Poliniai ir nepoliniai kondensatoriai - koks skirtumas. Kokių tipų kondensatoriai yra? Kondensatorių tipai, jų charakteristikos Aliuminio elektrolitiniai kondensatoriai

Apie kondensatorius daug rašyta, ar verta prie jau egzistuojančių milijonų pridėti dar porą tūkstančių žodžių? Aš pridėsiu! Tikiu, kad mano pristatymas bus naudingas. Juk tai bus daroma atsižvelgiant į.

Kas yra elektrinis kondensatorius

Kalbant rusiškai, kondensatorius gali būti vadinamas „saugojimo įrenginiu“. Taip dar aiškiau. Be to, būtent taip šis pavadinimas yra išverstas į mūsų kalbą. Stiklas taip pat gali būti vadinamas kondensatoriumi. Tik ji kaupia skystį savyje. Arba krepšys. Taip, krepšys. Pasirodo, tai taip pat saugojimo įrenginys. Jis kaupia viską, ką mes ten dedame. Ką su tuo turi elektrinis kondensatorius? Tai tas pats, kas stiklas ar maišelis, bet tik kaupia elektros krūvį.

Įsivaizduokite vaizdą: elektros srovė praeina per grandinę, jos kelyje susitinka rezistoriai ir laidininkai ir, bam, atsiranda kondensatorius (stiklas). Kas nutiks? Kaip žinote, srovė yra elektronų srautas, o kiekvienas elektronas turi elektros krūvį. Taigi, kai kas nors sako, kad srovė teka per grandinę, įsivaizduojate, kad per grandinę teka milijonai elektronų. Būtent tie patys elektronai, kai jų kelyje atsiranda kondensatorius, kaupiasi. Kuo daugiau elektronų įdėsime į kondensatorių, tuo didesnis bus jo krūvis.

Kyla klausimas: kiek elektronų tokiu būdu galima sukaupti, kiek tilps į kondensatorių ir kada jo „užteks“? Išsiaiškinkime. Labai dažnai, norint supaprastinti paprastų elektros procesų paaiškinimą, naudojamas palyginimas su vandeniu ir vamzdžiais. Naudokimės ir šiuo metodu.

Įsivaizduokite vamzdį, kuriuo teka vanduo. Viename vamzdžio gale yra siurblys, kuris jėga pumpuoja vandenį į šį vamzdį. Tada mintyse uždėkite guminę membraną per vamzdį. Kas nutiks? Membrana pradės tempti ir deformuotis, veikiama vandens slėgio vamzdyje (slėgis sukuriamas siurblio). Ji ištemps, ištemps, ištemps ir galiausiai membranos tamprumo jėga arba subalansuos siurblio jėgą ir vandens srautas sustos, arba membrana nutrūks (jei tai neaišku, įsivaizduokite balioną, kuris sprogs, jei per daug pumpuojamas)! Tas pats vyksta elektriniuose kondensatoriuose. Tik ten vietoj membranos naudojamas elektrinis laukas, kuris didėja įkraunant kondensatorių ir palaipsniui balansuoja maitinimo šaltinio įtampą.

Taigi, kondensatorius turi tam tikrą ribinį krūvį, kurį jis gali kaupti ir kurį viršijus jis atsiras dielektrinis gedimas kondensatoriuje jis suges ir nustos būti kondensatoriumi. Tikriausiai laikas papasakoti, kaip veikia kondensatorius.

Kaip veikia elektrinis kondensatorius?

Mokykloje jums buvo pasakyta, kad kondensatorius yra daiktas, susidedantis iš dviejų plokščių ir tuštumos tarp jų. Šios plokštės buvo vadinamos kondensatorių plokštėmis ir prie jų buvo prijungti laidai, kad būtų tiekiama įtampa kondensatoriui. Taigi šiuolaikiniai kondensatoriai nelabai skiriasi. Jie visi taip pat turi plokštes, o tarp plokščių yra dielektrikas. Dėl dielektriko pagerėjo kondensatoriaus charakteristikos. Pavyzdžiui, jo talpa.

Šiuolaikiniuose kondensatoriuose naudojami įvairių tipų dielektrikai (daugiau apie tai žemiau), kurie įtaisomi tarp kondensatoriaus plokščių pačiais sudėtingiausiais būdais, kad būtų pasiektos tam tikros charakteristikos.

Veikimo principas

Bendras veikimo principas gana paprastas: įjungiama įtampa ir kaupiamas krūvis. Dabar vykstantys fiziniai procesai neturėtų jūsų labai domėtis, bet jei norite, apie tai galite pasiskaityti bet kurioje fizikos knygoje elektrostatikos skyriuje.

Kondensatorius nuolatinės srovės grandinėje

Jeigu savo kondensatorių įstatysime į elektros grandinę (pav. žemiau), su juo nuosekliai pajungsime ampermetrą ir į grandinę pajungsime nuolatinę srovę, ampermetro adatėlė trumpam sutrūkčios, o tada užšals ir parodys 0A – grandinėje nėra srovės. Kas nutiko?

Darysime prielaidą, kad prieš įvedant srovę į grandinę, kondensatorius buvo tuščias (išsikrovęs), o įjungus srovę pradėjo labai greitai krauti, o kai buvo įkrautas (elektrinis laukas tarp kondensatoriaus plokščių subalansavo maitinimo šaltinį ), tada srovė sustojo (čia yra kondensatoriaus įkrovimo grafikas).

Štai kodėl jie sako, kad kondensatorius nepraleidžia nuolatinės srovės. Tiesą sakant, jis praeina, bet labai trumpam laikui, kurį galima apskaičiuoti pagal formulę t = 3*R*C (kondensatoriaus įkrovimo laikas iki 95% vardinio tūrio. R yra grandinės varža, C yra kondensatoriaus talpa) Taip kondensatorius elgiasi nuolatinės srovės grandinėje Kintamoje grandinėje jis elgiasi visiškai kitaip!

Kondensatorius kintamosios srovės grandinėje

Kas yra kintamoji srovė? Tai yra tada, kai elektronai „bėga“ pirmiausia ten, tada atgal. Tie. jų judėjimo kryptis visą laiką keičiasi. Tada, jei kintamoji srovė eina per grandinę su kondensatoriumi, kiekvienoje jo plokštėje susikaups „+“ arba „-“ įkrova. Tie. kintamosios srovės srovė iš tikrųjų tekės. Tai reiškia, kad kintamoji srovė „nekliudomai“ teka per kondensatorių.

Visas šis procesas gali būti modeliuojamas naudojant hidraulinių analogijų metodą. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas kintamosios srovės grandinės analogas. Stūmoklis stumia skystį pirmyn ir atgal. Dėl to sparnuotė sukasi pirmyn ir atgal. Pasirodo, tai kintamasis skysčio srautas (skaitome kintamąją srovę).

Dabar tarp jėgos šaltinio (stūmoklio) ir sparnuotės pastatykime kondensatoriaus medelį membranos pavidalu ir išanalizuokime, kas pasikeis.

Panašu, kad niekas nepasikeis. Lygiai taip pat, kaip skystis atliko svyruojančius judesius, taip ir toliau tai daro, kaip ir sparnuotė dėl to svyravo, taip ir toliau svyruos. Tai reiškia, kad mūsų membrana nėra kliūtis kintamam srautui. Tas pats pasakytina ir apie elektroninį kondensatorių.

Faktas yra tas, kad nors elektronai, einantys grandine, nekerta dielektriko (membranos) tarp kondensatoriaus plokščių, už kondensatoriaus ribų jų judėjimas yra svyruojantis (pirmyn ir atgal), t.y. teka kintamoji srovė. Ech!

Taigi, kondensatorius praeina kintamąją srovę ir blokuoja nuolatinę srovę. Tai labai patogu, kai reikia pašalinti nuolatinės srovės komponentą iš signalo, pavyzdžiui, prie garso stiprintuvo išvesties/įvesties arba kai reikia žiūrėti tik į kintamąją signalo dalį (nuolatinės srovės išėjime pulsaciją). įtampos šaltinis).

Kondensatoriaus reaktyvumas

Kondensatorius turi varžą! Iš esmės tai būtų galima daryti iš to, kad nuolatinė srovė per jį nepraeina, tarsi tai būtų labai didelės varžos rezistorius.

Kintamoji srovė yra kitas dalykas - ji praeina, bet patiria kondensatoriaus pasipriešinimą:

f - dažnis, C - kondensatoriaus talpa. Jei atidžiai pažvelgsite į formulę, pamatysite, kad jei srovė yra pastovi, tada f = 0 ir tada (gal atleiskite man karingi matematikai!) X c = begalybė. Ir per kondensatorių nėra nuolatinės srovės.

Tačiau atsparumas kintamajai srovei pasikeis priklausomai nuo jo dažnio ir kondensatoriaus talpos. Kuo didesnis srovės dažnis ir kondensatoriaus talpa, tuo mažiau jis priešinasi šiai srovei ir atvirkščiai. Kuo greičiau keičiasi įtampa
įtampa, kuo didesnė srovė per kondensatorių, tai paaiškina Xc mažėjimą didėjant dažniui.

