Polārie un nepolārie kondensatori - kāda ir atšķirība. Kādi kondensatoru veidi pastāv? Kondensatoru veidi, to raksturojums Alumīnija elektrolītiskie kondensatori

Par kondensatoriem ir rakstīts daudz, vai ir vērts pievienot vēl pāris tūkstošus vārdu jau esošajiem miljoniem? Es pievienošu! Ticu, ka mana prezentācija būs noderīga. Galu galā tas tiks darīts, ņemot vērā.

Kas ir elektriskais kondensators

Krievu valodā runājot, kondensatoru var saukt par “glabāšanas ierīci”. Tas ir vēl skaidrāk šādā veidā. Turklāt tieši šādi šis nosaukums tiek tulkots mūsu valodā. Stiklu var saukt arī par kondensatoru. Tikai tas sevī uzkrāj šķidrumu. Vai soma. Jā, soma. Izrādās, ka tā ir arī atmiņas ierīce. Tas uzkrāj visu, ko mēs tur ievietojam. Kāds sakars ar to elektriskajam kondensatoram? Tas ir tas pats, kas stikls vai maisiņš, bet tas tikai uzkrāj elektrisko lādiņu.

Iedomājieties attēlu: elektriskā strāva iet caur ķēdi, tās ceļā sastopas rezistori un vadītāji, un, bam, parādās kondensators (stikls). Kas notiks? Kā jūs zināt, strāva ir elektronu plūsma, un katram elektronam ir elektriskais lādiņš. Tādējādi, kad kāds saka, ka caur ķēdi iet strāva, jūs iedomājaties miljoniem elektronu, kas plūst caur ķēdi. Tie paši elektroni, kad viņu ceļā parādās kondensators, uzkrājas. Jo vairāk elektronu ievietosim kondensatorā, jo lielāks būs tā lādiņš.

Rodas jautājums: cik elektronu var uzkrāt šādā veidā, cik daudz ietilps kondensatorā un kad tam “pietiek”? Noskaidrosim. Ļoti bieži vienkāršu elektrisko procesu vienkāršotam skaidrojumam tiek izmantots salīdzinājums ar ūdeni un caurulēm. Izmantosim arī šo pieeju.

Iedomājieties cauruli, pa kuru plūst ūdens. Vienā caurules galā ir sūknis, kas ar spēku sūknē ūdeni šajā caurulē. Tad garīgi novietojiet gumijas membrānu pāri caurulei. Kas notiks? Ūdens spiediena ietekmē caurulē (sūkņa radītais spiediens) membrāna sāks stiept un sasprindzināt. Tā stiepsies, stiepsies, stiepsies, un galu galā membrānas elastīgais spēks vai nu līdzsvaros sūkņa spēku un ūdens plūsma apstāsies, vai arī membrāna pārtrūks (ja tas nav skaidrs, iedomājieties balonu, kas pārsprāgt, ja tas tiek sūknēts pārāk daudz)! Tas pats notiek elektriskajos kondensatoros. Tikai tur membrānas vietā tiek izmantots elektriskais lauks, kas kondensatora uzlādes laikā pieaug un pamazām līdzsvaro strāvas avota spriegumu.

Tādējādi kondensatoram ir noteikts ierobežojošs lādiņš, ko tas var uzkrāties, un pēc kura pārsniegšanas tas notiks Dielektriskais sadalījums kondensatorā tas salūzīs un pārstās būt kondensators. Iespējams, ir pienācis laiks pastāstīt, kā darbojas kondensators.

Kā darbojas elektriskais kondensators?

Skolā jums teica, ka kondensators ir lieta, kas sastāv no divām plāksnēm un tukšuma starp tām. Šīs plāksnes sauca par kondensatora plāksnēm, un tām tika pievienoti vadi, lai nodrošinātu kondensatora spriegumu. Tātad mūsdienu kondensatori daudz neatšķiras. Viņiem visiem ir arī plāksnes, un starp plāksnēm ir dielektriķis. Pateicoties dielektriķa klātbūtnei, tiek uzlaboti kondensatora raksturlielumi. Piemēram, tā kapacitāte.

Mūsdienu kondensatoros tiek izmantoti dažāda veida dielektriķi (vairāk par to tālāk), kas tiek ievietoti starp kondensatora plāksnēm vismodernākajos veidos, lai sasniegtu noteiktas īpašības.

Darbības princips

Vispārējais darbības princips ir pavisam vienkāršs: tiek pielikts spriegums un uzkrāts lādiņš. Šobrīd notiekošajiem fiziskajiem procesiem nevajadzētu jūs īpaši interesēt, bet, ja vēlaties, varat izlasīt par to jebkurā fizikas grāmatā sadaļā elektrostatika.

Kondensators līdzstrāvas ķēdē

Ja ievietosim savu kondensatoru elektriskajā ķēdē (Zīm. zemāk), savienosim ar to virknē ampērmetru un pievadīsim ķēdei līdzstrāvu, ampērmetra adata īsi raustīsies, un pēc tam sasalst un parādīs 0A - ķēdē nav strāvas. Kas notika?

Mēs pieņemsim, ka pirms strāvas pieslēgšanas ķēdei kondensators bija tukšs (izlādējies), un, kad tika pielietota strāva, tas sāka ļoti ātri uzlādēties, un, kad tas tika uzlādēts (elektriskais lauks starp kondensatora plāksnēm līdzsvaroja strāvas avotu ), tad strāva apstājās (šeit ir kondensatora uzlādes grafiks).

Tāpēc viņi saka, ka kondensators neļauj iziet cauri līdzstrāvai. Faktiski tas pāriet, bet ļoti īsu laiku, ko var aprēķināt, izmantojot formulu t = 3*R*C (kondensatora uzlādes laiks līdz 95% no nominālā tilpuma. R ir ķēdes pretestība, C ir kondensatora kapacitāte) Šādi kondensators darbojas līdzstrāvas ķēdes strāvā Mainīgā ķēdē tas uzvedas pavisam savādāk!

Kondensators maiņstrāvas ķēdē

Kas ir maiņstrāva? Tas ir tad, kad elektroni “skrien” vispirms tur, tad atpakaļ. Tie. to kustības virziens visu laiku mainās. Tad, ja maiņstrāva iet cauri ķēdei ar kondensatoru, tad uz katras tās plāksnes uzkrāsies “+” vai “-” lādiņš. Tie. Maiņstrāva faktiski plūdīs. Tas nozīmē, ka maiņstrāva "netraucēti" plūst caur kondensatoru.

Visu šo procesu var modelēt, izmantojot hidrauliskās analoģijas metodi. Zemāk esošajā attēlā parādīts maiņstrāvas ķēdes analogs. Virzulis spiež šķidrumu uz priekšu un atpakaļ. Tas liek lāpstiņritenim griezties uz priekšu un atpakaļ. Izrādās, ka tā ir mainīga šķidruma plūsma (mēs lasām maiņstrāvu).

Tagad novietosim kondensatora medeli membrānas veidā starp spēka avotu (virzuli) un lāpstiņriteni un analizēsim, kas mainīsies.

Izskatās, ka nekas nemainīsies. Tāpat kā šķidrums veica svārstības kustības, tā arī turpina to darīt, tāpat kā lāpstiņritenis šī iemesla dēļ svārstījās, tā arī turpinās svārstīties. Tas nozīmē, ka mūsu membrāna nav šķērslis mainīgai plūsmai. Tas pats attiecas uz elektronisko kondensatoru.

