljene na ploče. Odozgo su kućišta kondenzatora prekrivena emajlom.

Najčešći su keramički kondenzatori tipa KDK (Disk Ceramic Capacitor) i KTK (Tubular Ceramic Capacitor): Kod kondenzatora tipa KTK, jedna obloga se nanosi na unutrašnju, a druga na vanjsku površinu keramike tankih stijenki. tube. Ponekad se cijevni kondenzatori stavljaju u zatvorene porculanske "futrole" sa metalnim kapicama na krajevima. Ovo su kondenzatori tipa KGK.

Keramički kondenzatori imaju relativno male kapacitete - do nekoliko hiljada pikofarada. Postavljaju se u ona kola u kojima teče visokofrekventna struja (antenski krug, oscilatorno kolo), radi komunikacije između njih.

Da bi se dobio kondenzator male veličine, ali s relativno velikim kapacitetom, napravljen je ne od dvije, već od nekoliko ploča naslaganih i odvojenih jedna od druge dielektrikom (slika 2). U ovom slučaju, svaki par susjednih ploča čini kondenzator. Paralelnim povezivanjem ovih parova ploča dobija se kondenzator značajnog kapaciteta.

Rice. 2. Kondenzatori od liskuna

Ovako su raspoređeni svi kondenzatori sa dielektrikom od liskuna. Njihove tanjire— ploče su listovi aluminijske folije ili slojevi srebra naneseni direktno na liskun, a provodnici su komadi posrebrene žice. Takvi kondenzatori su oblikovani plastikom. Ovo su KSO kondenzatori. U njihovom nazivu postoji broj koji karakterizira oblik i veličinu kondenzatora, na primjer: KSO-1, KSO-5. Što je veći broj, veći je kondenzator. Neki kondenzatori liskuna dostupni su u vodootpornim keramičkim kućištima. Zovu se kondenzatori tipa SGM. Kapacitet kondenzatora od liskuna je od 47 do 50 000 pF (0,05 mikrofarada). Kao i keramika, dizajnirani su za visokofrekventna kola, kao i za upotrebu kao blokade i za komunikaciju između visokofrekventnih kola.

U papirnim kondenzatorima (slika 3) kao dielektrik služi tanak papir impregniran parafinom, a ploče su folija. Trake papira, zajedno sa koricama, smotaju se i stavljaju u kartonsku ili metalnu kutiju. Što su ploče šire i duže, to je veći kapacitet kondenzatora.

Rice. 3. Papirni i metalno-papirni fiksni kondenzatori

Papirni kondenzatori se uglavnom koriste u niskofrekventnim krugovima, kao i za blokiranje izvora napajanja. Postoji mnogo vrsta papirnih dielektričnih kondenzatora. I svi imaju slovo B (papir) u svojoj oznaci. Kondenzatori tipa BM (papirni mali) su zatvoreni u metalne cijevi punjene posebnom smolom na krajevima.

KB kondenzatori imaju kartonsko cilindrično kućište. Kondenzatori tipa KBG-I smešteni su u porculanske kutije sa metalnim završnim poklopcima spojenim na ploče, iz kojih se protežu uske izlazne latice.

Kondenzatori kapaciteta do nekoliko mikrofarada proizvode se u metalnim kućištima. To uključuje kondenzatore tipa KBG-MP, KBG-MN, KBGT. U jednoj zgradi mogu biti dva ili tri.

Dielektrik kondenzatora tipa MBM (Metal Paper Small) je lakirani kondenzatorski papir, a ploče su slojevi metala manji od mikrona naneseni na jednu stranu papira. Karakteristična karakteristika ove vrste kondenzatora— sposobnost samopopravke nakon električnog kvara dielektrika.

Posebna grupa kondenzatora konstantnog kapaciteta su elektrolitski (slika 4).

Rice. 4. Elektrolitički kondenzatori

Prema unutrašnjoj strukturi, elektrolitički kondenzator pomalo podsjeća na papirni. Ima dvije trake od aluminijske folije. Površina jednog od njih prekrivena je tankim slojem oksida. Između aluminijskih traka nalazi se traka od poroznog papira impregnirana posebnom gustom tekućinom.— elektrolit. Ova četveroslojna traka se namotava i stavlja u aluminijsku cilindričnu čašu ili uložak.

Dielektrik kondenzatora je oksidni sloj. Pozitivna obloga (anoda) je traka koja ima oksidni sloj. Povezan je sa laticama izolovanim od tela. Drugi, negativni obložni (katodni) papir, impregniran elektrolitom kroz traku, na kojem nema oksidnog sloja, spojen je na teško metalno kućište. Dakle, kućište je negativni terminal, a režanj izoliran od njega jeste terminal pozitivne ploče elektrolitskog kondenzatora. Dakle, posebno su raspoređeni kondenzatori tipa KE, K50-3. Kondenzatori KE-2 se razlikuju od kondenzatora tipa KE samo po plastičnoj čauri s navojem i maticom za montažu na ploču. Aluminijumska kućišta kondenzatora K50-3 imaju oblik uloška prečnika 4,5– 6 i 15 dužine 20 mm. zaključci— žica. Slično su raspoređeni i kondenzatori tipa K50-6. Ali imaju izvode elektroda (ploča) izolirane od kućišta.

Na shematskim dijagramima, elektrolitski kondenzatori su prikazani na isti način kao i ostali kondenzatori konstantnog kapaciteta - dva " crtice, ali stavite znak blizu pozitivne linije« + » .

Elektrolitički kondenzatori imaju velike kapacitete— od frakcija do nekoliko hiljada mikrofarada. Dizajnirani su za rad u krugovima s pulsirajućim strujama, kao što su filteri u ispravljačima naizmjenične struje, za spajanje između niskofrekventnih kola. U ovom slučaju, negativna elektroda kondenzatora spojena je na negativni pol kola, a pozitivna— sa svojim pozitivnim polom. Ako se ne poštuje polaritet veze, elektrolitički kondenzator može pokvariti.