Beje, dar viena kondensatoriaus savybė yra ta, kad jis neatleidžia energijos ir neįkaista! Todėl kartais jis naudojamas įtampai slopinti ten, kur rezistorius rūkytų. Pavyzdžiui, sumažinti tinklo įtampą nuo 220 V iki 127 V. Ir toliau:

Srovė kondensatoriuje yra proporcinga įtampos, tiekiamos į jo gnybtus, greičiui

Kur naudojami kondensatoriai?

Taip, visur, kur reikalingos jų savybės (nepraleidžianti nuolatinės srovės, galimybė kauptis). elektros energija ir keisti jų varžą priklausomai nuo dažnio), filtruose, virpesių grandinėse, įtampos daugikliuose ir kt.

Kokių tipų kondensatoriai yra?

Pramonė gamina daugybę skirtingų tipų kondensatorių. Kiekvienas iš jų turi tam tikrų privalumų ir trūkumų. Vieni turi mažą nuotėkio srovę, kiti turi didelę talpą, o kiti turi dar ką nors. Atsižvelgiant į šiuos rodiklius, parenkami kondensatoriai.

Radijo mėgėjai, ypač pradedantieji kaip mes, per daug nesivargina ir lažinasi, ką gali rasti. Nepaisant to, turėtumėte žinoti, kokie pagrindiniai kondensatorių tipai egzistuoja gamtoje.

Paveikslėlyje parodytas labai įprastas kondensatorių atskyrimas. Sudariau pagal savo skonį ir man patinka, nes iš karto aišku ar yra kintamieji kondensatoriai, kokie nuolatiniai kondensatoriai yra ir kokie dielektrikai naudojami bendruose kondensatoriuose. Apskritai viskas, ko reikia radijo mėgėjui.

Jie turi mažą nuotėkio srovę, mažus matmenis, mažą induktyvumą ir gali veikti aukštu dažniu bei nuolatinės srovės, pulsuojančios ir kintamosios srovės grandinėse.

Jie gaminami įvairiausių darbinių įtampų ir galių: nuo 2 iki 20 000 pF ir, priklausomai nuo konstrukcijos, atlaiko iki 30 kV įtampą. Tačiau dažniausiai rasite keraminius kondensatorius, kurių darbinė įtampa yra iki 50 V.

Sąžiningai, aš nežinau, ar jie dabar išleidžiami. Tačiau anksčiau tokiuose kondensatoriuose kaip dielektrikas buvo naudojamas žėrutis. O pats kondensatorius susidėjo iš žėručio plokštelių pakuotės, ant kurių kiekvienos iš abiejų pusių buvo uždėtos plokštės, o tada tokios plokštės buvo surenkamos į „pakuotę“ ir supakuotos į dėklą.

Paprastai jie turėjo nuo kelių tūkstančių iki dešimčių tūkstančių pikoforadų ir veikė nuo 200 V iki 1500 V įtampos.

Popieriniai kondensatoriai

Tokie kondensatoriai turi kondensatorių popierių kaip dielektriką, o aliuminio juosteles kaip plokštes. Ilgos aliuminio folijos juostelės, tarp kurių yra popieriaus juostelė, suvyniojamos ir supakuojamos į korpusą. Tai ir yra triukas.

Tokių kondensatorių talpa svyruoja nuo tūkstančių pikoforadų iki 30 mikroforadų ir gali atlaikyti nuo 160 iki 1500 V įtampą.

Sklando gandai, kad dabar juos vertina audiofilai. Nesistebiu – jie turi ir vienpusius laidinius laidus...

Iš esmės paprasti kondensatoriai su poliesteriu kaip dielektrikas. Talpos diapazonas yra nuo 1 nF iki 15 mF, esant darbinei įtampai nuo 50 V iki 1500 V.

Šio tipo kondensatoriai turi du neginčijamus pranašumus. Pirma, jie gali būti pagaminti su labai mažu, tik 1% nuokrypiu. Taigi, jei rašoma 100 pF, tada jo talpa yra 100 pF +/- 1%. Antra, jų darbinė įtampa gali siekti iki 3 kV (o talpa nuo 100 pF iki 10 mF)

Elektrolitiniai kondensatoriai

Šie kondensatoriai nuo visų kitų skiriasi tuo, kad juos galima prijungti tik prie nuolatinės arba pulsuojančios srovės grandinės. Jie yra poliniai. Jie turi pliusą ir minusą. Taip yra dėl jų dizaino. Ir jei toks kondensatorius bus įjungtas atvirkščiai, jis greičiausiai išsipūs. O prieš tai irgi linksmai, bet nesaugiai sprogo. Yra elektrolitiniai kondensatoriai, pagaminti iš aliuminio ir tantalo.

Aliuminio elektrolitiniai kondensatoriai yra suprojektuoti beveik kaip popieriniai kondensatoriai, vienintelis skirtumas yra tas, kad tokio kondensatoriaus plokštės yra popierinės ir aliuminio juostelės. Popierius impregnuojamas elektrolitu, o ant aliuminio juostelės užtepamas plonas oksido sluoksnis, kuris atlieka dielektriko vaidmenį. Jei tokiam kondensatoriui pritaikysite kintamąją srovę arba pasuksite atgal į išėjimo poliškumą, elektrolitas užvirs ir kondensatorius suges.

Elektrolitiniai kondensatoriai turi gana didelę talpą, todėl, pavyzdžiui, jie dažnai naudojami lygintuvo grandinėse.

Tai turbūt ir viskas. Už kadro liko kondensatoriai su dielektriku, pagaminti iš polikarbonato, polistireno ir tikriausiai daugelio kitų tipų. Bet aš manau, kad tai bus nereikalinga.

Tęsinys...

Antroje dalyje planuoju parodyti tipiškų kondensatorių naudojimo pavyzdžius.

Kondensatoriai, kaip ir rezistoriai, yra vieni iš daugybės radijo inžinerijos prietaisų elementų. Apie kai kurias kondensatoriaus savybes- "saugykla" Jau kalbėjau apie elektros krūvius. Tuo pat metu jis teigė, kad tuo didesnė kondensatoriaus talpa, kuo didesnis jo plokščių plotas ir kuo plonesnis dielektrinis sluoksnis tarp jų.

Pagrindinis elektrinės talpos vienetas yra faradas (sutrumpintai F, pavadintas anglų fiziko M. Faradėjaus vardu. Tačiau 1 F – Tai labai didelė talpa. Pavyzdžiui, Žemės rutulio talpa mažesnė nei 1 F. Elektros ir radijo inžinerijoje naudojamas talpos vienetas, lygus milijoninei farado daliai, kuris vadinamas mikrofaradu (sutrumpintai μF). Viename farade yra 1 000 000 mikrofaradų, ty 1 mikrofaradas = 0,000 001 F. Tačiau šis talpos vienetas dažnai yra per didelis. Todėl yra dar mažesnis talpos vienetas, vadinamas pikofaradu (sutrumpintai pF), kuris yra milijonoji mikrofarado dalis, ty 0,000001 µF; 1 µF = 1 000 000 pF. Visiems kondensatoriams, tiek pastoviems, tiek kintamiems, pirmiausia būdinga jų talpa, išreikšta atitinkamai pikofaradais ir mikrofaradais.

Įjungta grandinių schemos Kondensatorių talpa nuo 1 iki 9999 pF nurodoma sveikaisiais skaičiais, atitinkančiais jų talpas šiuose vienetuose be žymėjimo pF, o kondensatorių talpa nuo 0,01 μF (10000 pF) ir daugiau— mikrofaradų frakcijomis arba mikrofaradais be žymėjimo μF. Jei kondensatoriaus talpa yra lygi sveikajam mikrofaradų skaičiui, tada, priešingai nei talpa žymima pikofaradais, po paskutinio reikšmingo skaitmens dedami kablelis ir nulis. Kondensatorių talpų žymėjimo pavyzdžiai diagramose: C1 = 47 atitinka 47 pF, C2 = 3300 atitinka 3300 pF; C3 = 0,47 atitinka 0,047 µF (47000 pF); C4 = 0,1 atitinka 0,1 µF; C5 = 20,0 atitinka 20 µF.

Paprasčiausios formos kondensatorius susideda iš dviejų plokščių, atskirtų dielektriku. Jei kondensatorius prijungtas prie nuolatinės srovės grandinės, srovė šioje grandinėje sustos. Taip, tai suprantama: tiesioginė srovė negali tekėti per izoliatorių, kuris yra kondensatoriaus dielektrikas. Kondensatoriaus įtraukimas į nuolatinės srovės grandinę prilygsta jo nutraukimui (neatsižvelgiame į įjungimo momentą, kai grandinėje atsiranda trumpalaikė kondensatoriaus įkrovimo srovė). Taip neveikia kondensatorius kintamosios srovės grandinėje. Atminkite: įtampos poliškumas kintamosios srovės šaltinio gnybtuose periodiškai keičiasi. Tai reiškia, kad jei į grandinę, maitinamą iš tokio srovės šaltinio, įtrauksite kondensatorių, jo plokštės bus pakaitomis įkraunamos šios srovės dažniu. Dėl to grandinėje tekės kintamoji srovė.