Fakts ir tāds, ka, lai arī elektroni, kas darbojas ķēdē, nešķērso dielektriķi (membrānu) starp kondensatora plāksnēm, ārpus kondensatora to kustība ir svārstīga (uz priekšu un atpakaļ), t.i. plūst maiņstrāva. Eh!

Tādējādi kondensators šķērso maiņstrāvu un bloķē līdzstrāvu. Tas ir ļoti ērti, ja signālā ir jānoņem līdzstrāvas komponents, piemēram, audio pastiprinātāja izejā/ieejā vai ja jāskatās tikai signāla mainīgā daļa (līdzstrāvas izejas pulsācija sprieguma avots).

Kondensatora pretestība

Kondensatoram ir pretestība! Principā to varētu pieņemt no tā, ka līdzstrāva tai neiet cauri, it kā tas būtu rezistors ar ļoti lielu pretestību.

Maiņstrāva ir cita lieta - tā pāriet, bet piedzīvo kondensatora pretestību:

f - frekvence, C - kondensatora kapacitāte. Ja paskatās uzmanīgi formulā, jūs redzēsiet, ka, ja strāva ir nemainīga, tad f = 0 un tad (lai kareivīgie matemātiķi man piedod!) X c = bezgalība. Un caur kondensatoru nav līdzstrāvas.

Bet pretestība pret maiņstrāvu mainīsies atkarībā no tās frekvences un kondensatora kapacitātes. Jo augstāka ir strāvas frekvence un kondensatora kapacitāte, jo mazāk tas iztur šo strāvu un otrādi. Jo ātrāk mainās spriegums
spriegums, jo lielāka ir strāva caur kondensatoru, tas izskaidro Xc samazināšanos, palielinoties frekvencei.

Starp citu, vēl viena kondensatora iezīme ir tā, ka tas neizlaiž strāvu un nesasilda! Tāpēc dažreiz to izmanto, lai slāpētu spriegumu vietās, kur rezistors smēķē. Piemēram, lai samazinātu tīkla spriegumu no 220V uz 127V. Un tālāk:

Strāva kondensatorā ir proporcionāla tā spailēm pievadītā sprieguma ātrumam

Kur tiek izmantoti kondensatori?

Jā, visur, kur ir nepieciešamas to īpašības (nepārvadot līdzstrāvu, spēja uzkrāties elektriskā enerģija un mainīt to pretestību atkarībā no frekvences), filtros, svārstību ķēdēs, sprieguma reizinātājos utt.

Kādi kondensatoru veidi pastāv?

Nozare ražo daudz dažādu veidu kondensatorus. Katram no tiem ir noteiktas priekšrocības un trūkumi. Dažiem ir zema noplūdes strāva, citiem ir liela jauda, ​​bet citiem ir kaut kas cits. Atkarībā no šiem indikatoriem tiek izvēlēti kondensatori.

Radio amatieri, īpaši iesācēji, piemēram, mēs, pārāk neuztraucas un liek derības uz to, ko viņi var atrast. Tomēr jums vajadzētu zināt, kādi galvenie kondensatoru veidi pastāv dabā.

Attēlā parādīta ļoti parasta kondensatoru atdalīšana. Es to sastādīju pēc savas gaumes un man patīk, jo uzreiz ir skaidrs vai pastāv mainīgie kondensatori, kādi pastāvīgo kondensatoru veidi ir un kādi dielektriķi tiek izmantoti parastajos kondensatoros. Vispār viss, kas vajadzīgs radioamatierim.

Tiem ir zema noplūdes strāva, mazi izmēri, zema induktivitāte un tie spēj darboties augstās frekvencēs un līdzstrāvas, pulsējošas un maiņstrāvas ķēdēs.

Tie tiek ražoti plašā darba spriegumu un jaudu diapazonā: no 2 līdz 20 000 pF un, atkarībā no konstrukcijas, iztur spriegumu līdz 30 kV. Bet visbiežāk jūs atradīsit keramiskos kondensatorus ar darba spriegumu līdz 50 V.

Godīgi sakot, es nezinu, vai viņi tagad tiek atbrīvoti. Bet iepriekš vizla tika izmantota kā dielektrisks šādos kondensatoros. Un pats kondensators sastāvēja no vizlas plākšņu pakas, uz kurām katras no abām pusēm tika uzliktas plāksnes, un pēc tam šādas plāksnes tika savāktas “iepakojumā” un iepakotas korpusā.

To jauda parasti bija no vairākiem tūkstošiem līdz desmitiem tūkstošu pikoforu, un tie darbojās sprieguma diapazonā no 200 V līdz 1500 V.

Papīra kondensatori

Šādiem kondensatoriem ir kondensatora papīrs kā dielektriķis un alumīnija sloksnes kā plāksnes. Garas alumīnija folijas sloksnes ar papīra sloksni starp tām tiek sarullētas un iepakotas korpusā. Tāda ir viltība.

Šādu kondensatoru jauda ir no tūkstošiem pikoforadu līdz 30 mikroforu, un tie var izturēt spriegumu no 160 līdz 1500 V.

Klīst baumas, ka tagad tos novērtē audiofili. Nebrīnos - viņiem ir arī vienpusēji vadu vadi...

Principā parastie kondensatori ar poliesteru kā dielektriķi. Kapacitātes diapazons ir no 1 nF līdz 15 mF pie darba sprieguma no 50 V līdz 1500 V.

Šāda veida kondensatoriem ir divas nenoliedzamas priekšrocības. Pirmkārt, tos var izgatavot ar ļoti mazu pielaidi tikai 1%. Tātad, ja tas saka 100 pF, tad tā kapacitāte ir 100 pF +/- 1%. Un otrs ir tas, ka to darba spriegums var sasniegt līdz 3 kV (un kapacitāte no 100 pF līdz 10 mF)

Elektrolītiskie kondensatori

Šie kondensatori atšķiras no visiem citiem ar to, ka tos var savienot tikai ar līdzstrāvas vai pulsējošas strāvas ķēdi. Tie ir polāri. Viņiem ir pluss un mīnuss. Tas ir saistīts ar to dizainu. Un, ja šāds kondensators ir ieslēgts pretējā virzienā, tas, visticamāk, uzbriest. Un pirms tam viņi arī jautri, bet nedroši sprāga. Ir elektrolītiskie kondensatori, kas izgatavoti no alumīnija un tantala.

Alumīnija elektrolītiskie kondensatori ir veidoti gandrīz kā papīra kondensatori, ar vienīgo atšķirību, ka šāda kondensatora plāksnes ir papīra un alumīnija sloksnes. Papīrs ir piesūcināts ar elektrolītu, un uz alumīnija sloksnes tiek uzklāts plāns oksīda slānis, kas darbojas kā dielektrisks. Ja jūs pieslēdzat šādam kondensatoram maiņstrāvu vai pagriežat to atpakaļ uz izejas polaritāti, elektrolīts uzvārīsies un kondensators neizdosies.

Elektrolītiskajiem kondensatoriem ir diezgan liela jauda, ​​tāpēc tos, piemēram, bieži izmanto taisngriežu ķēdēs.

Tas laikam arī viss. Aizkulisēs ir atstāti kondensatori ar dielektriķi, kas izgatavoti no polikarbonāta, polistirola un, iespējams, daudziem citiem veidiem. Bet es domāju, ka tas būs lieki.

Turpinājums sekos...