Nazivni kapaciteti elektrolitskih kondenzatora su ispisani na njihovim kućištima. Stvarni kapacitet može biti mnogo veći od nominalnog.

Najvažnija karakteristika svakog kondenzatora, osim kapacitivnosti, je i njegov nazivni napon, odnosno napon na kojem kondenzator može raditi duže vrijeme bez gubitka svojih svojstava. Ovaj napon ovisi o svojstvima i debljini dielektričnog sloja kondenzatora. Keramički, liskunski, papirni i metalno-papirni kondenzatori raznih tipova dizajnirani su za nazivne napone od 150 do 1000 V ili više.

Elektrolitički kondenzatori se proizvode za nazivne napone od nekoliko volti do 30– 50 V i 150 do 450 – 500 V. U tom smislu, oni su podijeljeni u dvije grupe: niskonaponski i visokonaponski. Kondenzatori prve grupe se koriste u krugovima sa relativno niskim naponom, a kondenzatori druge grupe— u krugovima relativno visokog napona.

Prilikom odabira kondenzatora za svoj dizajn, uvijek obratite pažnju na njihov napon. U kolu sa nižim naponom od nominalnog, kondenzatori se mogu uključiti, ali u kolu sa naponom većim od nominalnog ne mogu se uključiti. Ako postoji napon na pločama kondenzatora koji premašuje nazivni napon, tada će dielektrik probiti. Pokvareni kondenzator je neupotrebljiv.

Sada o varijabilnim kondenzatorima.

Uređaj najjednostavnijeg varijabilnog kondenzatora prikazan je na sl. 5. Jedna od njegovih obloga - stator je nepokretan. Drugi rotor— pričvršćen za osovinu. Kada se os rotira, mijenja se površina preklapanja ploča, a sa njom i kapacitet kondenzatora.

Rice. 5. Najjednostavniji varijabilni kondenzator

Varijabilni kondenzatori koji se koriste u podešenim oscilatornim krugovima prijemnika sastoje se od dvije grupe ploča (slika 6, a) izrađenih od lima aluminijuma ili mesinga. Ploče rotora su povezane osom. Statorske ploče su takođe povezane i izolovane od rotora. Kada se os rotira, ploče statorske grupe postupno ulaze u zračne praznine između ploča rotorske grupe, zbog čega se kapacitivnost kondenzatora nesmetano mijenja. Kada su rotorske ploče potpuno uklonjene iz praznina između ploča statora, kapacitet kondenzatora je najmanji; naziva se početni kapacitet kondenzatora. Kada su rotorske ploče potpuno umetnute između ploča statora, kapacitivnost kondenzatora će biti najveća, odnosno maksimalna za ovaj kondenzator. Maksimalni kapacitet kondenzatora će biti veći, što više ploča sadrži i što je razmak između pokretnih i fiksnih ploča manji.

Kondenzatori prikazani na sl. 5 i 6a, dielektrik je vazduh. U malim kondenzatorima promjenjivog kapaciteta (slika 6, b), dielektrik može biti papir, plastične folije, keramika. Takvi kondenzatori se nazivaju promjenjivi kondenzatori sa čvrstim dielektrikom. Iako su manji od zračnih dielektričnih kondenzatora, oni mogu imati značajne maksimalne kapacitete. Upravo se ovi kondenzatori koriste za podešavanje oscilatornih krugova tranzistorskih prijemnika malih dimenzija.

Rice. 7. Jedan od dizajna bloka varijabilnih kondenzatora

Pojedinačni kondenzatori i blokovi vazdušno-dielektričnih varijabilnih kondenzatora zahtevaju pažljivo rukovanje. Čak i neznatno izobličenje ili druga oštećenja ploča dovode do kratkog spoja između njih. Korekcija ploča kondenzatora- je komplikovana stvar.

Čvrsti dielektrični kondenzatori također uključuju trimer kondenzatore, koji su vrsta varijabilnih kondenzatora. Najčešće se takvi kondenzatori koriste za podešavanje krugova na rezonanciju, pa se nazivaju trimeri. Dizajn najčešćih trimer kondenzatora prikazan je na sl. 8. Svaki od njih se sastoji od relativno masivne keramičke baze i tankog keramičkog diska. Na površini baze (ispod diska) i na disku se talože metalni slojevi u obliku sektora, koji su ploče kondenzatora. Kada se disk rotira oko ose, mijenja se područje preklapanja sektora-ploča, mijenja se kapacitet kondenzatora.

Kapacitet trimer kondenzatora je na njihovim kućištima označen kao razlomak, pri čemu je brojnik najmanji, a nazivnik najveći kapacitet ovog kondenzatora. Ako je, na primjer, na kondenzatoru naznačeno 6/30, to znači da je njegov najmanji kapacitet 6 pF, a najveći 30 pF. Trimer kondenzatori obično imaju najmanji kapacitet 2 - 5 pF, a najveći do 100– 150 pF. Neki od njih, kao što je KPK-2, mogu se koristiti kao varijabilni kondenzatori za podešavanje jednostavnih prijemnika sa jednom petljom.

Kondenzatori, kao i otpornici, mogu biti povezani paralelno ili serijski. Spajanju kondenzatora najčešće se pribjegava u slučajevima kada nema pri ruci kondenzatora potrebne snage, ali postoje drugi od kojih se može napraviti potreban kapacitet. Ako kondenzatore spojite paralelno (slika 8, a), tada će njihov ukupni kapacitet biti jednak zbiru kapacitivnosti svih spojenih kondenzatora, tj.

Ctot = C1 + C2 + C3, itd.