Kondensatorius, kaip ir rezistorius ir ritė, suteikia atsparumą kintamajai srovei, tačiau jis skiriasi skirtingų dažnių srovėms. Jis gali gerai praleisti aukšto dažnio sroves ir tuo pačiu būti beveik izoliatoriumi žemo dažnio srovėms. Pavyzdžiui, radijo mėgėjai kartais vietoj išorinių antenų naudoja elektros apšvietimo tinklo laidus, imtuvus prijungdami prie jų per 220 talpos kondensatorių.– 510 pF. Ar šis kondensatorius buvo pasirinktas atsitiktinai? Ne, neatsitiktinai. Tokios talpos kondensatorius gerai praleidžia aukšto dažnio sroves, kurios reikalingos imtuvo darbui, tačiau turi didelį atsparumą tinkle tekančiai kintamajai 50 Hz dažnio srovei. Šiuo atveju kondensatorius tampa savotišku filtru, praleidžiančiu aukšto dažnio srovę ir blokuojančiu žemo dažnio srovę.

Kondensatoriaus talpa kintamajai srovei priklauso nuo jo talpos ir srovės dažnio: kuo didesnė kondensatoriaus talpa ir srovės dažnis, tuo mažesnė jo talpa. Šią kondensatoriaus varžą galima pakankamai tiksliai nustatyti naudojant šią supaprastintą formulę

RC = 1/6fC
π (tiksliau 6,28, nesπ = 3,14).

kur RC yra kondensatoriaus talpa, Ohm; f - srovės dažnis, Hz; C yra šio kondensatoriaus talpa, F; 6 skaitmuo – 2 reikšmė suapvalinta iki sveikų vienetųπ (tiksliau 6,28, nesπ = 3,14).

Naudodami šią formulę išsiaiškinkime, kaip kondensatorius elgiasi kintamos srovės atžvilgiu, jei kaip anteną naudojame maitinimo laidus. Tarkime, kad šio kondensatoriaus talpa yra 500 pF (500 pF = 0,0000000005 F). Tinklo dažnis 50 Hz. Paimkime 1 MHz (1 000 000 Hz) kaip vidutinį radijo stoties nešlio dažnį, kuris atitinka 300 m bangos ilgį Kokią varžą turi šis kondensatorius radijo dažniui?

Rc = = 1/(6·1000000·0,0000000005) ~=300 omų.

O kaip su kintamąja srove?

Rc = 1/(6·50·0,0000000005) ~= 7 MOhm.

Ir štai rezultatas: 500 pF talpos kondensatorius užtikrina 20 000 kartų mažesnį atsparumą aukšto dažnio srovei nei žemo dažnio srovei. Nuoširdžiai? Mažesnės talpos kondensatorius suteikia dar didesnį atsparumą kintamajai tinklo srovei.

Kondensatoriaus talpa kintamajai srovei mažėja didėjant jo talpai ir srovės dažniui, ir atvirkščiai, didėja mažėjant jo talpai ir srovės dažniui.

Kondensatoriaus savybė nepraleisti nuolatinės srovės ir skirtingais būdais vesti skirtingo dažnio kintamąsias sroves naudojama atskirti pulsuojančias sroves į jų komponentus, išlaikyti vienų dažnių sroves ir praleisti kitų dažnių sroves.

Kaip konstruojami pastovūs kondensatoriai?

Visi pastovios talpos kondensatoriai turi laidžias plokštes, o tarp jų - keramika, žėrutis, popierius ar kitas kietas dielektrikas. Atsižvelgiant į naudojamo dielektriko tipą, kondensatoriai atitinkamai vadinami keramikiniais, žėručiais arba popieriniais. Kai kurių keraminių pastovių kondensatorių išvaizda parodyta Fig. 1

Ryžiai. 1. Keraminiai pastovios talpos kondensatoriai

Jie naudoja specialią keramiką kaip dielektriką, su plokštelėmis— ploni sidabruoto metalo sluoksniai, nusodinti ant keramikos paviršiaus, o laidai yra žalvario sidabruoti laidai arba juostelės, prilituotos prie plokščių. Kondensatorių korpusai iš viršaus padengti emaliu.

Labiausiai paplitę keraminiai kondensatoriai yra KDK (Ceramic Disc Capacitor) ir KTK (Ceramic Tubular Capacitor) tipai: KTK tipo kondensatoriui viena plokštelė dedama ant plonasienio keraminio vamzdžio vidinio, o antra – išorinio paviršiaus. Kartais vamzdiniai kondensatoriai dedami į sandarius porcelianinius „dėklus“ su metaliniais dangteliais galuose. Tai KGK tipo kondensatoriai.

Keraminiai kondensatoriai turi palyginti mažą talpą - iki kelių tūkstančių pikofaradų. Jie dedami į tas grandines, kuriose teka aukšto dažnio srovė (antenos grandinė, virpesių grandinė), kad tarp jų galėtų bendrauti.

Norint gauti mažo dydžio, bet gana didelės talpos kondensatorių, jis gaminamas ne iš dviejų, o iš kelių plokščių, sukrautų ir atskirtų viena nuo kitos dielektriku (2 pav.). Šiuo atveju kiekviena gretimų plokščių pora sudaro kondensatorių. Lygiagrečiai sujungus šias plokščių poras, gaunamas didelės talpos kondensatorius.

Ryžiai. 2. Žėručio kondensatoriai

Taip sukonstruoti visi kondensatoriai su žėručio dielektriku. Jų lėkštės— Plokštelės yra aliuminio folijos lakštai arba sidabro sluoksniai, nusodinti tiesiai ant žėručio, o laidai yra pasidabruotos vielos gabalėliai. Tokie kondensatoriai liejami iš plastiko. Tai yra KSO kondensatoriai. Jų pavadinime yra skaičius, apibūdinantis kondensatorių formą ir dydį, pavyzdžiui: KSO-1, KSO-5. Kuo didesnis skaičius, tuo didesnis kondensatoriaus dydis. Kai kurie žėručio kondensatoriai gaminami keraminiuose, vandeniui atspariuose dėkluose. Jie vadinami SGM tipo kondensatoriais. Žėručio kondensatorių talpa svyruoja nuo 47 iki 50 000 pF (0,05 µF). Kaip ir keraminiai, jie skirti aukšto dažnio grandinėms, taip pat naudoti kaip blokavimo blokus ir ryšiui tarp aukšto dažnio grandinių.

Popieriniuose kondensatoriuose (3 pav.) dielektrikas yra parafinu impregnuotas plonas popierius, o plokštės – folija. Popieriaus juostelės kartu su dangteliais susukamos į ritinį ir dedamos į kartoninį arba metalinį dėklą. Kuo platesnės ir ilgesnės plokštės, tuo didesnė kondensatoriaus talpa.

Ryžiai. 3. Pastovios talpos popieriniai ir metalo-popieriaus kondensatoriai

Popieriniai kondensatoriai daugiausia naudojami žemo dažnio grandinėse, taip pat blokuoti maitinimo šaltinius. Yra daug tipų kondensatorių su popieriniu dielektriku. Ir visų jų pavadinime yra raidė B (popierius). BM tipo (Small Paper) kondensatoriai yra uždengti metaliniuose vamzdeliuose, galuose užpildyti specialia derva.

KB kondensatoriai turi kartoninius cilindrinius dėklus. KBG-I tipo kondensatoriai dedami į porcelianinius dėklus su metaliniais galiniais dangteliais, sujungtais su plokštelėmis, iš kurių tęsiasi siauri švino žiedlapiai.

Metaliniuose korpusuose gaminami iki kelių mikrofaradų talpos kondensatoriai. Tai apima KBG-MP, KBG-MN, KBGT tipų kondensatorius. Viename pastate jų gali būti du ar trys.

MBM tipo (Metal-Paper Small-Size) kondensatorių dielektrikas yra lakuotas kondensatorių popierius, o plokštės vienoje popieriaus pusėje nusėda mažesni nei mikrono storio metalo sluoksniai. Būdingas šio tipo kondensatorių bruožas— gebėjimas savarankiškai išgydyti po elektrinio dielektriko gedimo.

Speciali pastovios talpos kondensatorių grupė yra elektrolitiniai (4 pav.).

Ryžiai. 4. Elektrolitiniai kondensatoriai

Pagal savo vidinę struktūrą elektrolitinis kondensatorius šiek tiek primena popierinį kondensatorių. Jame yra dvi aliuminio folijos juostelės. Vieno iš jų paviršius padengtas plonu oksido sluoksniu. Tarp aliuminio juostelių yra akyto popieriaus juostelė, impregnuota specialiu tirštu skysčiu.— elektrolitas. Ši keturių sluoksnių juostelė suvyniojama ir įdedama į aliuminio cilindrinį puodelį arba kasetę.

Kondensatoriaus dielektrikas yra oksido sluoksnis. Teigiama plokštė (anodas) yra juosta, turinti oksido sluoksnį. Jis yra sujungtas su žiedlapiu, izoliuotu nuo kūno. Antrasis, neigiamas plokštelinis (katodinis) popierius, impregnuotas elektrolitu per juostą, ant kurios nėra oksido sluoksnio, yra prijungtas prie metalinio korpuso. Taigi kūnas yra neigiamas terminalas, o nuo jo izoliuotas žiedlapis yra elektrolitinio kondensatoriaus teigiamos plokštės gnybtas. Būtent taip suprojektuoti KE ir K50-3 tipų kondensatoriai. KE-2 kondensatoriai nuo KE tipo kondensatorių skiriasi tik plastikine įvore su sriegiu ir veržle, skirta montuoti ant skydo. Aliuminio K50-3 kondensatorių korpusai yra 4,5 skersmens kasetės formos– 6 ir ilgis 15-20 mm. išvadas— viela Panašiai suprojektuoti ir K50-6 tipo kondensatoriai. Bet jų elektrodų gnybtai (plokštelės) yra izoliuoti nuo korpusų.