Otrajā daļā es plānoju parādīt kondensatoru tipisku lietojumu piemērus.

Kondensatori, tāpat kā rezistori, ir vieni no daudzajiem radioinženieru ierīču elementiem. Par dažām kondensatora īpašībām- "krātuve" Es jau runāju par elektriskajiem lādiņiem. Tajā pašā laikā viņš teica, ka kondensatora kapacitāte būs lielāka, jo lielāks būs tā plākšņu laukums un jo plānāks būs dielektriskais slānis starp tām.

Elektriskās kapacitātes pamatvienība ir farads (saīsināts F, nosaukts angļu fiziķa M. Faradeja vārdā. Tomēr 1 F - Šī ir ļoti liela jauda. Piemēram, globusa kapacitāte ir mazāka par 1 F. Elektrotehnikā un radiotehnikā tiek izmantota kapacitātes vienība, kas vienāda ar miljono daļu no farādes, ko sauc par mikrofaradu (saīsināti μF). Vienā faradā ir 1 000 000 mikrofaradu, t.i., 1 mikrofarāde = 0,000001 F. Taču šī kapacitātes vienība bieži ir pārāk liela. Tāpēc ir vēl mazāka kapacitātes vienība, ko sauc par pikofaradu (saīsināti pF), kas ir miljonā daļa no mikrofarādes, t.i., 0,000001 µF; 1 µF = 1 000 000 pF. Visus kondensatorus, neatkarīgi no tā, vai tie ir nemainīgi vai mainīgi, galvenokārt raksturo to kapacitāte, kas izteikta attiecīgi pikofaradās un mikrofaradās.

Ieslēgts ķēdes shēmas Kondensatoru kapacitāte no 1 līdz 9999 pF ir norādīta ar veseliem skaitļiem, kas atbilst to kapacitātēm šajās vienībās bez apzīmējuma pF, un kondensatoru kapacitāte no 0,01 μF (10000 pF) un vairāk— mikrofarādes frakcijās vai mikrofarādes bez apzīmējuma μF. Ja kondensatora kapacitāte ir vienāda ar veselu mikrofaradu skaitu, tad atšķirībā no kapacitātes apzīmējuma pikofaradās aiz pēdējā zīmīgā cipara tiek likts komats un nulle. Kondensatoru kapacitātes apzīmēšanas piemēri diagrammās: C1 = 47 atbilst 47 pF, C2 = 3300 atbilst 3300 pF; C3 = 0,47 atbilst 0,047 µF (47000 pF); C4 = 0,1 atbilst 0,1 µF; C5 = 20,0 atbilst 20 µF.

Kondensators vienkāršākajā formā sastāv no divām plāksnēm, kuras atdala dielektrisks. Ja kondensators ir pievienots līdzstrāvas ķēdei, strāva šajā ķēdē apstāsies. Jā, tas ir saprotams: līdzstrāva nevar plūst caur izolatoru, kas ir kondensatora dielektriķis. Kondensatora iekļaušana līdzstrāvas ķēdē ir līdzvērtīga tā pārtraukšanai (neņemam vērā ieslēgšanas brīdi, kad ķēdē parādās īslaicīga kondensatora uzlādes strāva). Maiņstrāvas ķēdē kondensators nedarbojas šādi. Atcerieties: sprieguma polaritāte maiņstrāvas avota spailēs periodiski mainās. Tas nozīmē, ka, ja jūs iekļaujat kondensatoru ķēdē, ko darbina šāds strāvas avots, tā plāksnes pārmaiņus tiks uzlādētas ar šīs strāvas frekvenci. Tā rezultātā ķēdē plūdīs maiņstrāva.

Kondensators, tāpat kā rezistors un spole, nodrošina pretestību maiņstrāvai, taču dažādu frekvenču strāvām tā ir atšķirīga. Tas var labi izlaist augstfrekvences strāvu un tajā pašā laikā būt gandrīz izolators zemfrekvences strāvām. Piemēram, radioamatieri dažreiz ārējo antenu vietā izmanto elektriskā apgaismojuma tīkla vadus, savienojot ar tiem uztvērējus caur kondensatoru ar jaudu 220– 510 pF. Vai šis kondensators tika izvēlēts nejauši? Nē, ne nejauši. Šādas jaudas kondensators labi laiž cauri augstfrekvences strāvas, kas nepieciešamas uztvērēja darbībai, bet tam ir liela pretestība tīklā plūstošai maiņstrāvai ar frekvenci 50 Hz. Šajā gadījumā kondensators kļūst par sava veida filtru, izlaižot augstfrekvences strāvu un bloķējot zemfrekvences strāvu.

Kondensatora kapacitāte pret maiņstrāvu ir atkarīga no tā kapacitātes un strāvas frekvences: jo lielāka ir kondensatora kapacitāte un strāvas frekvence, jo mazāka ir tā kapacitāte. Šo kondensatora pretestību var noteikt pietiekami precīzi, izmantojot šādu vienkāršotu formulu

RC = 1/6fC
π (precīzāk 6.28, kopšπ = 3,14).

kur RC ir kondensatora kapacitāte, Ohm; f - strāvas frekvence, Hz; C ir šī kondensatora kapacitāte F; cipars 6 — vērtība 2 noapaļota līdz veselām vienībāmπ (precīzāk 6.28, kopšπ = 3,14).

Izmantojot šo formulu, noskaidrosim, kā kondensators uzvedas attiecībā pret maiņstrāvu, ja kā antenu izmantojam strāvas vadus. Pieņemsim, ka šī kondensatora kapacitāte ir 500 pF (500 pF = 0,0000000005 F). Tīkla frekvence 50 Hz. Ņemsim par radiostacijas vidējo nesējfrekvenci 1 MHz (1 000 000 Hz), kas atbilst viļņa garumam 300 m Kāda pretestība šim kondensatoram ir pret radio frekvenci?

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

Kā ar maiņstrāvu?

Rc = 1/(6·50·0,0000000005) ~= 7 MOhm.

Un šeit ir rezultāts: kondensators ar jaudu 500 pF nodrošina 20 000 reižu mazāku pretestību augstfrekvences strāvai nekā zemas frekvences strāvai. Nopietni? Mazākas jaudas kondensators nodrošina vēl lielāku pretestību tīkla maiņstrāvai.

Kondensatora kapacitāte pret maiņstrāvu samazinās, palielinoties tā kapacitātei un strāvas frekvencei, un otrādi, palielinās, samazinoties tā kapacitātei un strāvas frekvencei.

Kondensatora īpašība neizlaist līdzstrāvu un dažādos veidos vadīt dažādu frekvenču maiņstrāvas tiek izmantota pulsējošu strāvu sadalīšanai to sastāvdaļās, dažu frekvenču strāvas saglabāšanai un citu frekvenču strāvu izvadīšanai.

Kā tiek konstruēti pastāvīgie kondensatori?

Visiem nemainīgas jaudas kondensatoriem ir vadošas plāksnes, un starp tām - keramika, vizla, papīrs vai kāds cits ciets dielektriķis. Atkarībā no izmantotā dielektriķa veida kondensatorus sauc attiecīgi par keramiku, vizlu vai papīru. Dažu keramikas konstantu kondensatoru izskats ir parādīts attēlā. 1

Rīsi. 1. Keramikas konstantas kapacitātes kondensatori

Viņi izmanto īpašu keramiku kā dielektriķi, ar plāksnēm— plāni sudrabota metāla slāņi, kas uzklāti uz keramikas virsmas, un vadi ir misiņa sudrabotas stieples vai sloksnes, kas pielodētas pie plāksnēm. Kondensatoru korpusi no augšas ir pārklāti ar emalju.