Dakle, na primjer, ako je C1 = 33 pF i C2 = 47 pF, tada će ukupni kapacitet ova dva kondenzatora biti: Ctot = 33 + 47 = 80 pF. Kada su kondenzatori povezani u seriju (slika 8, b), njihov ukupni kapacitet je uvijek manji od najmanjeg kapaciteta uključenog u lanac. Izračunava se prema formuli

Ctot = C1 · S2/(S1 + S2)

Na primjer, recimo C1 = 220pF i C2 = 330pF; onda je Ctot = 220 330/(220 + 330) = 132 pF. Kada su dva kondenzatora iste kapacitivnosti spojena u seriju, njihov ukupni kapacitet će biti polovina kapaciteta svakog od njih.

Rice. 8. Paralelno (a) i serijsko (b) povezivanje kondenzatora

Kondenzator je element električnog kola koji služi kao uređaj za skladištenje naboja.

Postoji mnogo aplikacija za ovaj uređaj, što je razlog njihovog velikog dometa. Razlikuju se po materijalima od kojih su napravljeni, namjeni, rasponu glavnog parametra. Ali glavna karakteristika kondenzatora je njegov kapacitet.

Princip rada kondenzatora

Dizajn

Na dijagramima je kondenzator prikazan u obliku dvije paralelne linije, koje nisu međusobno povezane:

To odgovara njegovom najjednostavnijem dizajnu - dvije ploče (ploče) odvojene dielektrikom. Stvarna izvedba ovog proizvoda najčešće se sastoji od omota umotanih u rolnu sa dielektričnim slojem ili drugim bizarnim oblicima, ali suština ostaje ista.

Električni kapacitet je sposobnost provodnika da pohranjuje električne naboje. Što više naboja provodnik drži na datoj razlici potencijala, to je veći kapacitet. Odnos između naboja Q i potencijala φ izražava se formulom:

gdje je Q naboj u kulonima (C), φ je potencijal u voltima (V).

Kapacitet se mjeri u faradima (F), kojih se sjećate iz časova fizike. U praksi su češće manje jedinice: milifarad (mF), mikrofarad (uF), nanofarad (nF), pikofarad (pF).

Kapacitet skladištenja zavisi od geometrijskih parametara provodnika, dielektrične konstante medija u kojem se nalazi. Dakle, za sferu provodnog materijala, to će biti izraženo formulom:

C=4πεε0R

gdje je ε0-8.854 10^−12 F/m električna konstanta, a ε je permitivnost medija (tablična vrijednost za svaku supstancu).

U stvarnom životu često imamo posla ne sa jednim dirigentom, već sa sistemima tih. Dakle, u konvencionalnom ravnom kondenzatoru, kapacitet će biti direktno proporcionalan površini ploča i obrnuto udaljenosti između njih:

C=εε0S/d

ε ovdje je dielektrična konstanta odstojnika između ploča.

Kapacitet paralelnih i serijskih sistema

Paralelno povezivanje kapacitivnosti je jedan veliki kondenzator sa istim dielektričnim slojem i ukupnom površinom ploča, tako da je ukupni kapacitet sistema zbir kapaciteta svakog od elemenata. Napon u paralelnoj vezi će biti isti, a naelektrisanje će biti raspoređeno između elemenata kola.​

C=C1+C2+C3

Serijski spoj kondenzatora karakterizira zajednički naboj i raspoređeni napon između elemenata. Dakle, nije kapacitet taj koji se sumira, već njegov recipročan:

1/C=1/C1+1/C2+1/C3

Iz formule kapacitivnosti jednog kondenzatora može se zaključiti da se, sa identičnim elementima povezanim u seriju, mogu predstaviti kao jedan veliki sa istom površinom obloge, ali sa ukupnom debljinom dielektrika.

Reaktansa

Kondenzator ne može provoditi jednosmjernu struju, što se vidi iz njegovog dizajna. U takvom kolu može se samo puniti. Ali u AC krugovima radi odlično, stalno se puni. Da nema ograničenja koja proizilaze iz svojstava dielektrika (može se prekinuti kada je granica napona prekoračena), ovaj element bi se punio neograničeno (tzv. idealni kondenzator, nešto poput crnog tijela i idealnog plina) u DC kolo, a struja kroz njega neće proći. Jednostavno rečeno, otpor kondenzatora u DC kolu je beskonačan.

Kod naizmjenične struje situacija je drugačija: što je veća frekvencija u krugu, to je manji otpor elementa. Takav otpor naziva se reaktancija i obrnuto je proporcionalan frekvenciji i kapacitivnosti:

Z=1/2πfC

gdje je f frekvencija u hercima.

Skladištenje energije

Energija koju pohranjuje napunjeni kondenzator može se izraziti formulom:

E=(CU^2)/2=(q^2)/2C

gdje je U napon između ploča, a q akumulirani naboj.

Kondenzator u oscilatornom kolu

U zatvorenom kolu koje sadrži zavojnicu i kondenzator može se generirati naizmjenična struja.

Nakon punjenja kondenzatora, on će se početi samopražnjavati, dajući sve veću snagu struje. Energija ispražnjenog kondenzatora postat će jednaka nuli, ali će magnetska energija zavojnice biti maksimalna. Promjena veličine struje uzrokuje EMF samoindukcije zavojnice, koja će po inerciji propuštati struju prema drugoj ploči dok se potpuno ne napuni. U idealnom slučaju, takve oscilacije su beskonačne, ali u stvarnosti brzo nestaju. Frekvencija oscilacije zavisi od parametara i zavojnice i kondenzatora:

gdje je L induktivnost zavojnice.

Kondenzator može imati vlastitu induktivnost, što se može primijetiti kada se frekvencija struje u krugu poveća. U idealnom slučaju ova vrijednost je neznatna i može se zanemariti, ali u stvarnosti, kada su ploče valjane, ovaj parametar se ne može zanemariti, posebno kada su u pitanju visoke frekvencije. U takvim slučajevima, kondenzator kombinuje dvije funkcije, i predstavlja svojevrsno oscilatorno kolo sa vlastitom rezonantnom frekvencijom.