Elektros schemose elektrolitiniai kondensatoriai pavaizduoti taip pat, kaip ir kiti pastovios talpos kondensatoriai - su dviem " brūkšnelių, bet šalia teigiamos pusės padėkite ženklą« + » .

Elektrolitiniai kondensatoriai turi dideles talpas— nuo frakcijų iki kelių tūkstančių mikrofaradų. Jie skirti naudoti grandinėse su pulsuojančiomis srovėmis, pavyzdžiui, kintamosios srovės lygintuvų filtrais, žemo dažnio grandinių sujungimui. Šiuo atveju neigiamas kondensatoriaus elektrodas yra prijungtas prie neigiamo grandinės poliaus, o teigiamas— su savo teigiamu poliu. Jei nesilaikoma perjungimo poliškumo, elektrolitinis kondensatorius gali sugesti.

Elektrolitinių kondensatorių vardinės talpos užrašytos ant jų korpusų. Faktinė talpa gali būti žymiai didesnė už vardinę talpą.

Svarbiausia bet kurio kondensatoriaus charakteristika, be talpos, yra ir jo vardinė įtampa, t.y. įtampa, kuria esantis kondensatorius gali veikti ilgą laiką neprarasdamas savo savybių. Ši įtampa priklauso nuo kondensatoriaus dielektrinio sluoksnio savybių ir storio. Įvairių tipų keraminiai, žėručio, popieriaus ir metalo-popieriaus kondensatoriai skirti vardinei įtampai nuo 150 iki 1000 V ir daugiau.

Elektrolitiniai kondensatoriai gaminami esant vardinei įtampai nuo kelių voltų iki 30 voltų– 50 V ir nuo 150 iki 450 – 500 V. Šiuo atžvilgiu jie skirstomi į dvi grupes: žemos ir aukštos įtampos. Pirmos grupės kondensatoriai naudojami santykinai žemos įtampos grandinėse, o antrosios grupės kondensatoriai— santykinai aukštos įtampos grandinėse.

Renkantis kondensatorius savo dizainui, visada atkreipkite dėmesį į jų vardinę įtampą. Grandinėje, kurios įtampa mažesnė už vardinę, kondensatorius galima įjungti, tačiau grandinėje, kurios įtampa didesnė už vardinę, jų įjungti negalima. Jei ant kondensatoriaus plokščių yra įtampa, viršijanti jo vardinę įtampą, dielektrikas prasiskverbs. Sugedęs kondensatorius netinkamas naudoti.

Dabar apie kintamus kondensatorius.

Paprasčiausio kintamo kondensatoriaus struktūra parodyta fig. 5. Vienas iš jo pamušalo - statorius stovi. Antrasis rotorius— pritvirtintas prie ašies. Kai ašis sukasi, keičiasi plokščių persidengimo sritis, o kartu ir kondensatoriaus talpa.

Ryžiai. 5. Paprasčiausias kintamasis kondensatorius

Kintamieji kondensatoriai, naudojami imtuvų sureguliuotose virpesių grandinėse, susideda iš dviejų plokščių grupių (6 pav., a), pagamintų iš lakštinio aliuminio arba žalvario. Rotoriaus plokštės yra sujungtos ašimi. Statoriaus plokštės taip pat yra prijungtos ir izoliuotos nuo rotoriaus. Kai ašis sukasi, statoriaus grupės plokštės palaipsniui patenka į oro tarpus tarp rotoriaus grupės plokščių, todėl kondensatoriaus talpa tolygiai keičiasi. Kai rotoriaus plokštės visiškai pašalinamos iš tarpų tarp statoriaus plokščių, kondensatoriaus talpa yra mažiausia; ji vadinama pradine kondensatoriaus talpa. Kai rotoriaus plokštės yra visiškai įdėtos tarp statoriaus plokščių, kondensatoriaus talpa bus didžiausia, ty didžiausia tam tikram kondensatoriui. Maksimali kondensatoriaus talpa bus didesnė, kuo daugiau jame plokščių ir tuo mažesnis atstumas tarp judančių ir stacionarių plokščių.

Kondensatoriuose, parodytuose fig. 5 ir 6, a, dielektrikas yra oras. Mažo dydžio kintamuosiuose kondensatoriuose (6 pav., b) dielektrikas gali būti popierius, plastikinės plėvelės arba keramika. Tokie kondensatoriai vadinami kietaisiais dielektriniais kintamaisiais kondensatoriais. Mažesnių matmenų nei oro dielektriniai kondensatoriai gali turėti didelę maksimalią talpą. Būtent šie kondensatoriai naudojami mažo dydžio tranzistorių imtuvų virpesių grandinėms sureguliuoti.

Ryžiai. 7. Vienas iš kintamų kondensatorių bloko konstrukcijų

Atsargiai reikia elgtis su pavieniais kondensatoriais ir kintamų kondensatorių blokais su oro dielektriku. Net nedidelis plokščių lenkimas ar kitoks pažeidimas sukelia trumpąjį jungimą tarp jų. Tų pačių kondensatorių plokščių korekcija- tai sudėtingas reikalas.

Kondensatoriai su kietu dielektriku taip pat apima derinimo kondensatorius, kurie yra kintamų kondensatorių tipas. Dažniausiai tokie kondensatoriai naudojami grandinėms sureguliuoti iki rezonanso, todėl jie vadinami derinimo kondensatoriais. Dažniausiai pasitaikančių derinimo kondensatorių konstrukcijos parodytos fig. 8. Kiekvienas iš jų susideda iš gana masyvaus keraminio pagrindo ir plono keraminio disko. Ant pagrindo paviršiaus (po disku) ir ant disko metaliniai sluoksniai dedami sektorių pavidalu, kurie yra kondensatoriaus plokštės. Kai diskas sukasi aplink savo ašį, pasikeičia sektorių-plokščių persidengimo sritis, keičiasi kondensatoriaus talpa.

Derinimo kondensatorių talpa nurodoma ant jų korpusų trupmeninio skaičiaus forma, kur skaitiklis yra mažiausias, o vardiklis yra didžiausia duoto kondensatoriaus talpa. Jei, pavyzdžiui, ant kondensatoriaus nurodyta 6/30, tai reiškia, kad jo mažiausia talpa yra 6 pF, o didžiausia - 30 pF. Trimerių kondensatoriai paprastai turi mažiausią talpą 2 - 5 pF, o didžiausias iki 100– 150 pF. Kai kurie iš jų, pavyzdžiui, KPK-2, gali būti naudojami kaip kintamieji kondensatoriai, norint sukonfigūruoti paprastus vienos grandinės imtuvus.

Kondensatoriai, kaip ir rezistoriai, gali būti jungiami lygiagrečiai arba nuosekliai. Kondensatorių prijungimas dažniausiai naudojamas tais atvejais, kai po ranka nėra reikiamos vertės kondensatoriaus, tačiau yra ir kitų, iš kurių galima pagaminti reikiamą talpą. Jei kondensatorius jungsite lygiagrečiai (8 pav., a), tai bendra jų talpa bus lygi visų prijungtų kondensatorių talpų sumai, t.y.

Bendravimas = C1 + C2 + C3 ir kt.

Taigi, pavyzdžiui, jei C1 = 33 pF ir C2 = 47 pF, tada bendra šių dviejų kondensatorių talpa bus: Iš viso = 33 + 47 = 80 pF. Kai kondensatoriai jungiami nuosekliai (8 pav., b), jų bendra talpa visada yra mažesnė už mažiausią talpą, įtrauktą į grandinę. Jis apskaičiuojamas pagal formulę

Comm = C1 · C2/(C1 + C2)

Pavyzdžiui, tarkime, kad C1 = 220 pF ir C2 = 330 pF; tada iš viso = 220 · 330/(220 + 330) = 132 pF. Kai du tos pačios talpos kondensatoriai yra sujungti nuosekliai, jų bendra talpa bus pusė kiekvieno iš jų talpos.

Ryžiai. 8. Kondensatorių lygiagrečiai (a) ir nuosekliai (b).

Kondensatorius yra elektros grandinės elementas, kuris tarnauja kaip įkrovos saugojimo įrenginys.

Dabar yra daug šio įrenginio taikymo sričių, o tai paaiškina platų jų asortimentą. Jie skiriasi medžiagomis, iš kurių jie pagaminti, paskirtimi ir pagrindinio parametro diapazonu. Bet pagrindinė savybė Kondensatorius yra jo talpa.

Kondensatoriaus veikimo principas

Dizainas

Diagramose kondensatorius nurodomas kaip dvi lygiagrečios linijos, kurios nėra tarpusavyje sujungtos:

Tai atitinka paprasčiausią jos konstrukciją – dvi plokštes (plokštes), atskirtas dielektriku. Tikrasis šio gaminio dizainas dažniausiai susideda iš plokštelių, suvyniotų į ritinį su dielektriko ar kitų įmantrių formų sluoksniu, tačiau esmė išlieka ta pati.