Visizplatītākie keramiskie kondensatori ir KDK (Ceramic Disc Capacitor) un KTK (Ceramic Tubular Capacitor) tipi: KTK tipa kondensatoram viena plāksne tiek uzklāta uz plānsienu keramikas caurules iekšējās un otrās ārējās virsmas. Dažreiz cauruļveida kondensatori tiek ievietoti noslēgtos porcelāna "korpusos" ar metāla vāciņiem galos. Tie ir KGK tipa kondensatori.

Keramikas kondensatoriem ir salīdzinoši maza kapacitāte - līdz vairākiem tūkstošiem pikofaradu. Tie ir novietoti tajās ķēdēs, kurās plūst augstfrekvences strāva (antenas ķēde, svārstību ķēde), kas paredzēta saziņai starp tām.

Lai iegūtu maza izmēra, bet ar salīdzinoši lielu ietilpību kondensatoru, to izgatavo nevis no divām, bet no vairākām plāksnēm, kas sakrautas un atdalītas viena no otras ar dielektriķi (2. att.). Šajā gadījumā katrs blakus esošo plākšņu pāris veido kondensatoru. Savienojot šos plākšņu pārus paralēli, tiek iegūts ievērojamas jaudas kondensators.

Rīsi. 2. Vizlas kondensatori

Šādi tiek veidoti visi kondensatori ar vizlas dielektriķi. Viņu plāksnes— Plāksnes ir alumīnija folijas loksnes vai sudraba slāņi, kas uzklāti tieši uz vizlas, un vadi ir sudrabotas stieples gabali. Šādi kondensatori ir veidoti ar plastmasu. Tie ir KSO kondensatori. To nosaukumā ir skaitlis, kas raksturo kondensatoru formu un izmēru, piemēram: KSO-1, KSO-5. Jo lielāks skaitlis, jo lielāks ir kondensatora izmērs. Daži vizlas kondensatori tiek ražoti keramikas, ūdensnecaurlaidīgos korpusos. Tos sauc par SGM tipa kondensatoriem. Vizlas kondensatoru kapacitāte svārstās no 47 līdz 50 000 pF (0,05 µF). Tāpat kā keramikas, tie ir paredzēti augstfrekvences shēmām, kā arī izmantošanai kā bloķēšana un saziņai starp augstfrekvences shēmām.

Papīra kondensatoros (3. att.) dielektriķis ir ar parafīnu impregnēts plāns papīrs, un plāksnes ir folija. Papīra strēmeles kopā ar vākiem sarullē rullī un ievieto kartona vai metāla maciņā. Jo platākas un garākas plāksnes, jo lielāka ir kondensatora kapacitāte.

Rīsi. 3. Papīra un metāla-papīra kondensatori ar nemainīgu jaudu

Papīra kondensatorus galvenokārt izmanto zemfrekvences ķēdēs, kā arī barošanas avotu bloķēšanai. Ir daudz veidu kondensatoru ar papīra dielektriķi. Un visu to apzīmējumā ir burts B (papīrs). BM tipa (Small Paper) kondensatori ir ievietoti metāla caurulēs, galos pildītas ar speciāliem sveķiem.

KB kondensatoriem ir kartona cilindriski korpusi. KBG-I tipa kondensatori ir ievietoti porcelāna kastēs ar metāla gala vāciņiem, kas savienoti ar plāksnēm, no kurām stiepjas šauras svina ziedlapiņas.

Kondensatori ar ietilpību līdz pat vairākiem mikrofaradiem tiek ražoti metāla korpusos. Tajos ietilpst KBG-MP, KBG-MN, KBGT tipa kondensatori. Vienā ēkā tie var būt divi vai trīs.

MBM tipa (metāla papīra maza izmēra) kondensatoru dielektriķis ir lakots kondensatoru papīrs, un plāksnes ir vienā papīra pusē nogulsnēti metāla slāņi, kas ir mazāki par mikronu biezumā. Šāda veida kondensatoru raksturīga iezīme— spēja pašatveseļoties pēc dielektriķa elektriskās pārrāvuma.

Īpaša nemainīgas jaudas kondensatoru grupa ir elektrolītiskie (4. att.).

Rīsi. 4. Elektrolītiskie kondensatori

Pēc iekšējās struktūras elektrolītiskais kondensators nedaudz atgādina papīra kondensatoru. Tas satur divas alumīnija folijas sloksnes. Viena no tām virsma ir pārklāta ar plānu oksīda kārtu. Starp alumīnija sloksnēm ir poraina papīra sloksne, kas piesūcināta ar īpašu biezu šķidrumu.— elektrolīts. Šī četrslāņu sloksne ir sarullēta un ievietota alumīnija cilindriskā kausā vai kārtridžā.

Kondensatora dielektriķis ir oksīda slānis. Pozitīvā plāksne (anods) ir lente, kurai ir oksīda slānis. Tas ir savienots ar ziedlapu, kas izolēta no ķermeņa. Otrais, negatīvās plāksnes (katoda) papīrs, kas caur lenti, uz kuras nav oksīda slāņa, piesūcināts ar elektrolītu, ir savienots ar metāla korpusu. Tādējādi ķermenis ir negatīvs termināls, un no tā izolētā ziedlapiņa ir elektrolītiskā kondensatora pozitīvās plāksnes spaile. Tādā veidā jo īpaši tiek veidoti KE un K50-3 tipa kondensatori. KE-2 kondensatori no KE tipa kondensatoriem atšķiras tikai ar plastmasas ieliktni ar vītni un uzgriezni montāžai uz paneļa. K50-3 kondensatoru alumīnija korpusiem ir kasetnes forma ar diametru 4,5– 6 un garums 15-20 mm. secinājumus— vads K50-6 tipa kondensatori ir konstruēti līdzīgi. Bet to elektrodu spailes (plāksnes) ir izolētas no korpusiem.

Shēmās elektrolītiskie kondensatori ir attēloti tāpat kā citi nemainīgas kapacitātes kondensatori - ar diviem " domuzīmes, bet pie pozitīvas puses novieto zīmi« + » .

Elektrolītiskajiem kondensatoriem ir liela kapacitāte— no frakcijām līdz vairākiem tūkstošiem mikrofaradu. Tie ir paredzēti izmantošanai ķēdēs ar pulsējošu strāvu, piemēram, maiņstrāvas taisngriežu filtriem, savienošanai starp zemfrekvences ķēdēm. Šajā gadījumā kondensatora negatīvais elektrods ir savienots ar ķēdes negatīvo polu un pozitīvo— ar savu pozitīvo polu. Ja pārslēgšanas polaritāte netiek ievērota, elektrolītiskais kondensators var sabojāties.

Elektrolītisko kondensatoru nominālās kapacitātes ir uzrakstītas uz to korpusiem. Faktiskā jauda var būt ievērojami lielāka par nominālo.

Jebkura kondensatora svarīgākais raksturlielums papildus kapacitātei ir arī tā nominālais spriegums, t.i., spriegums, pie kura kondensators var darboties ilgu laiku, nezaudējot savas īpašības. Šis spriegums ir atkarīgs no kondensatora dielektriskā slāņa īpašībām un biezuma. Dažādu veidu keramikas, vizlas, papīra un metāla-papīra kondensatori ir paredzēti nominālajam spriegumam no 150 līdz 1000 V vai vairāk.