Karakteristike performansi

Pored gore navedenih kapaciteta, samoinduktivnosti i energetskog kapaciteta, pravi kondenzatori (a ne idealni) imaju niz svojstava koja se moraju uzeti u obzir pri odabiru ovog elementa za krug. To uključuje:

Da bismo razumjeli odakle dolaze gubici, potrebno je objasniti koji su grafovi sinusne struje i napona u ovom elementu. Kada je kondenzator napunjen do maksimuma, struja u njegovim pločama je nula. Prema tome, kada je struja maksimalna, nema napona. To jest, napon i struja se pomiču u fazi za ugao od 90 stepeni. U idealnom slučaju, kondenzator ima samo reaktivnu snagu:

Q=UI u 90

U stvarnosti, ploče kondenzatora imaju svoj otpor, a dio energije se troši na zagrijavanje dielektrika, što uzrokuje njegove gubitke. Najčešće su beznačajni, ali se ponekad ne mogu zanemariti. Glavna karakteristika ovog fenomena je tangent dielektričnog gubitka, koji predstavlja omjer aktivne snage (daju se malim gubicima u dielektriku) i reaktivne snage. Ova vrijednost se može teoretski izmjeriti predstavljanjem stvarne kapacitivnosti u obliku ekvivalentnog ekvivalentnog kola - paralelnog ili serijskog.

Određivanje tangenta dielektričnog gubitka

Kod paralelne veze, gubitak je određen omjerom struja:

tgδ = Ir/Ic = 1/(ωCR)

U slučaju serijske veze, ugao se izračunava omjerom napona:

tgδ = Ur/Uc = ωCR

U stvarnosti, za mjerenje tgδ koriste uređaj sastavljen prema mosnom kolu. Koristi se za dijagnosticiranje izolacijskih gubitaka u visokonaponskoj opremi. Mjerni mostovi se također mogu koristiti za mjerenje drugih parametara mreže.

Nazivni napon

Ovaj parametar je naznačen na etiketi. Prikazuje maksimalni napon koji se može primijeniti na ploče. Prekoračenje vrijednosti može dovesti do kvara kondenzatora i njegovog kvara. Ovaj parametar ovisi o svojstvima dielektrika i njegovoj debljini.

Polaritet

Neki kondenzatori imaju polaritet, odnosno moraju biti povezani u kolo na strogo definiran način. To je zbog činjenice da se neki elektrolit koristi kao jedna od ploča, a oksidni film na drugoj elektrodi služi kao dielektrik. Kada se polaritet obrne, elektrolit jednostavno uništava film i kondenzator prestaje da radi.

Temperaturni koeficijent kapacitivnosti

Izražava se kao ΔC/CΔT gdje je ΔT promjena temperature okoline. Najčešće je ova ovisnost linearna i beznačajna, ali za kondenzatore koji rade u agresivnim uvjetima, TKE je naznačen u obliku grafikona.

Kvar kondenzatora je zbog dva glavna razloga - kvara i pregrijavanja. A ako su, u slučaju kvara, neke od njihovih vrsta sposobne za samoizlječenje, onda pregrijavanje na kraju dovodi do uništenja.

Pregrijavanje je uzrokovano i vanjskim uzrocima (zagrijavanje susjednih elemenata kola) i unutrašnjim, posebno serijskim ekvivalentnim otporom ploča. U elektrolitskim kondenzatorima dovodi do isparavanja elektrolita, a kod oksidnih poluvodičkih kondenzatora do raspada i kemijske reakcije između tantala i mangan-oksida.

Opasnost od uništenja je u tome što se često dešava sa vjerovatnoćom eksplozija korpusa.

Tehnički dizajn kondenzatora

Kondenzatori se mogu podijeliti u nekoliko grupa. Dakle, ovisno o mogućnosti podešavanja kapaciteta, dijele se na konstantne, promjenjive i podešavanje. Po svom obliku mogu biti cilindrični, sferni i ravni. Možete ih podijeliti prema namjeni. Ali najčešća klasifikacija je ona po vrsti dielektrika.

Papirni kondenzatori

Papir se koristi kao dielektrik, vrlo često nauljen papir. U pravilu se takvi kondenzatori odlikuju velikom veličinom, ali bilo je i opcija u malom dizajnu, bez podmazivanja. Koriste se kao uređaji za stabilizaciju i skladištenje, a iz potrošačke elektronike postepeno se zamjenjuju modernijim filmskim modelima.

U nedostatku podmazivanja, imaju značajan nedostatak - reagiraju na vlagu zraka čak i sa zapečaćenom ambalažom. Vlažni papir povećava gubitak energije.

Dielektrik u obliku organskih filmova

Filmovi se mogu napraviti od organskih polimera kao što su:

• polietilen tereftalat;
• poliamid;
• polikarbonat;
• polisulfon;
• polipropilen;
• polistiren;
• fluoroplast (politetrafluoroetilen).

U usporedbi s prethodnim, takvi kondenzatori su kompaktnije veličine, ne povećavaju dielektrične gubitke s povećanjem vlažnosti, ali mnogi od njih su u opasnosti od kvara pri pregrijavanju, a oni koji nemaju ovaj nedostatak su skuplji.

Čvrsti neorganski dielektrik

Može biti liskun, staklo i keramika.

Prednost ovih kondenzatora je njihova stabilnost i linearnost ovisnosti kapacitivnosti od temperature, primijenjenog napona, a za neke čak i od zračenja. Ali ponekad takva ovisnost sama po sebi postane problem, a što je manje izražena, to je proizvod skuplji.

oksidni dielektrik

Sa njim se proizvode aluminijski, čvrsti i tantalski kondenzatori. Imaju polaritet, pa pokvare ako su pogrešno priključeni i prekoračen je nazivni napon. Ali u isto vrijeme imaju dobar kapacitet, kompaktni i stabilni u radu. Uz pravilan rad, mogu raditi oko 50 hiljada sati.