Elektrinė talpa – tai laidininko gebėjimas kaupti elektros krūvius. Kuo daugiau krūvio laidininkas gali išlaikyti esant tam tikram potencialų skirtumui, tuo didesnė talpa. Ryšys tarp krūvio Q ir potencialo φ išreiškiamas formule:

kur Q – krūvis kulonais (C), φ – potencialas voltais (V).

Talpa matuojama faradais (F), kuriuos prisimenate iš fizikos pamokų. Praktikoje dažniau naudojami mažesni vienetai: milifaradas (mF), mikrofaradas (µF), nanofaradas (nF), pikofaradas (pF).

Saugojimo talpa priklauso nuo laidininko geometrinių parametrų ir terpės, kurioje jis yra, dielektrinės konstantos. Taigi sferai, pagamintai iš laidžios medžiagos, ji bus išreikšta formule:

C=4πεε0R

kur ε0-8.854·10^−12 F/m – elektrinė konstanta, o ε – terpės dielektrinė konstanta (kiekvienos medžiagos vertė lentelėje).

Realiame gyvenime dažnai tenka susidurti ne su vienu laidininku, o su tokių sistemomis. Taigi įprastame plokščiame kondensatoriuje talpa bus tiesiogiai proporcinga plokščių plotui ir atvirkščiai – atstumui tarp jų:

C=εε0S/d

ε čia yra tarpiklio tarp plokščių dielektrinė konstanta.

Lygiagrečių ir nuoseklių sistemų talpa

Lygiagretus kondensatorių sujungimas reiškia vieną didelį kondensatorių su tuo pačiu dielektriniu sluoksniu ir bendrą plokščių plotą, todėl bendra sistemos talpa yra kiekvieno elemento talpų suma. Lygiagrečiame jungtyje įtampa bus tokia pati, o įkrova bus paskirstyta tarp grandinės elementų

C=C1+C2+C3

Kondensatorių nuosekliam jungimui būdingas bendras įkrovimas ir paskirstyta įtampa tarp elementų. Todėl apibendrinama ne talpa, o atvirkštinė vertė:

1/C=1/С1+1/С2+1/С3

Iš vieno kondensatoriaus talpos formulės galima daryti išvadą, kad su nuosekliai sujungtais identiškais elementais jie gali būti pavaizduoti kaip vienas didelis, turintis tą patį plokštės plotą, bet su visu dielektriko storiu.

Reaktyvumas

Kondensatorius negali vesti nuolatinės srovės, kaip matyti iš jo konstrukcijos. Tokioje grandinėje jis gali tik įkrauti. Bet kintamosios srovės grandinėse veikia puikiai, nuolat kraunasi. Jei ne apribojimai, kylantys iš dielektriko savybių (jis gali prasibrauti, kai viršijama įtampos riba), šis elementas būtų kraunamas neribotą laiką (vadinamasis idealus kondensatorius, kažkas panašaus į absoliučiai juodą korpusą ir idealias dujas). ) nuolatinės srovės grandinėje, o srovė per ją nepraeis. Paprasčiau tariant, nuolatinės srovės grandinėje esančio kondensatoriaus varža yra begalinė.

Su kintamąja srove situacija yra kitokia: kuo didesnis dažnis grandinėje, tuo mažesnė elemento varža. Ši varža vadinama reaktyvumu ir yra atvirkščiai proporcinga dažniui ir talpai:

Z=1/2πfC

kur f yra dažnis hercais.

Energijos kaupimas

Įkrauto kondensatoriaus sukauptą energiją galima išreikšti formule:

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

kur U yra įtampa tarp plokščių, o q yra sukauptas krūvis.

Kondensatorius virpesių grandinėje

Uždaroje kilpoje, kurioje yra ritė ir kondensatorius, galima generuoti kintamąją srovę.

Įkrovus kondensatorių, jis pradės savaime išsikrauti, suteikdamas didėjančią srovę. Išsikrovusio kondensatoriaus energija taps lygi nuliui, tačiau ritės magnetinė energija bus maksimali. Srovės vertės pokytis sukelia ritės savaiminį indukcinį emf, o inercija ji nukreips srovę link antrosios plokštės, kol ji bus visiškai įkrauta. Idealiu atveju tokių svyravimų yra begalė, tačiau iš tikrųjų jie greitai užgęsta. Virpesių dažnis priklauso ir nuo ritės, ir nuo kondensatoriaus parametrų:

kur L yra ritės induktyvumas.

Kondensatorius gali turėti savo induktyvumą, kuris gali būti stebimas didėjant srovės dažniui grandinėje. Idealiu atveju ši vertė yra nereikšminga ir gali būti nepaisoma, tačiau iš tikrųjų, kai plokštės yra suvyniotos į plokštes, šio parametro negalima ignoruoti, ypač kai kalbama apie aukštus dažnius. Tokiais atvejais kondensatorius sujungia dvi funkcijas ir yra tam tikra virpesių grandinė su savo rezonansiniu dažniu.

Veikimo charakteristikos

Be jau minėtos talpos, savaiminės induktyvumo ir energijos intensyvumo, realūs kondensatoriai (ir ne idealūs) turi nemažai savybių, į kurias būtina atsižvelgti renkantis šį elementą grandinei. Jie apima:

Norint suprasti, iš kur atsiranda nuostoliai, reikia paaiškinti, kokie yra šio elemento sinusinės srovės ir įtampos grafikai. Kai kondensatorius įkraunamas iki maksimumo, jo plokštėse srovė lygi nuliui. Atitinkamai, kai srovė yra maksimali, nėra įtampos. Tai reiškia, kad įtampa ir srovė yra nefazinės 90 laipsnių kampu. Idealiu atveju kondensatorius turi tik reaktyviąją galią:

Q = UI yra 90

Realiai kondensatoriaus plokštės turi savo varžą, o dalis energijos išleidžiama dielektrikui šildyti, dėl to prarandami energijos nuostoliai. Dažniausiai jie yra nereikšmingi, tačiau kartais jų negalima pamiršti. Pagrindinė šio reiškinio charakteristika yra dielektrinių nuostolių tangentas, kuris yra aktyviosios galios (kurią užtikrina maži dielektriko nuostoliai) ir reaktyviosios galios santykis. Šią reikšmę teoriškai galima išmatuoti realią talpą pateikiant lygiavertės lygiavertės grandinės pavidalu – lygiagrečiai arba nuosekliai.

Dielektrinių nuostolių liestinės nustatymas

Lygiagrečiame jungtyje nuostolių dydis nustatomas pagal srovių santykį:

tgδ = Ir/Ic = 1/(ωCR)

Nuosekliojo jungimo atveju kampas apskaičiuojamas pagal įtampos santykį:

tgδ = Ur/Uc = ωCR

Iš tikrųjų, norėdami išmatuoti tgδ, jie naudoja įrenginį, surinktą naudojant tilto grandinę. Jis naudojamas aukštos įtampos įrangos izoliacijos nuostoliams diagnozuoti. Naudodami matavimo tiltelius galite išmatuoti ir kitus tinklo parametrus.

Nominali įtampa

Šis parametras nurodytas etiketėje. Tai rodo maksimalią įtampą, kurią galima pritaikyti plokštėms. Vardinės vertės viršijimas gali sukelti kondensatoriaus gedimą ir jo gedimą. Šis parametras priklauso nuo dielektriko savybių ir jo storio.

Poliškumas

Kai kurie kondensatoriai turi poliškumą, tai yra, jie turi būti prijungti prie grandinės griežtai apibrėžtu būdu. Taip yra dėl to, kad tam tikras elektrolitas naudojamas kaip viena iš plokštelių, o oksido plėvelė ant kito elektrodo yra dielektrikas. Pasikeitus poliškumui, elektrolitas tiesiog sunaikina plėvelę, o kondensatorius nustoja veikti.

Talpos temperatūros koeficientas

Jis išreiškiamas santykiu ΔC/CΔT, kur ΔT yra temperatūros pokytis aplinką. Dažniausiai ši priklausomybė yra tiesinė ir nereikšminga, tačiau kondensatoriams, veikiantiems agresyviomis sąlygomis, TKE nurodoma grafiko pavidalu.

Kondensatoriaus gedimas atsiranda dėl dviejų pagrindinių priežasčių – gedimo ir perkaitimo. Ir jei gedimo atveju kai kurios jų rūšys gali savaime išgydyti, perkaitimas laikui bėgant sukelia sunaikinimą.

Perkaitimą sukelia tiek išorinės priežastys (gretimų grandinės elementų įkaitimas), tiek vidinės, ypač plokščių serijinė ekvivalentinė varža. Elektrolitiniuose kondensatoriuose jis išgaruoja elektrolitą, o oksidiniuose puslaidininkiniuose kondensatoriuose sukelia skilimą ir cheminę reakciją tarp tantalo ir mangano oksido.

Sunaikinimo pavojus yra tas, kad jis dažnai įvyksta su tikimybe sprogimas korpusai.

Kondensatorių techninis projektavimas

Kondensatorius galima suskirstyti į kelias grupes. Taigi, priklausomai nuo galimybės reguliuoti pajėgumus, jie skirstomi į pastovius, kintamus ir reguliuojamus. Pagal formą jie gali būti cilindriniai, sferiniai ir plokšti. Galite juos suskirstyti pagal paskirtį. Tačiau dažniausiai klasifikuojama pagal dielektriko tipą.