Elektrolītiskie kondensatori tiek ražoti ar nominālo spriegumu no vairākiem voltiem līdz 30– 50 V un no 150 līdz 450 – 500 V. Šajā sakarā tos iedala divās grupās: zemsprieguma un augstsprieguma. Pirmās grupas kondensatori tiek izmantoti ķēdēs ar salīdzinoši zemu spriegumu, bet otrās grupas kondensatori— ķēdēs ar salīdzinoši augstu spriegumu.

Izvēloties kondensatorus savam dizainam, vienmēr pievērsiet uzmanību to nominālajam spriegumam. Ķēdē ar spriegumu, kas ir zemāks par nominālo, var ieslēgt kondensatorus, bet ķēdē ar spriegumu, kas lielāks par nominālo, tos nevar ieslēgt. Ja uz kondensatora plāksnēm ir spriegums, kas pārsniedz tā nominālo spriegumu, dielektriķis izlauzīsies. Bojāts kondensators nav lietojams.

Tagad par mainīgajiem kondensatoriem.

Vienkāršākā mainīgā kondensatora struktūra ir parādīta attēlā. 5. Viena no tā oderēm - stators ir nekustīgs. Otrais rotors— piestiprināts pie ass. Kad ass griežas, mainās plākšņu pārklāšanās laukums un līdz ar to arī kondensatora kapacitāte.

Rīsi. 5. Vienkāršākais mainīgais kondensators

Mainīgie kondensatori, ko izmanto noregulētajās uztvērēju svārstību ķēdēs, sastāv no divām plākšņu grupām (6. att., a), kas izgatavotas no alumīnija loksnes vai misiņa. Rotora plāksnes ir savienotas ar asi. Statora plāksnes ir arī savienotas un izolētas no rotora. Kad asi griežas, statora grupas plāksnes pakāpeniski iekļūst gaisa spraugās starp rotora grupas plāksnēm, izraisot vienmērīgu kondensatora kapacitātes maiņu. Kad rotora plāksnes ir pilnībā izņemtas no spraugām starp statora plāksnēm, kondensatora kapacitāte ir vismazākā; to sauc par kondensatora sākotnējo kapacitāti. Kad rotora plāksnes ir pilnībā ievietotas starp statora plāksnēm, kondensatora kapacitāte būs vislielākā, t.i., maksimālā konkrētajam kondensatoram. Kondensatora maksimālā kapacitāte būs lielāka, jo vairāk plākšņu tajā ir un jo mazāks attālums starp kustīgajām un stacionārajām plāksnēm.

Attēlā parādītajos kondensatoros. 5 un 6, a, dielektriķis ir gaiss. Maza izmēra mainīgos kondensatoros (6. att., b) dielektriķis var būt papīrs, plastmasas plēves vai keramika. Šādus kondensatorus sauc par cietajiem dielektriskajiem mainīgajiem kondensatoriem. Ar mazākiem izmēriem nekā gaisa dielektriskajiem kondensatoriem var būt ievērojamas maksimālās kapacitātes. Tieši šie kondensatori tiek izmantoti, lai noregulētu maza izmēra tranzistoru uztvērēju svārstību ķēdes.

Rīsi. 7. Viens no mainīgo kondensatoru bloka dizainiem

Ar atsevišķiem kondensatoriem un mainīgu kondensatoru blokiem ar gaisa dielektriķi ir nepieciešama rūpīga apstrāde. Pat neliels plākšņu izliekums vai citi bojājumi izraisa īssavienojumu starp tām. To pašu kondensatora plākšņu korekcija- tā ir sarežģīta lieta.

Kondensatori ar cietu dielektriķi ietver arī regulēšanas kondensatorus, kas ir mainīga kondensatora veids. Visbiežāk šādus kondensatorus izmanto, lai noregulētu ķēdes uz rezonansi, tāpēc tos sauc par regulēšanas kondensatoriem. Visbiežāk sastopamo regulēšanas kondensatoru konstrukcijas ir parādītas attēlā. 8. Katrs no tiem sastāv no salīdzinoši masīvas keramikas pamatnes un plāna keramikas diska. Uz pamatnes virsmas (zem diska) un uz diska tiek uzklāti metāla slāņi sektoru veidā, kas ir kondensatora plāksnes. Kad disks griežas ap savu asi, mainās sektoru plākšņu pārklāšanās laukums un mainās kondensatora kapacitāte.

Noskaņojošo kondensatoru kapacitāte uz to korpusiem ir norādīta daļskaitļa veidā, kur skaitītājs ir mazākais un saucējs ir dotā kondensatora lielākā kapacitāte. Ja, piemēram, uz kondensatora ir norādīts 6/30, tas nozīmē, ka tā mazākā kapacitāte ir 6 pF un lielākā ir 30 pF. Trimmera kondensatoriem parasti ir mazākā kapacitāte 2 - 5 pF un augstākais līdz 100– 150 pF. Dažus no tiem, piemēram, KPK-2, var izmantot kā mainīgus kondensatorus, lai konfigurētu vienkāršus vienas ķēdes uztvērējus.

Kondensatorus, tāpat kā rezistorus, var savienot paralēli vai virknē. Kondensatoru pieslēgšana visbiežāk tiek izmantota gadījumos, kad pie rokas nav vajadzīgās vērtības kondensatora, bet ir citi, no kuriem var izgatavot nepieciešamo kapacitāti. Ja kondensatorus pievienojat paralēli (8. att., a), tad to kopējā kapacitāte būs vienāda ar visu pieslēgto kondensatoru kapacitātes summu, t.i.

Commun = C1 + C2 + C3 utt.

Tātad, piemēram, ja C1 = 33 pF un C2 = 47 pF, tad šo divu kondensatoru kopējā kapacitāte būs: Kopā = 33 + 47 = 80 pF. Kad kondensatori ir savienoti virknē (8. att., b), to kopējā kapacitāte vienmēr ir mazāka par ķēdē iekļauto mazāko kapacitāti. To aprēķina pēc formulas

Comm = C1 · C2/(C1+C2)

Piemēram, pieņemsim, ka C1 = 220 pF un C2 = 330 pF; tad Kopā = 220 · 330/(220 + 330) = 132 pF. Ja virknē ir savienoti divi vienādas kapacitātes kondensatori, to kopējā kapacitāte būs puse no katra no tiem kapacitātes.

Rīsi. 8. Kondensatoru paralēlie (a) un virknes (b) savienojumi

Kondensators ir elektriskās ķēdes elements, kas kalpo kā lādiņu uzglabāšanas ierīce.

Tagad šai ierīcei ir daudz pielietojuma jomu, kas izskaidro to plašo klāstu. Tie atšķiras pēc materiāliem, no kuriem tie izgatavoti, nolūka un galvenā parametra diapazona. Bet galvenā īpašība Kondensators ir tā kapacitāte.

Kondensatora darbības princips

Dizains

Diagrammās kondensators ir norādīts kā divas paralēlas līnijas, kas nav savstarpēji savienotas:

Tas atbilst tā vienkāršākajam dizainam - divām plāksnēm (plāksnēm), kas atdalītas ar dielektrisku. Faktiskais šī izstrādājuma dizains visbiežāk sastāv no plāksnēm, kas ietītas rullī ar dielektrisku vai citu izdomātu formu slāni, bet būtība paliek nemainīga.