Vakuum

Takvi uređaji su staklena ili keramička tikvica s dvije elektrode iz kojih se ispumpava zrak. U njima praktički nema gubitaka, ali niska kapacitivnost i krhkost ograničavaju opseg njihove primjene na radio stanice, gdje vrijednost kapacitivnosti nije toliko važna, ali je otpornost na toplinu od fundamentalne važnosti.

dvostruki električni sloj

Ako pogledate čemu služi kondenzator, možete shvatiti da ovaj tip nije baš to. Umjesto toga, to je dodatni ili rezervni izvor napajanja, za šta se i koriste. Neke kategorije takvih uređaja - jonistora - sadrže aktivni ugljen i sloj elektrolita, druge rade na litij-ionima. Kapacitet ovih uređaja može biti do stotine farada. Njihovi nedostaci uključuju visoku cijenu i aktivnu otpornost sa strujama curenja.

Bez obzira na kondenzator, postoje dva obavezna parametra koja se moraju odraziti u oznaci - to je njegov kapacitet i nazivni napon.

Osim toga, na većini njih postoji alfanumerička oznaka njegovih karakteristika. U skladu sa ruskim standardima, kondenzatori su označeni sa četiri znaka.

Prvo slovo K znači "kondenzator", sljedeći broj je tip dielektrika, a slijedi indikator odredišta u obliku slova; posljednja ikona može značiti i tip konstrukcije i razvojni broj, to već ovisi o proizvođaču. Treća tačka se često preskače. Takva oznaka se koristi na dovoljno velikim proizvodima gdje se može postaviti. Prema GOST-u, dekodiranje će izgledati ovako:

Prva slova:

1. K je konstantni kondenzator.
2. CT je trimer.
3. KP - varijabilni kondenzator.

Druga grupa je vrsta dielektrika:

Na malim kondenzatorima sve se to ne može postaviti, stoga se tamo koristi skraćeno označavanje, za koje, iz navike, može biti potreban čak i kalkulator, a ponekad i lupa. Ova oznaka kodira kapacitivnost, nazivni napon i odstupanja od glavnog parametra. Nema smisla primjenjivati ​​preostale parametre: to su, u pravilu, keramički kondenzatori.

Označavanje keramičkih kondenzatora

Ponekad je s njima sve jednostavno - kapacitivnost je označena brojem i jedinicama: pF - pikofarad, nF - nanofarad, μF - mikrofarad, mF - milifarad. To jest, natpis 100nF može se čitati direktno. Denominacija je broj i slovo V. Ali ponekad se i to ne uklapa, stoga se koriste skraćenice. Dakle, često se kapacitet uklapa u tri cifre (103, 109, itd.), pri čemu posljednja označava broj nula, a prve dvije - kapacitet u pikofaradima. Ako je broj 9 na kraju, onda nema nula, a između prve dvije se stavlja zarez. Sa brojem 8 na kraju, zarez se pomera za još jedan znak.

Na primjer, oznaka 109 znači 1 pikofarad, a 100–10 pikofarad; 681-680 pikofarada, ili 0,68 nanofarada, i 104-100 hiljada pF ili 100nF

Često možete pronaći prvo slovo mjerne jedinice kao zarez: p50–0,5 pF, 1n5–1,5 nF, 15μ - 15 μF, 15m - 15 mF. Ponekad se piše R umjesto p.

Nakon tri znamenke može postojati slovo koje označava širenje parametra kapacitivnosti:

Ako izračunate karakteristiku kruga u SI jedinicama, tada da biste pronašli kapacitet u faradima, morate zapamtiti eksponente broja 10:

1. -3 - milifaradi;
2. -6 - mikrofaradi;
3. -9 - nanofaradi;
4. -12 - pikofaradi.

Dakle, 01 pF je 0,1*10^-12 F.

Na SMD uređajima kapacitivnost u pikofaradima je označena slovom, a broj iza njega je snaga 10, s kojom se ova vrijednost mora pomnožiti.

Nazivni radni napon se može označiti slovom na isti način, ako ga je problematično napisati u potpunosti. U Rusiji je usvojen sljedeći standard za slovnu oznaku denominacije:

Unatoč listama i tablicama, ipak je bolje proučiti kodiranje određenog proizvođača - oni se mogu razlikovati u različitim zemljama.

Neki kondenzatori su popraćeni detaljnijim opisom njihovih karakteristika.

Kondenzator, konder, klima uređaj - tako ga nazivaju iskusni stručnjaci, jedan od najčešćih elemenata koji se koriste u različitim električnim krugovima. Kondenzator je u stanju akumulirati električni naboj u sebi i prenijeti ga na druge elemente u električnom kolu.
Najjednostavniji kondenzator se sastoji od dvije pločaste elektrode razdvojene dielektrikom, na tim elektrodama se akumulira električni naboj različitog polariteta, na jednoj ploči će biti pozitivno naelektrisanje na drugoj negativno.

Princip rada kondenzatora i njegova namjena- Pokušaću da odgovorim na ova pitanja što je moguće jasnije. U električnim krugovima ovi uređaji se mogu koristiti u različite svrhe, ali njihova glavna funkcija je pohranjivanje električnog naboja, odnosno kondenzator prima električnu struju, pohranjuje je i potom je prenosi u krug.

Kada je kondenzator spojen na električnu mrežu, električni naboj počinje da se akumulira na elektrodama kondenzatora. Na početku punjenja kondenzator troši najveću količinu električne struje, kako se kondenzator puni, električna struja se smanjuje i kada je kondenzator pun struja će potpuno nestati.

Kada se električni krug odvoji od izvora napajanja i spoji opterećenje, kondenzator prestaje primati naboj i odaje akumuliranu struju drugim elementima, sam, takoreći, postaje izvor napajanja.