Popieriniai kondensatoriai

Popierius naudojamas kaip dielektrikas, labai dažnai alyvuotas popierius. Paprastai tokie kondensatoriai yra dideli, tačiau buvo ir mažų variantų be alyvos. Jie naudojami kaip stabilizavimo ir saugojimo įrenginiai, o iš buitinės elektronikos pamažu keičiami modernesniais plėvelių modeliais.

Jei nėra alyvavimo, jie turi reikšmingą trūkumą - jie reaguoja į oro drėgmę net ir sandariai uždengę pakuotę. Drėgnas popierius padidina energijos nuostolius.

Dielektrikas organinių plėvelių pavidalu

Plėvelės gali būti pagamintos iš organinių polimerų, tokių kaip:

• polietileno tereftalatas;
• poliamidas;
• polikarbonatas;
• polisulfonas;
• polipropilenas;
• polistirenas;
• fluoroplastas (politetrafluoretilenas).

Lyginant su ankstesniais, tokie kondensatoriai yra kompaktiškesnio dydžio ir nepadidina dielektrinių nuostolių didėjant drėgmei, tačiau daugeliui jų gresia gedimas dėl perkaitimo, o neturintys šio trūkumo yra brangesni.

Kietas neorganinis dielektrikas

Tai gali būti žėrutis, stiklas ir keramika.

Šių kondensatorių pranašumas yra jų stabilumas ir talpos priklausomybės nuo temperatūros, taikomos įtampos, o kai kuriais atvejais net nuo spinduliuotės tiesiškumas. Tačiau kartais tokia priklausomybė pati tampa problema, ir kuo ji mažiau ryški, tuo produktas brangesnis.

Oksido dielektrikas

Su juo gaminami aliuminio, kietojo kūno ir tantalo kondensatoriai. Jie turi poliškumą, todėl sugenda, jei prijungti neteisingai ir viršijama nominali įtampa. Tačiau tuo pat metu jie turi gerą pajėgumą, yra kompaktiški ir stabilūs. Tinkamai veikiant, jie gali dirbti apie 50 tūkst.

Vakuuminis

Tokie prietaisai yra stiklinė arba keraminė kolba su dviem elektrodais, iš kurių išpumpuojamas oras. Jie praktiškai neturi nuostolių, tačiau jų maža talpa ir pažeidžiamumas riboja jų taikymo sritį radijo stotyse, kur talpos dydis nėra toks svarbus, tačiau atsparumas kaitinimui yra esminis.

Elektrinis dvigubas sluoksnis

Jei pažvelgsite į tai, kam reikalingas kondensatorius, galite suprasti, kad šis tipas nėra būtent jis. Greičiau tai yra papildomas arba atsarginis maitinimo šaltinis, kuriam jie ir naudojami. Kai kurių kategorijų tokie prietaisai – jonistoriai – turi aktyvuotos anglies ir elektrolito sluoksnį, kiti veikia ličio jonais. Šių įrenginių talpa gali siekti šimtus faradų. Jų trūkumai yra didelė kaina ir aktyvus atsparumas nuotėkio srovėms.

Kad ir koks būtų kondensatorius, yra du privalomi parametrai, kurie turi atsispindėti žymėjime - tai jo talpa ir vardinė įtampa.

Be to, daugumoje jų yra skaitinis ir abėcėlinis jo charakteristikų žymėjimas. Pagal Rusijos standartus kondensatoriai pažymėti keturiais ženklais.

Pirmoji raidė K reiškia „kondensatorių“, kitas skaičius yra dielektriko tipas, po kurio eina paskirties indikatorius raidės pavidalu; paskutinė piktograma gali reikšti ir dizaino tipą, ir kūrimo numerį, tai jau priklauso nuo gamintojo. Trečiasis punktas dažnai praleidžiamas. Tokie ženklai naudojami ant pakankamai didelių gaminių, kad juos tilptų. Pagal GOST dekodavimas atrodys taip:

Pirmosios raidės:

1. K yra pastovus kondensatorius.
2. CT yra žoliapjovė.
3. KP yra kintamasis kondensatorius.

Antroji grupė yra dielektriko tipas:

Viso to negalima dėti ant mažų kondensatorių, todėl naudojami sutrumpinti žymėjimai, prie kurių, jei nesate įpratę, gali prireikti net skaičiuotuvo, o kartais ir padidinimo stiklo. Šis žymėjimas koduoja talpą, įtampą ir nukrypimus nuo pagrindinio parametro. Nėra prasmės įrašyti likusius parametrus: tai, kaip taisyklė, yra keraminiai kondensatoriai.

Keraminių kondensatorių ženklinimas

Kartais su jais viskas paprasta – talpa žymima skaičiumi ir vienetais: pF – pikofaradas, nF – nanofaradas, μF – mikrofaradas, mF – milifaradas. Tai yra, 100nF užrašą galima perskaityti tiesiogiai. Nominalas yra atitinkamai skaičius ir raidė V. Tačiau kartais net tai netinka, todėl naudojami santrumpos. Taigi, dažnai talpa telpa į tris skaitmenis (103, 109 ir kt.), kur paskutinis reiškia nulių skaičių, o pirmieji du – talpą pikofaradais. Jei skaičius 9 yra pabaigoje, tada nulių nėra, o tarp pirmųjų dviejų dedamas kablelis. Kai skaičius 8 yra pabaigoje, kablelis perkeliamas dar viena vieta atgal.

Pavyzdžiui, žymėjimas 109 reiškia 1 pikofaradą ir 100–10 pikofaradų; 681–680 pikofaradų arba 0,68 nanofaradų ir 104–100 tūkst. pF arba 100 nF

Pirmąją matavimo vieneto raidę dažnai galite rasti kableliu: p50–0,5 pF, 1n5–1,5 nF, 15μ – 15 µF, 15m – 15 mF. Kartais vietoj p rašomas R.

Po trijų skaičių gali būti raidė, nurodanti talpos parametro sklaidą:

Jei apskaičiuojate grandinės charakteristikas SI vienetais, tada norėdami rasti talpą faradais, turite atsiminti skaičiaus 10 eksponentus:

1. -3 - milifaradai;
2. -6 - mikrofaradai;
3. -9 - nanofaradai;
4. -12 yra pikofaradai.

Taigi 01 pF yra 0,1 *10^-12 F.

SMD įrenginiuose pikofaradų talpa nurodoma raide, o skaičius po jo yra 10 galia, iš kurios ši vertė turi būti padauginta.

Lygiai taip pat galima pažymėti vardinę darbinę įtampą raide, jei sunku ją parašyti iki galo. Rusijoje buvo priimtas toks nominalų raidžių žymėjimo standartas:

Nepaisant sąrašų ir lentelių, vis tiek geriau išstudijuoti konkretaus gamintojo kodavimą – įvairiose šalyse jie gali skirtis.

Kai kurie kondensatoriai pateikiami su išsamesniu jų charakteristikų aprašymu.

Kondensatorius, kondensatorius, oro kondicionierius – taip jį vadina patyrę specialistai – vienas dažniausiai naudojamų elementų įvairiose elektros grandinėse. Kondensatorius gali kaupti elektros srovės krūvį ir perkelti jį į kitus elektros grandinės elementus.
Paprasčiausias kondensatorius susideda iš dviejų plokštelinių elektrodų, atskirtų dielektriku, ant šių elektrodų kaupiasi skirtingo poliškumo elektros krūvis, viena plokštė turės teigiamą krūvį, kita – neigiamą.

Kondensatoriaus veikimo principas ir paskirtis– Į šiuos klausimus pasistengsiu atsakyti trumpai ir labai aiškiai. Elektros grandinėse šie įrenginiai gali būti naudojami įvairiems tikslams, tačiau pagrindinė jų funkcija yra kaupti elektros krūvį, tai yra, kondensatorius priima elektros srovę, ją kaupia ir vėliau perduoda į grandinę.

Kondensatorių prijungus prie elektros tinklo, ant kondensatoriaus elektrodų pradeda kauptis elektros krūvis. Įkrovimo pradžioje kondensatorius sunaudoja daugiausiai elektros srovės, įkraunant kondensatorių elektros srovė mažėja, o užpildžius kondensatoriaus talpą, srovė visiškai išnyks.

Atjungus elektros grandinę nuo maitinimo šaltinio ir prijungus apkrovą, kondensatorius nustoja priimti įkrovą ir perduoda susikaupusią srovę kitiems elementams, pats tarsi tapdamas maitinimo šaltiniu.

Pagrindinis Techninės specifikacijos kondensatorius yra talpa. Talpa yra kondensatoriaus gebėjimas kaupti elektros krūvį. Kuo didesnė kondensatoriaus talpa, tuo daugiau įkrovos jis gali sukaupti ir atitinkamai išleisti atgal į elektros grandinę. Kondensatoriaus talpa matuojama Faradais. Kondensatoriai skiriasi konstrukcija, medžiagomis, iš kurių jie pagaminti, ir taikymo sritimis. Labiausiai paplitęs kondensatorius yra pastovus kondensatorius, jis žymimas taip:

Pastovios talpos kondensatoriai gaminami iš įvairių medžiagų ir gali būti metalo-popieriaus, žėručio ar keramikos. Tokie kondensatoriai kaip elektrinis komponentas naudojami visuose elektroniniuose prietaisuose.