Elektriskā jauda ir vadītāja spēja uzkrāt elektriskos lādiņus. Jo lielāku lādiņu vadītājs var noturēt pie noteiktas potenciālu starpības, jo lielāka ir kapacitāte. Attiecību starp lādiņu Q un potenciālu φ izsaka ar formulu:

kur Q ir lādiņš kulonos (C), φ ir potenciāls voltos (V).

Kapacitāti mēra farādos (F), ko atceraties no fizikas stundām. Praksē biežāk sastopamas mazākas vienības: milifarāde (mF), mikrofarāde (µF), nanofarāde (nF), pikofarāde (pF).

Uzglabāšanas ietilpība ir atkarīga no vadītāja ģeometriskajiem parametriem un barotnes, kurā tas atrodas, dielektriskās konstantes. Tātad sfērai, kas izgatavota no vadoša materiāla, to izteiks ar formulu:

C=4πεε0R

kur ε0-8,854·10^−12 F/m ir elektriskā konstante, un ε ir vides dielektriskā konstante (tabulas vērtība katrai vielai).

Reālajā dzīvē mums bieži nākas saskarties nevis ar vienu vadītāju, bet gan ar tādu sistēmām. Tātad parastajā plakanā kondensatorā kapacitāte būs tieši proporcionāla plākšņu laukumam un apgriezti attālumam starp tām:

C=εε0S/d

ε šeit ir starplikas starp plāksnēm dielektriskā konstante.

Paralēlo un seriālo sistēmu kapacitāte

Kondensatoru paralēlais savienojums ir viens liels kondensators ar vienādu dielektrisko slāni un plākšņu kopējo laukumu, tāpēc sistēmas kopējā kapacitāte ir katra elementa kapacitātes summa. Spriegums paralēlā savienojumā būs vienāds, un lādiņš tiks sadalīts starp ķēdes elementiem

C=C1+C2+C3

Kondensatoru virknes savienojumu raksturo kopīgs lādiņš un sadalīts spriegums starp elementiem. Tāpēc tiek summēta nevis jauda, ​​bet gan tās apgrieztā vērtība:

1/C=1/С1+1/С2+1/С3

No viena kondensatora kapacitātes formulas var secināt, ka ar identiskiem elementiem, kas savienoti virknē, tos var attēlot kā vienu lielu ar vienādu plāksnes laukumu, bet ar kopējo dielektriķa biezumu.

Reaktivitāte

Kondensators nevar vadīt līdzstrāvu, kā redzams no tā konstrukcijas. Šādā ķēdē tas var tikai uzlādēt. Bet maiņstrāvas ķēdēs tas darbojas lieliski, pastāvīgi uzlādējas. Ja ne ierobežojumi, kas izriet no dielektriķa īpašībām (to var izlauzties, kad tiek pārsniegta sprieguma robeža), šis elements tiktu uzlādēts bezgalīgi (tā sauktais ideālais kondensators, kaut kas līdzīgs absolūti melnam korpusam un ideāla gāze ) līdzstrāvas ķēdē, un strāva caur to neizies. Vienkārši sakot, kondensatora pretestība līdzstrāvas ķēdē ir bezgalīga.

Ar maiņstrāvu situācija ir atšķirīga: jo augstāka frekvence ķēdē, jo mazāka ir elementa pretestība. Šo pretestību sauc par pretestību, un tā ir apgriezti proporcionāla frekvencei un kapacitātei:

Z=1/2πfC

kur f ir frekvence hercos.

Enerģijas uzglabāšana

Uzlādētā kondensatora uzkrāto enerģiju var izteikt ar formulu:

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

kur U ir spriegums starp plāksnēm un q ir uzkrātais lādiņš.

Kondensators oscilējošā ķēdē

Slēgtā kontūrā, kurā ir spole un kondensators, var ģenerēt maiņstrāvu.

Pēc kondensatora uzlādes tas sāks pašizlādei, radot pieaugošu strāvu. Izlādēta kondensatora enerģija kļūs par nulli, bet spoles magnētiskā enerģija būs maksimāla. Strāvas vērtības izmaiņas izraisa spoles pašinduktīvo emf, un pēc inerces tā virzīs strāvu uz otro plāksni, līdz tā ir pilnībā uzlādēta. Ideālā gadījumā šādas svārstības ir bezgalīgas, bet patiesībā tās ātri izmirst. Svārstību frekvence ir atkarīga gan no spoles, gan no kondensatora parametriem:

kur L ir spoles induktivitāte.

Kondensatoram var būt sava induktivitāte, ko var novērot, palielinoties strāvas frekvencei ķēdē. Ideālā gadījumā šī vērtība ir nenozīmīga un to var neievērot, bet patiesībā, kad plāksnes ir sarullētas plāksnes, šo parametru nevar ignorēt, it īpaši, ja runa ir par augstām frekvencēm. Šādos gadījumos kondensators apvieno divas funkcijas un ir sava veida svārstību ķēde ar savu rezonanses frekvenci.

Veiktspējas īpašības

Papildus iepriekšminētajai kapacitātei, pašinduktivitātei un enerģijas intensitātei reāliem kondensatoriem (un ne ideālajiem) ir vairākas īpašības, kas jāņem vērā, izvēloties šo ķēdes elementu. Tie ietver:

Lai saprastu, no kurienes rodas zudumi, ir jāpaskaidro, kādi ir šī elementa sinusoidālās strāvas un sprieguma grafiki. Kad kondensators ir uzlādēts līdz maksimumam, strāva tā plāksnēs ir nulle. Attiecīgi, kad strāva ir maksimālā, sprieguma nav. Tas ir, spriegums un strāva ir ārpus fāzes 90 grādu leņķī. Ideālā gadījumā kondensatoram ir tikai reaktīvā jauda:

Q = UI 90

Reāli kondensatora plāksnēm ir sava pretestība, un daļa enerģijas tiek tērēta dielektriķa sildīšanai, kas rada enerģijas zudumus. Visbiežāk tie ir nenozīmīgi, bet dažreiz tos nevar atstāt novārtā. Šīs parādības galvenā īpašība ir dielektrisko zudumu tangenss, kas ir aktīvās jaudas (ko nodrošina mazi zudumi dielektrikā) un reaktīvās jaudas attiecība. Šo vērtību teorētiski var izmērīt, uzrādot reālo jaudu līdzvērtīgas līdzvērtīgas ķēdes veidā - paralēli vai virknē.

Dielektrisko zudumu tangensa noteikšana

Paralēlā savienojumā zaudējumu apjomu nosaka strāvu attiecība:

tgδ = Ir/Ic = 1/(ωCR)

Sērijas savienojuma gadījumā leņķi aprēķina pēc sprieguma attiecības:

tgδ = Ur/Uc = ωCR

Patiesībā, lai izmērītu tgδ, viņi izmanto ierīci, kas samontēta, izmantojot tilta ķēdi. To izmanto, lai diagnosticētu izolācijas zudumus augstsprieguma iekārtās. Izmantojot mērīšanas tiltus, varat izmērīt arī citus tīkla parametrus.

Nominālais spriegums

Šis parametrs ir norādīts uz etiķetes. Tas parāda maksimālo spriegumu, ko var pielietot plāksnēm. Nominālvērtības pārsniegšana var izraisīt kondensatora bojājumus un tā atteici. Šis parametrs ir atkarīgs no dielektriķa īpašībām un tā biezuma.