Glavna tehnička karakteristika kondenzatora je njegov kapacitet. Kapacitet je sposobnost kondenzatora da pohrani električni naboj. Što je veći kapacitet kondenzatora, to više naboja može akumulirati i, u skladu s tim, vratiti se u električni krug. Kapacitet kondenzatora se mjeri u faradima. Kondenzatori se razlikuju po dizajnu, materijalima od kojih su napravljeni i primjeni. Najčešći kondenzator je fiksni kondenzator, označeno je kao -

Kondenzatori konstantnog kapaciteta izrađuju se od raznih materijala i mogu biti metal-papir, liskun, keramika. Takvi kondenzatori kao električna komponenta koriste se u svim elektroničkim uređajima.

elektrolitički kondenzator

Sljedeći uobičajeni tip kondenzatora je polarni elektrolitički kondenzatori, njegova slika na električnom kolu izgleda ovako -

Elektrolitički kondenzator se može nazvati i fiksnim kondenzatorom, jer se njihov kapacitet ne mijenja.

Ali eh elektrolitički kondenzatori imaju vrlo važnu razliku, znak (+) u blizini jedne od elektroda kondenzatora označava da je riječ o polarnom kondenzatoru i kada ga povezujete u strujni krug, mora se poštovati polaritet. Pozitivna elektroda mora biti povezana na plus izvora napajanja, a negativ (koji je bez znaka plus), odnosno na negativ - (oznaka negativne elektrode primjenjuje se na slučaju modernih kondenzatora, ali pozitiv nije označen ni na jednom način).

Nepoštivanje ovog pravila može dovesti do kvara kondenzatora, pa čak i eksplozije, praćene širenjem folijskog papira i neugodnim mirisom (iz kondenzatora, naravno...). Elektrolitički kondenzatori mogu imati vrlo veliki kapacitet i, shodno tome, akumulirati prilično veliki potencijal. Stoga su elektrolitski kondenzatori, čak i nakon isključivanja napajanja, prepuni opasnosti, a ako se njima nepažljivo rukuje, možete dobiti jak strujni udar. Stoga, nakon uklanjanja napona za siguran rad s električnim uređajem (popravak elektronike, podešavanje itd.), elektrolitički kondenzator se mora isprazniti kratkim spojem njegovih elektroda (to trebate učiniti posebnim razmakom), to je posebno vrijedi za kondenzatore velikog kapaciteta koji se ugrađuju na izvore napajanja gdje postoji visoki napon.

Kondenzatori promjenjivog kapaciteta.

Kao što razumijete iz imena, promjenjivi kondenzatori mogu promijeniti svoj kapacitet - na primjer, prilikom podešavanja radija. U novije vreme, samo kondenzatori promenljivog kapaciteta su korišćeni za podešavanje radio prijemnika na željenu stanicu, okretanjem dugmeta za podešavanje prijemnika, čime se menja kapacitivnost kondenzatora. Varijabilni kondenzatori se do danas koriste u jednostavnim jeftinim modelima prijemnika i predajnika. Dizajn varijabilnog kondenzatora je vrlo jednostavan. Konstruktivno se sastoji od ploča statora i rotora, rotorske ploče su pomične i ulaze u statorske bez dodirivanja potonjih. Dielektrik u takvom kondenzatoru je zrak. Kada ploče statora uđu u rotor, kapacitivnost kondenzatora se povećava, kada ploče rotora izađu, kapacitivnost se smanjuje. Oznaka varijabilnog kondenzatora izgleda ovako -

PRIMENA KONDENZATORA

Kondenzatori se široko koriste u svim oblastima elektrotehnike, koriste se u različitim električnim krugovima.
U kolu naizmjenične struje mogu poslužiti kao kapacitivnost. Uzmimo ovaj primjer, kada su kondenzator i sijalica spojeni serijski na bateriju (jednosmjerna struja), sijalica neće svijetliti.

Ako spojite takav krug na izvor izmjenične struje, sijalica će zasvijetliti, a intenzitet svjetlosti će direktno ovisiti o kapacitetu kondenzatora koji se koristi.

Zbog ovih kvaliteta, kondenzatori se koriste kao filteri u krugovima koji potiskuju visokofrekventne i niskofrekventne smetnje.

Kondenzatori se također koriste u raznim impulsnim krugovima gdje je potreban veliki električni naboj da se brzo akumulira i oslobodi, u akceleratorima, foto bljeskalicama, impulsnim laserima, zbog mogućnosti akumulacije velikog električnog naboja i brzog prijenosa na druge elemente mreža sa malim otporom, stvarajući snažan impuls.Kondenzatori se koriste za izglađivanje talasa kada se napon ispravi. Sposobnost kondenzatora da dugo pohranjuje naboj omogućuje njihovo korištenje za pohranjivanje informacija. A ovo je samo kratka lista svega gdje se kondenzator može koristiti.

Nastavljajući studije elektrotehnike, otkrit ćete još mnogo zanimljivosti, uključujući rad i korištenje kondenzatora. Ali, i ove informacije će vam biti dovoljne za opšte razumevanje i dalje.

Kako testirati kondenzator

Za testiranje kondenzatora potreban vam je uređaj, tester ili drugi multimetar. Postoje posebni uređaji koji mjere kapacitivnost (C), ali ti uređaji koštaju i često ih nema smisla kupovati za kućnu radionicu, pogotovo jer na tržištu postoje jeftini kineski multimetri s funkcijom mjerenja kapaciteta. Ako vaš tester nema takvu funkciju, možete koristiti uobičajenu funkciju biranja - do kako nazvati multimetrom, kao i prilikom provjere otpornika - šta je otpornik. Kondenzator se može provjeriti na "kvar" u ovom slučaju, otpor kondenzatora je vrlo velik, gotovo beskonačan (ovisno o materijalu od kojeg je konder napravljen). Elektrolitički kondenzatori se provjeravaju na sljedeći način - Potrebno je uključiti tester u režimu kontinuiteta, spojiti sonde uređaja na elektrode (noge) kondenzatora i pratiti očitavanje na indikatoru multimetra, očitavanje multimetra će se promijeniti prema dolje dok se potpuno ne zaustavi. Nakon toga, morate zamijeniti sonde, očitanja će se početi smanjivati ​​gotovo na nulu. Ako se sve dogodilo kako sam opisao, "conder" radi. Ako nema promjena u očitanjima, ili očitanja odmah postanu velika, ili uređaj uopće pokazuje nulu, kondenzator je neispravan. Osobno, radije provjeravam "klima uređaje" s pokazivačem; glatkoću kretanja strelice je lakše pratiti nego treperenje brojeva u prozoru indikatora.