Elektrolitinis kondensatorius

Kitas įprastas kondensatorių tipas yra polinis elektrolitiniai kondensatoriai, jo vaizdas elektros schemoje atrodo taip -

Elektrolitinis kondensatorius taip pat gali būti vadinamas nuolatiniu kondensatoriumi, nes jo talpa nekinta.

Bet eh elektrolitiniai kondensatoriai turi labai svarbų skirtumą, (+) ženklas prie vieno iš kondensatoriaus elektrodų rodo, kad tai polinis kondensatorius ir jungiant jį prie grandinės reikia stebėti poliškumą. Teigiamas elektrodas turi būti prijungtas prie maitinimo šaltinio pliusas, o neigiamas (kuris neturi pliuso ženklo) atitinkamai neigiamas - (šiuolaikinių kondensatorių korpuse yra neigiamo elektrodo žymėjimas, bet teigiamas elektrodas jokiu būdu nepažymėtas ).

Šios taisyklės nesilaikymas gali sukelti kondensatoriaus gedimą ir net sprogimą, lydimą folijos popieriaus išsibarstymo ir blogo kvapo (žinoma, nuo kondensatoriaus...). Elektrolitiniai kondensatoriai gali turėti labai didelę talpą ir atitinkamai sukaupti gana didelį potencialą. Todėl elektrolitiniai kondensatoriai pavojingi net ir išjungus maitinimą, o neatsargiai elgiantis galite gauti stiprų elektros smūgį. Todėl, nuėmus įtampą, saugiam darbui su elektros prietaisu (elektronikos remontas, nustatymas ir kt.), elektrolitinis kondensatorius turi būti iškrautas trumpai sujungiant jo elektrodus (tai turi būti daroma specialiu iškrovikliu), ypač dideliems. kondensatoriai, kurie montuojami ant maitinimo šaltinių, kur yra aukšta įtampa.

Kintamieji kondensatoriai.

Kaip suprantate iš pavadinimo, kintamieji kondensatoriai gali pakeisti savo talpą - pavyzdžiui, derinant radijo imtuvus. Visai neseniai radijo imtuvams derinti buvo naudojami tik kintamieji kondensatoriai, sukant imtuvo derinimo rankenėlę, taip pasikeitė kondensatoriaus talpa. Kintamieji kondensatoriai ir šiandien naudojami paprastuose, nebrangiuose imtuvuose ir siųstuvuose. Kintamo kondensatoriaus konstrukcija yra labai paprasta. Struktūriškai jis susideda iš statoriaus ir rotoriaus plokščių, rotoriaus plokštės yra kilnojamos ir patenka į statoriaus plokštes jų neliesdamos. Tokiame kondensatoriuje esantis dielektrikas yra oras. Statoriaus plokštėms patekus į rotoriaus plokštes, kondensatoriaus talpa didėja, o rotoriaus plokštelėms išėjus – mažėja. Kintamo kondensatoriaus žymėjimas atrodo taip -

KONDENSATORIŲ TAIKYMAS

Kondensatoriai plačiai naudojami visose elektrotechnikos srityse, jie naudojami įvairiose elektros grandinėse.
Kintamosios srovės grandinėje jie gali tarnauti kaip talpa. Paimkime tokį pavyzdį: kai kondensatorius ir lemputė yra nuosekliai prijungti prie akumuliatoriaus (nuolatinės srovės), lemputė neužsidega.

Jei tokią grandinę prijungsite prie kintamosios srovės šaltinio, lemputė užsidegs, o šviesos intensyvumas tiesiogiai priklausys nuo naudojamo kondensatoriaus talpos vertės.

Dėl šių savybių kondensatoriai naudojami kaip filtrai grandinėse, kurios slopina aukšto ir žemo dažnio trikdžius.

Kondensatoriai taip pat naudojami įvairiose impulsinėse grandinėse, kur reikalingas greitas didelio elektros krūvio sukaupimas ir atpalaidavimas, greitintuvuose, fotoblykstėse, impulsiniuose lazeriuose, dėl galimybės sukaupti didelį elektros krūvį ir greitai jį perkelti į kitus elektros krūvio elementus. mažo pasipriešinimo tinklas, sukuriantis galingą impulsą.Kondensatoriai naudojami išlyginti bangavimą įtampos ištaisymo metu. Kondensatoriaus gebėjimas ilgą laiką išlaikyti įkrovą leidžia juos naudoti informacijos saugojimui. Ir tai tik labai trumpas sąrašas visko, kur galima naudoti kondensatorių.

Tęsdami elektros inžinerijos studijas atrasite dar daug įdomių dalykų, tarp jų ir kondensatorių darbą bei naudojimą. Tačiau šios informacijos pakaks, kad suprastum ir judėtum į priekį.

Kaip patikrinti kondensatorių

Norėdami patikrinti kondensatorius, jums reikia įrenginio, testerio ar kitokio multimetras. Yra specialūs prietaisai, matuojantys talpą (C), tačiau šie prietaisai kainuoja, o pirkti namų dirbtuvėms dažnai nėra prasmės, juolab kad rinkoje yra nebrangių kiniškų multimetrų su talpos matavimo funkcija. Jei jūsų testeris neturi tokios funkcijos, galite naudoti įprastą rinkimo funkciją - į kaip skambinti multimetru, kaip ir tikrinant rezistorius - kas yra rezistorius. Galima patikrinti, ar kondensatorius „sugedo“; šiuo atveju kondensatoriaus varža yra labai didelė, beveik begalinė (priklausomai nuo medžiagos, iš kurios pagamintas kondensatorius). Elektrolitiniai kondensatoriai tikrinami taip - Būtina įjungti testerį tęstinumo režimu, prijungti prietaiso zondus prie kondensatoriaus elektrodų (kojelių) ir stebėti multimetro indikatoriaus rodmenis, multimetro rodmenys pasikeis žemyn. kol visiškai sustos. Po to reikia pakeisti zondus, rodmenys pradės mažėti beveik iki nulio. Jei viskas atsitiko taip, kaip aprašiau, Conder veikia. Jei rodmenys nepasikeitė arba rodmenys iš karto tampa dideli arba prietaisas rodo nulį, kondensatorius yra sugedęs. Asmeniškai man labiau patinka „oro kondicionierius“ tikrinti ciferblatu, sklandų adatos judėjimą lengviau sekti nei skaitmenų mirksėjimą indikatoriaus lange.

Kondensatoriaus talpa matuojant Faradais, 1 faradas yra didžiulė vertė. Tokia talpa turės metalinį rutulį, kurio matmenys 13 kartų viršys mūsų saulės dydį. Žemės planetos dydžio rutulys turėtų tik 710 mikrofaradų. Paprastai kondensatorių, kuriuos naudojame elektriniuose įrenginiuose, talpa nurodoma mikrofaradais (mF), pikofaradais (nF), nanofaradais (nF). Turėtumėte žinoti, kad 1 mikrofaradas yra lygus 1000 nanofaradų. Atitinkamai, 0,1 uF yra lygus 100 nF. Be pagrindinio parametro, ant elementų korpuso nurodomas leistinas faktinės talpos nuokrypis nuo nurodyto ir įtampa, kuriai suprojektuotas įrenginys. Jei jis viršijamas, įrenginys gali sugesti.

Šių žinių pakaks norint pradėti ir savarankiškai tęsti kondensatorių bei jų fizinių savybių studijas specialioje techninėje literatūroje. Linkiu sėkmės ir ištvermės!

Elektros parduotuvėse kondensatorius dažniausiai galima pamatyti cilindro pavidalu, kurio viduje yra daug plokščių ir dielektrikų juostelių.

Kondensatorius - kas tai?

Kondensatorius yra elektros grandinės dalis, susidedanti iš 2 elektrodų, galinčių kaupti, fokusuoti arba perduoti srovę kitiems prietaisams. Struktūriškai elektrodai yra kondensatorių plokštės su priešingais krūviais. Kad prietaisas veiktų, tarp plokščių įdedamas dielektrikas – elementas, kuris neleidžia dviem plokštėms liestis viena su kita.

Kondensatoriaus apibrėžimas kilęs iš lotyniško žodžio „condenso“, kuris reiškia sutankinimą, susikaupimą.

Litavimo indų elementai naudojami elektrai ir signalams transportuoti, matuoti, nukreipti ir perduoti.

Kur naudojami kondensatoriai?

Kiekvienas naujokas radijo mėgėjas dažnai užduoda klausimą: kam skirtas kondensatorius? Pradedantieji nesupranta, kam to reikia, ir klaidingai mano, kad jis gali visiškai pakeisti bateriją ar maitinimo šaltinį.

Visuose radijo įrenginiuose yra kondensatorių, tranzistorių ir rezistorių. Šie elementai sudaro plokštę arba visą modulį grandinėse su statinėmis vertėmis, todėl tai yra bet kurio elektros prietaiso, nuo mažo lygintuvo iki pramoninių prietaisų, pagrindas.

Dažniausiai naudojami kondensatoriai:

1. Filtro elementas HF ir LF trukdžiams;
2. Išlygina staigius kintamosios srovės viršįtampius, taip pat kondensatoriaus statinį ir įtampą;
3. Įtampos pulsacijos ekvalaizeris.