Polaritāte

Dažiem kondensatoriem ir polaritāte, tas ir, tam jābūt savienotam ar ķēdi stingri noteiktā veidā. Tas ir saistīts ar faktu, ka kāda veida elektrolīts tiek izmantots kā viena no plāksnēm, un oksīda plēve uz otra elektroda kalpo kā dielektrisks. Mainoties polaritātei, elektrolīts vienkārši iznīcina plēvi un kondensators pārstāj darboties.

Kapacitātes temperatūras koeficients

To izsaka ar attiecību ΔC/CΔT, kur ΔT ir temperatūras izmaiņas vidi. Visbiežāk šī atkarība ir lineāra un nenozīmīga, bet kondensatoriem, kas darbojas agresīvos apstākļos, TKE ir norādīts grafika veidā.

Kondensatora kļūme ir saistīta ar diviem galvenajiem iemesliem - bojājumu un pārkaršanu. Un, ja bojājuma gadījumā daži to veidi spēj pašatveseļoties, tad pārkaršana laika gaitā noved pie iznīcināšanas.

Pārkaršanu izraisa gan ārējie iemesli (blakus esošo ķēdes elementu sasilšana), gan iekšējie, jo īpaši plākšņu sērijveida pretestība. Elektrolītiskajos kondensatoros tas izraisa elektrolīta iztvaikošanu, un oksīda pusvadītāju kondensatoros tas izraisa sadalīšanos un ķīmisku reakciju starp tantalu un mangāna oksīdu.

Iznīcināšanas briesmas ir tādas, ka tas bieži notiek ar varbūtību sprādziens korpusi.

Kondensatoru tehniskais projekts

Kondensatorus var iedalīt vairākās grupās. Tātad, atkarībā no spējas regulēt jaudu, tos iedala nemainīgos, mainīgos un regulējamos. Pēc formas tie var būt cilindriski, sfēriski un plakani. Jūs varat tos sadalīt atbilstoši mērķim. Bet visizplatītākā klasifikācija ir pēc dielektriķa veida.

Papīra kondensatori

Papīrs tiek izmantots kā dielektrisks, ļoti bieži eļļots papīrs. Kā likums, šādi kondensatori ir lieli, taču bija arī mazas versijas bez eļļošanas. Tos izmanto kā stabilizēšanas un uzglabāšanas ierīces, un tos no plaša patēriņa elektronikas pakāpeniski aizstāj ar modernākiem filmu modeļiem.

Ja nav eļļošanas, tiem ir būtisks trūkums - tie reaģē uz gaisa mitrumu pat ar noslēgtu iepakojumu. Mitrs papīrs palielina enerģijas zudumus.

Dielektrisks organisko plēvju veidā

Plēves var izgatavot no organiskiem polimēriem, piemēram:

• polietilēntereftalāts;
• poliamīds;
• polikarbonāts;
• polisulfons;
• polipropilēns;
• polistirols;
• fluoroplastisks (politetrafluoretilēns).

Salīdzinot ar iepriekšējiem, šādi kondensatori ir kompaktāki izmēros un nepalielina dielektriskos zudumus, palielinoties mitrumam, taču daudziem no tiem pastāv atteices risks pārkaršanas dēļ, un tie, kuriem šī trūkuma nav, ir dārgāki.

Ciets neorganisks dielektriķis

Tas var būt vizla, stikls un keramika.

Šo kondensatoru priekšrocība ir to stabilitāte un kapacitātes atkarības linearitāte no temperatūras, pielietotā sprieguma un dažos gadījumos pat no starojuma. Bet dažreiz šāda atkarība pati par sevi kļūst par problēmu, un jo mazāk izteikta tā ir, jo dārgāks produkts.

Oksīda dielektrisks

Ar to tiek ražoti alumīnija, cietvielu un tantala kondensatori. Tiem ir polaritāte, tāpēc tie neizdodas, ja tiek pievienoti nepareizi un tiek pārsniegts nominālais spriegums. Bet tajā pašā laikā tiem ir laba ietilpība, tie ir kompakti un stabili darbībā. Pareizi darbojoties, tie var strādāt apmēram 50 tūkstošus stundu.

Vakuums

Šādas ierīces ir stikla vai keramikas kolba ar diviem elektrodiem, no kuriem tiek izsūknēts gaiss. Tiem praktiski nav zudumu, taču to zemā kapacitāte un trauslums ierobežo to pielietojumu radiostacijās, kur kapacitātes lielumam nav tik liela nozīme, bet būtiska nozīme ir siltuma pretestībai.

Elektriskais dubultslānis

Ja paskatās, kam nepieciešams kondensators, var saprast, ka šis tips nav gluži tas. Drīzāk tas ir papildu vai rezerves barošanas avots, kam tie tiek izmantoti. Dažas šādu ierīču kategorijas - jonistori - satur aktīvo ogli un elektrolīta slāni, citas darbojas ar litija joniem. Šo ierīču jauda var būt līdz pat simtiem faradu. To trūkumi ietver augstās izmaksas un aktīvo pretestību ar noplūdes strāvām.

Neatkarīgi no kondensatora ir divi obligāti parametri, kas jāatspoguļo marķējumā - tie ir tā kapacitāte un nominālais spriegums.

Turklāt lielākajai daļai no tiem ir tā raksturlielumu ciparu un alfabētiskais apzīmējums. Saskaņā ar Krievijas standartiem kondensatori ir marķēti ar četrām zīmēm.

Pirmais burts K nozīmē “kondensators”, nākamais cipars ir dielektriķa veids, kam seko galamērķa indikators burta formā; pēdējā ikona var nozīmēt gan dizaina veidu, gan izstrādes numuru, tas jau ir atkarīgs no ražotāja. Trešais punkts bieži tiek palaists garām. Šādus marķējumus izmanto izstrādājumiem, kas ir pietiekami lieli, lai tos ievietotu. Saskaņā ar GOST dekodēšana izskatīsies šādi:

Pirmie burti:

1. K ir nemainīgs kondensators.
2. CT ir trimmeris.
3. KP ir mainīgs kondensators.

Otrā grupa ir dielektriķu veids:

To visu nevar likt uz maziem kondensatoriem, tāpēc tiek izmantoti saīsināti marķējumi, kuriem, ja esat nepieraduši, var būt nepieciešams pat kalkulators, dažreiz arī palielināmais stikls. Šis marķējums kodē kapacitāti, sprieguma nominālu un novirzes no galvenā parametra. Nav jēgas reģistrēt atlikušos parametrus: tie, kā likums, ir keramikas kondensatori.

Keramisko kondensatoru marķēšana

Dažreiz ar tiem viss ir vienkārši - jauda ir atzīmēta ar skaitli un mērvienībām: pF - pikofarads, nF - nanofarads, μF - mikrofarads, mF - milifarads. Tas ir, 100nF uzrakstu var nolasīt tieši. Nomināls ir attiecīgi cipars un burts V. Bet dažreiz pat tas neder, tāpēc tiek izmantoti saīsinājumi. Tātad, bieži vien ietilpība iekļaujas trīs ciparos (103, 109 utt.), Kur pēdējais nozīmē nulles skaitu, bet pirmie divi nozīmē ietilpību pikofaradās. Ja skaitlis 9 ir beigās, tad nulles nav, un starp pirmajiem diviem tiek likts komats. Kad cipars 8 ir beigās, komats tiek pārvietots vēl vienu vietu atpakaļ.