Kapacitet kondenzatora mjereno u faradima, 1 farad je ogroman iznos. Takav kontejner će imati metalnu kuglu čije će dimenzije premašiti dimenzije našeg sunca za 13 puta. Sfera veličine planete Zemlje imat će kapacitet od samo 710 mikrofarada. Obično je kapacitet kondenzatora koje koristimo u električnim uređajima naznačen u mikrofaradima (mF), pikofaradima (nF), nanofaradima (nF). Trebali biste znati da je 1 mikrofarad jednak 1000 nanofarada. Prema tome, 0,1 uF je jednako 100 nF. Pored glavnog parametra, na tijelu elemenata je zabilježeno dopušteno odstupanje stvarnog kapaciteta od naznačenog i napon za koji je uređaj dizajniran. Ako se prekorači, uređaj može pokvariti.

Ovo znanje će vam biti sasvim dovoljno da započnete i samostalno nastavite proučavanje kondenzatora i njihovih fizičkih svojstava u specijalnoj tehničkoj literaturi. Želim vam uspjeh i istrajnost!

U trgovinama električne energije kondenzatori se najčešće mogu vidjeti u obliku cilindra, unutar kojeg se nalazi mnogo traka ploča i dielektrika.

Kondenzator - šta je to?

Kondenzator je dio električnog kruga koji se sastoji od 2 elektrode koje su sposobne akumulirati, koncentrirati ili prenijeti struju na druge uređaje. Strukturno, elektrode su kondenzatorske ploče, u kojima su naboji suprotni. Da bi uređaj radio, između ploča se postavlja dielektrik - element koji ne dopušta da dvije ploče dodiruju jedna drugu.

Definicija kondenzatora dolazi od latinske riječi "condenso", što znači zbijanje, koncentracija.

Elementi za posude za lemljenje koriste se za transport, mjerenje, preusmjeravanje i prijenos električne energije i signala.

Gdje se koriste kondenzatori?

Svaki radio-amater početnik često postavlja pitanje: čemu služi kondenzator? Početnici ne razumiju zašto je to potrebno i pogrešno vjeruju da može u potpunosti zamijeniti bateriju ili napajanje.

Svi radio uređaji dolaze sa kondenzatorima, tranzistorima i otpornicima. Ovi elementi čine mjedeni zglob ili cijeli modul u krugovima sa statičkim vrijednostima, što ga čini osnovom za svaki električni uređaj, od male pegle do industrijskih uređaja.

Upotreba kondenzatora se najčešće posmatra kao:

1. Filterski element za VF i NF smetnje;
2. Izravnavanje oštrih napona naizmjenične struje, kao i statike i napona na kondenzatoru;
3. Ekvilajzer talasa napona.

Namjena kondenzatora i njegove funkcije određene su svrhama upotrebe:

1. Opće namjene. Ovo je kondenzator, u čijem dizajnu postoje samo niskonaponski elementi smješteni na malim pločama, na primjer, uređaji kao što su daljinski upravljač za televizor, radio, čajnik itd.;
2. Visokog napona. Kondenzator u DC kolu podržava industrijske i tehničke sisteme koji su pod visokim naponom;
3. Puls. Kapacitivni stvara oštar napon napona i dovodi ga do prijemne ploče uređaja;
4. Lanseri. Koriste se za lemljenje u onim uređajima koji su dizajnirani za pokretanje, uključivanje / isključivanje uređaja, na primjer, daljinski upravljač ili upravljačka jedinica;
5. Suzbijanje smetnji. Kondenzator u AC krugu se koristi u satelitskoj, televizijskoj i vojnoj opremi.

Tipovi kondenzatora

Uređaj kondenzatora je određen vrstom dielektrika. Sljedećih je tipova:

1. Tečnost. Dielektrik u tekućem obliku nije uobičajen, uglavnom se ovaj tip koristi u industriji ili za radio uređaje;
2. Vakuum. U kondenzatoru nema dielektrika, a umjesto njega postoje ploče u zatvorenom kućištu;
3. Gasni. Bazira se na interakciji hemijskih reakcija i koristi se za proizvodnju rashladne opreme, proizvodnih linija i instalacija;
4. elektrolitički kondenzator. Princip se zasniva na interakciji metalne anode i elektrode (katode). Oksidni sloj anode je poluvodički dio, zbog čega se ovaj tip elementa kruga smatra najproduktivnijim;
5. Organic. Dielektrik može biti papir, film itd. On nije u stanju da akumulira, već samo neznatno izravna napone;
6. Kombinovano. To uključuje metal-papir, papir-film, itd. Efikasnost se povećava ako dielektrik sadrži metalnu komponentu;
7. Neorganski. Najčešći se razlikuju: staklo i keramika. Njihova upotreba je određena izdržljivošću i snagom;
8. Kombinovano neorgansko. Stakleni film, kao i stakleni emajl, koji se odlikuju odličnim svojstvima izravnavanja.