Kondensatoriaus paskirtis ir jo funkcijos priklauso nuo naudojimo tikslų:

1. Pagrindinis tikslas. Tai yra kondensatorius, kurio konstrukcijoje yra tik žemos įtampos elementai, esantys mažose plokštėse, pavyzdžiui, tokie įrenginiai kaip televizoriaus nuotolinio valdymo pultas, radijas, virdulys ir kt.;
2. Aukštos įtampos. DC grandinėje esantis kondensatorius palaiko aukštos įtampos pramonines ir technines sistemas;
3. Pulsas. Talpinis sukuria staigų įtampos padidėjimą ir tiekia jį į įrenginio priėmimo skydelį;
4. Paleidimo įrenginiai. Naudojamas litavimui tuose įrenginiuose, kurie skirti įrenginiams paleisti, įjungti/išjungti, pavyzdžiui, nuotolinio valdymo pulte ar valdymo bloke;
5. Triukšmo slopinimas. Kintamosios srovės grandinėje esantis kondensatorius naudojamas palydovinėje, televizijos ir karinėje įrangoje.

Kondensatorių tipai

Kondensatoriaus konstrukcija nustatoma pagal dielektriko tipą. Jis pateikiamas šių tipų:

1. Skystis. Skystas dielektrikas yra retas; šis tipas daugiausia naudojamas pramonėje arba radijo įrenginiuose;
2. Vakuuminis. Kondensatoriuje nėra dielektriko, bet vietoj to yra plokštelės sandariame korpuse;
3. Dujinis. Remiantis sąveika cheminės reakcijos ir naudojamas šaldymo įrangos, gamybos linijų ir įrenginių gamybai;
4. Elektrolitinis kondensatorius. Principas pagrįstas metalinio anodo ir elektrodo (katodo) sąveika. Anodo oksido sluoksnis yra puslaidininkinė dalis, dėl to tokio tipo grandinės elementas laikomas produktyviausiu;
5. Ekologiškas. Dielektrikas gali būti popierius, plėvelė ir kt. Jis negali kaupti, bet tik šiek tiek išlyginti įtampos šuolių;
6. Kombinuotas. Tai apima metalą-popierių, popierių-plėvelę ir kt. Efektyvumas padidėja, jei dielektrike yra metalinis komponentas;
7. Neorganinis. Labiausiai paplitę yra stiklas ir keramika. Jų naudojimą lemia ilgaamžiškumas ir stiprumas;
8. Kombinuotas neorganinis. Stiklas-plėvelė, taip pat stiklas-emalis, kurie pasižymi puikiomis išlyginamomis savybėmis.

Kondensatorių tipai

Radijo plokštės elementai skiriasi talpos pokyčio tipu:

1. Nuolatinis. Celės išlaiko pastovią įtampos talpą iki jų galiojimo pabaigos. Šis tipas yra labiausiai paplitęs ir universalus, nes jis tinka bet kokio tipo prietaisams gaminti;
2. Kintamieji. Jie turi galimybę keisti talpyklos tūrį naudojant reostatą, varikapą arba kai keičiasi temperatūra. Mechaninis metodas naudojant reostatą apima papildomo elemento litavimą ant plokštės, o naudojant varikondą, keičiasi tik įeinančios įtampos dydis;
3. Žoliapjovės. Jie yra lanksčiausio tipo kondensatoriai, su kuriais galite greitai ir efektyviai padidinti sistemos pralaidumą minimaliai rekonstruojant.

Kondensatoriaus veikimo principas

Pažiūrėkime, kaip veikia kondensatorius, prijungtas prie maitinimo šaltinio:

1. Krovinio kaupimas. Prijungus prie tinklo, srovė nukreipiama į elektrolitus;
2. Įkrautos dalelės plokštelėje pasiskirsto pagal savo krūvį: neigiamos - į elektronus, o teigiamos - į jonus;
3. Dielektrikas tarnauja kaip barjeras tarp dviejų plokščių ir neleidžia dalelėms susimaišyti.

Kondensatoriaus talpa nustatoma apskaičiuojant vieno laidininko įkrovos ir jo potencialios galios santykį.

Svarbu! Dielektrikas taip pat gali pašalinti kondensatoriaus įtampą įrenginio veikimo metu.

Kondensatoriaus charakteristikos

Charakteristikos paprastai skirstomos į taškus:

1. Nukrypimo dydis. Prieš įeinant į parduotuvę, kiekvienas kondensatorius turi atlikti keletą bandymų gamybos linijoje. Išbandęs kiekvieną modelį, gamintojas nurodo leistinų nukrypimų nuo pradinės vertės diapazoną;
2. Įtampos vertė. Dažniausiai naudojami 12 arba 220 voltų įtampos elementai, tačiau yra ir 5, 50, 110, 380, 660, 1000 ir daugiau voltų. Norint išvengti kondensatoriaus perdegimo ir dielektrinio gedimo, geriausia įsigyti elementą su įtampos rezervu;
3. Leidžiama temperatūra. Šis parametras labai svarbus mažiems įrenginiams, veikiantiems 220 voltų tinkle. Paprastai kuo aukštesnė įtampa, tuo didesnis leistinas veikimo temperatūros lygis. Temperatūros parametrai matuojami naudojant elektroninį termometrą;
4. Nuolatinės arba kintamosios srovės prieinamumas. Galbūt vienas iš svarbiausių parametrų, nes nuo to visiškai priklauso projektuojamos įrangos veikimas;
5. Fazių skaičius. Priklausomai nuo įrenginio sudėtingumo, gali būti naudojami vienfaziai arba trifaziai kondensatoriai. Norint tiesiogiai prijungti elementą, pakanka vienfazio, tačiau jei plokštė yra „miestas“, rekomenduojama naudoti trifazę, nes ji sklandžiau paskirsto apkrovą.

Nuo ko priklauso pajėgumas?

Kondensatoriaus talpa priklauso nuo dielektriko tipo ir yra nurodyta ant korpuso, matuojama uF arba uF. Pikofaraduose jis svyruoja nuo 0 iki 9 999 pF, o mikrofaraduose jis svyruoja nuo 10 000 pF iki 9 999 µF. Šios charakteristikos nurodytos valstybiniame standarte GOST 2.702.

Pastaba! Kuo didesnė elektrolito talpa, tuo ilgesnis įkrovimo laikas ir tuo daugiau įkrovos įrenginys gali perduoti.

Kuo didesnė įrenginio apkrova ar galia, tuo trumpesnis iškrovimo laikas. Šiuo atveju atsparumas vaidina svarbų vaidmenį, nes nuo jo priklauso išeinančio elektros srauto kiekis.

Pagrindinė kondensatoriaus dalis yra dielektrikas. Jis turi šias charakteristikas, kurios turi įtakos įrangos galiai:

1. Izoliacijos atsparumas. Tai apima vidinę ir išorinę izoliaciją iš polimerų;
2. Maksimali įtampa. Dielektrikas nustato, kokią įtampą kondensatorius gali saugoti arba perduoti;
3. Energijos nuostolių kiekis. Priklauso nuo dielektriko konfigūracijos ir jo charakteristikų. Paprastai energija išsisklaido palaipsniui arba staigiais pliūpsniais;
4. Talpos lygis. Kad kondensatorius trumpą laiką galėtų sukaupti nedidelį kiekį energijos, jam reikia palaikyti pastovų talpos tūrį. Dažniausiai jis sugenda būtent dėl ​​to, kad nesugeba perduoti tam tikros įtampos;

Gera žinoti! Santrumpa „AC“, esanti ant elemento korpuso, reiškia kintamąją įtampą. Sukaupta kondensatoriaus įtampa negali būti naudojama ar perduodama – ji turi būti užgesinta.

Kondensatoriaus savybės

Kondensatorius veikia taip:

1. Indukcinė ritė. Paimkime įprastos lemputės pavyzdį: ji užsidegs tik prijungus ją tiesiai prie kintamosios srovės šaltinio. Tai veda prie taisyklės, kad kuo didesnė talpa, tuo galingesnis lemputės šviesos srautas;
2. Įkrovimo saugykla. Savybės leidžia greitai įkrauti ir iškrauti, taip sukuriant galingą impulsą su mažu pasipriešinimu. Naudojamas įvairių tipų greitintuvų, lazerinių sistemų, elektros blyksčių ir kt. gamybai;
3. Baterija gavo įkrovą. Galingas elementas gali ilgą laiką išlaikyti gaunamą srovės dalį, o jis gali tarnauti kaip adapteris kitiems įrenginiams. Palyginti su įkraunama baterija, kondensatorius laikui bėgant praranda dalį savo įkrovos ir taip pat negali sutalpinti daug elektros energijos, pavyzdžiui, pramoniniu mastu;
4. Elektros variklio įkrovimas. Sujungimas atliekamas per trečiąjį gnybtą (kondensatoriaus darbinė įtampa yra 380 arba 220 voltų). Dėl naujos technologijos tapo įmanoma naudoti trifazį variklį (su fazės sukimu 90 laipsnių), naudojant standartinį tinklą;
5. Kompensatoriai. Jis naudojamas pramonėje reaktyviajai energijai stabilizuoti: dalis gaunamos galios ištirpinama ir kondensatoriaus išėjime sureguliuojama iki tam tikro tūrio.

Vaizdo įrašas