Vrste kondenzatora

Elementi radijske ploče razlikuju se po vrsti promjene kapacitivnosti:

1. Trajno. Ćelije održavaju konstantan naponski kapacitet do kraja svog cijelog vijeka trajanja. Ova vrsta je najčešća i najsvestranija, jer je pogodna za izradu bilo koje vrste uređaja;
2. Varijable. Imaju mogućnost promjene volumena posude pri korištenju reostata, varikapa ili pri promjeni temperaturnog režima. Mehanička metoda pomoću reostata uključuje lemljenje dodatnog elementa na ploču, dok korištenje variconda samo mijenja količinu dolaznog napona;
3. Trimeri. Oni su najfleksibilniji tip kondenzatora, pomoću kojih možete brzo i efikasno povećati propusnost sistema uz minimalnu rekonstrukciju.

Princip rada kondenzatora

Razmotrite kako kondenzator radi kada je spojen na izvor napajanja:

1. Akumulacija naboja. Kada je spojen na mrežu, struja se usmjerava na elektrolite;
2. Naelektrisane čestice su raspoređene na ploči, prema njihovom naelektrisanju: negativne - na elektrone, a pozitivne - na jone;
3. Dielektrik djeluje kao barijera između dvije ploče i sprječava miješanje čestica.

Određivanje kapacitivnosti kondenzatora vrši se izračunavanjem omjera naboja jednog provodnika i njegove potencijalne snage.

Bitan! Dielektrik također može ukloniti napon formiran na kondenzatoru tokom rada uređaja.

Karakteristike kondenzatora

Karakteristike su uslovno podeljene na tačke:

1. Količina odstupanja. Bez greške, svaki kondenzator prolazi kroz niz testova na proizvodnoj liniji prije nego što uđe u prodavnicu. Nakon testiranja svakog modela, proizvođač ukazuje na raspon dopuštenih odstupanja od originalne vrijednosti;
2. Vrijednost napona. U osnovi se koriste elementi napona od 12 ili 220 volti, ali postoje i 5, 50, 110, 380, 660, 1000 ili više volti. Kako bi se izbjeglo izgaranje kondenzatora, kvar dielektrika, najbolje je kupiti element s marginom napona;
3. Dozvoljena temperatura. Ovaj parametar je vrlo važan za male uređaje koji se napajaju od 220 volti. U pravilu, što je veći napon, to je viši nivo prihvatljive temperature za rad. Temperaturni parametri se mjere pomoću elektronskog termometra;
4. Prisutnost istosmjerne ili naizmjenične struje. Možda jedan od najvažnijih parametara, jer performanse projektovane opreme u potpunosti zavise od toga;
5. Broj faza. Ovisno o složenosti uređaja, mogu se koristiti jednofazni ili trofazni kondenzatori. Za direktno povezivanje elementa dovoljan je jednofazni, a ako je ploča "grad", onda se preporučuje upotreba trofazne, jer lakše raspoređuje opterećenje.

Od čega zavisi kapacitet?

Kapacitet kondenzatora ovisi o vrsti dielektrika i naznačen je na kućištu, mjereno u uF ili uF. Ona se kreće od 0 do 9.999 pF u pikofaradima, dok se u mikrofaradima kreće od 10.000 pF do 9.999 uF. Ove karakteristike su navedene u državnom standardu GOST 2.702.

Bilješka!Što je veći kapacitet elektrolita, to je duže vrijeme punjenja i uređaj će moći prenijeti više naboja.

Što je veće opterećenje ili snaga uređaja, kraće je vrijeme pražnjenja. U isto vrijeme, otpor igra važnu ulogu, jer od njega ovisi količina izlaznog električnog toka.

Glavni dio kondenzatora je dielektrik. Ima sljedeći broj karakteristika koje utiču na snagu opreme:

1. Otpor izolacije. Ovo uključuje unutrašnju i vanjsku izolaciju od polimera;
2. Maksimalni napon. Dielektrik određuje koliko napona kondenzator može pohraniti ili prenijeti;
3. Količina gubitka energije. Ovisi o konfiguraciji dielektrika i njegovim karakteristikama. Energija se po pravilu rasipa postepeno ili u oštrim impulsima;
4. nivo kapaciteta. Da bi kondenzator pohranio malu količinu energije za kratko vrijeme, mora održavati konstantan volumen kapacitivnosti. Najčešće ne uspijeva upravo zbog nemogućnosti prolaska određene količine napona;

Dobro je znati! Skraćenica "AC", koja se nalazi na tijelu elementa, označava naizmjenični napon. Akumulirani napon na kondenzatoru se ne može koristiti ili prenijeti - mora se ugasiti.

Svojstva kondenzatora

Kondenzator se ponaša kao:

1. induktivni kalem. Razmotrite primjer obične sijalice: upalit će se samo ako je spojite direktno na izvor izmjenične struje. To podrazumijeva pravilo da što je veći kapacitet, to je jači svjetlosni tok sijalice;
2. Akumulator punjenja. Svojstva omogućavaju brzo punjenje i pražnjenje, stvarajući tako najjači impuls sa malim otporom. Koristi se za proizvodnju raznih vrsta akceleratora, laserskih sistema, električnih bliceva itd.;
3. Baterija je napunjena. Snažan element je sposoban dugo vremena pohraniti primljeni dio struje, dok može poslužiti kao adapter za druge uređaje. U poređenju sa baterijom, kondenzator gubi deo svog napunjenosti tokom vremena, a takođe nije u stanju da primi veliku količinu električne energije, na primer, za industrijske razmere;
4. Punjenje elektromotora. Povezivanje se vrši preko trećeg izlaza (radni napon kondenzatora 380 ili 220 volti). Zahvaljujući novoj tehnologiji, postalo je moguće koristiti trofazni motor (sa rotacijom faze od 90 stupnjeva), koristeći standardnu ​​mrežu;
5. kompenzatorski uređaji. Koristi se u industriji za stabilizaciju reaktivne energije: dio ulazne snage se otapa i podešava na određenu zapreminu na izlazu kondenzatora.

Video