Piemēram, apzīmējums 109 apzīmē 1 pikofaradu un 100–10 pikofarādes; 681–680 pikofarādes jeb 0,68 nanofarādes un 104–100 tūkstoši pF vai 100 nF

Mērvienības pirmo burtu bieži var atrast kā komatu: p50–0,5 pF, 1n5–1,5 nF, 15μ – 15 µF, 15m – 15 mF. Dažkārt p vietā raksta R.

Pēc trim cipariem var būt burts, kas norāda jaudas parametra izplatību:

Ja aprēķina ķēdes raksturlielumus SI vienībās, tad, lai atrastu kapacitāti farādos, jums jāatceras skaitļa 10 eksponenti:

1. -3 - milifarādes;
2. -6 - mikrofarādes;
3. -9 - nanofarādes;
4. -12 ir pikofarads.

Tādējādi 01 pF ir 0,1 *10^-12 F.

SMD ierīcēs kapacitāte pikofaradās ir norādīta ar burtu, un cipars aiz tā ir jauda 10, ar kuru šī vērtība jāreizina.

Nominālo darba spriegumu tādā pašā veidā var atzīmēt ar burtu, ja ir problemātiski to pilnībā uzrakstīt. Krievijā ir pieņemts šāds nominālvērtības burtu apzīmējuma standarts:

Neskatoties uz sarakstiem un tabulām, tomēr labāk ir izpētīt konkrēta ražotāja kodējumu – dažādās valstīs tie var atšķirties.

Dažiem kondensatoriem ir detalizētāks to raksturlielumu apraksts.

Kondensators, kondensators, gaisa kondicionieris - tā to sauc pieredzējuši speciālisti - viens no visbiežāk izmantotajiem elementiem dažādās elektriskās ķēdēs. Kondensators spēj uzglabāt elektriskās strāvas lādiņu un pārnest to uz citiem elektriskās ķēdes elementiem.
Vienkāršākais kondensators sastāv no diviem plākšņu elektrodiem, kas atdalīti ar dielektriķi, uz šiem elektrodiem uzkrājas dažādas polaritātes elektriskais lādiņš, vienai plāksnei būs pozitīvs lādiņš, bet otrai negatīvs.

Kondensatora darbības princips un tā mērķis– Uz šiem jautājumiem mēģināšu atbildēt īsi un ļoti skaidri. Elektriskās ķēdēs šīs ierīces var izmantot dažādiem mērķiem, taču to galvenā funkcija ir elektrisko lādiņu uzkrāšana, tas ir, kondensators saņem elektrisko strāvu, uzglabā to un pēc tam pārnes uz ķēdi.

Kad kondensators ir pievienots elektrotīklam, uz kondensatora elektrodiem sāk uzkrāties elektriskais lādiņš. Uzlādes sākumā kondensators patērē vislielāko elektrisko strāvu, kondensatoram uzlādējoties, elektriskā strāva samazinās un, piepildoties kondensatora kapacitātei, strāva pilnībā izzūd.

Kad elektriskā ķēde tiek atvienota no strāvas avota un pievienota slodze, kondensators pārstāj saņemt lādiņu un nodod uzkrāto strāvu citiem elementiem, it kā pats kļūstot par strāvas avotu.

Galvenā tehniskās specifikācijas kondensators ir kapacitāte. Kapacitāte ir kondensatora spēja uzkrāt elektrisko lādiņu. Jo lielāka ir kondensatora kapacitāte, jo vairāk lādiņa tas var uzkrāties un attiecīgi izplūst atpakaļ elektriskajā ķēdē. Kondensatora kapacitāti mēra Farados. Kondensatori atšķiras pēc konstrukcijas, materiāliem, no kuriem tie ir izgatavoti, un pielietojuma jomām. Visizplatītākais kondensators ir - pastāvīgs kondensators, tas ir apzīmēts šādi:

Pastāvīgas ietilpības kondensatori ir izgatavoti no dažādiem materiāliem un var būt metāla, papīra, vizlas vai keramikas. Šādi kondensatori kā elektriskā sastāvdaļa tiek izmantoti visās elektroniskajās ierīcēs.

Elektrolītiskais kondensators

Nākamais izplatītākais kondensatoru veids ir polārs elektrolītiskie kondensatori, tā attēls elektriskajā shēmā izskatās šādi -

Elektrolītisko kondensatoru var saukt arī par pastāvīgo kondensatoru, jo tā kapacitāte nemainās.

Bet eh elektrolītiskie kondensatori ir ļoti būtiska atšķirība, (+) zīme pie viena no kondensatora elektrodiem norāda, ka šis ir polārais kondensators un, pievienojot to ķēdei, jāievēro polaritāte. Pozitīvais elektrods ir jāpievieno barošanas avota pluss, un negatīvais (kam nav plusa zīmes) atbilstoši negatīvajam - (uz mūsdienu kondensatoru korpusa tiek uzlikts negatīvā elektroda apzīmējums, bet pozitīvais elektrods nav apzīmēts nekādā veidā ).

Šī noteikuma neievērošana var izraisīt kondensatora atteici un pat sprādzienu, ko pavada folijas papīra izkliede un slikta smaka (protams, no kondensatora...). Elektrolītiskajiem kondensatoriem var būt ļoti liela jauda, ​​un attiecīgi tie var uzkrāt diezgan lielu potenciālu. Tāpēc elektrolītiskie kondensatori ir bīstami pat pēc strāvas izslēgšanas, un, ja ar tiem rīkojas neuzmanīgi, jūs varat saņemt spēcīgu elektriskās strāvas triecienu. Tāpēc pēc sprieguma noņemšanas drošam darbam ar elektrisko ierīci (elektronikas remonts, iestatīšana u.c.) elektrolītiskais kondensators ir jāizlādē, īssavienojot tā elektrodus (tas jādara ar speciālu lādētāju), īpaši lieliem. kondensatori, kas ir uzstādīti uz barošanas avotiem, kur ir augsts spriegums.

Mainīgie kondensatori.

Kā jūs saprotat no nosaukuma, mainīgie kondensatori var mainīt savu kapacitāti - piemēram, noskaņojot radio uztvērējus. Pavisam nesen radio uztvērēju noregulēšanai uz vēlamo staciju tika izmantoti tikai mainīgi kondensatori; pagriežot uztvērēja regulēšanas pogu, tādējādi mainījās kondensatora kapacitāte. Mainīgos kondensatorus joprojām izmanto vienkāršos, lētos uztvērējos un raidītājos. Mainīgā kondensatora dizains ir ļoti vienkāršs. Strukturāli tas sastāv no statora un rotora plāksnēm, rotora plāksnes ir kustīgas un iekļūst statora plāksnēs, tām nepieskaroties. Dielektriķis šādā kondensatorā ir gaiss. Kad statora plāksnes nonāk rotora plāksnēs, kondensatora kapacitāte palielinās, un, kad rotora plāksnes iziet, kapacitāte samazinās. Mainīgā kondensatora apzīmējums izskatās šādi -

KONDENSATORU PIELIETOJUMS

Kondensatori tiek plaši izmantoti visās elektrotehnikas jomās, tos izmanto dažādās elektriskās ķēdēs.
Maiņstrāvas ķēdē tie var kalpot kā kapacitāte. Ņemsim šādu piemēru: ja kondensators un spuldze ir virknē savienoti ar akumulatoru (līdzstrāva), spuldze neiedegas.

Ja šādu ķēdi pievienosit maiņstrāvas avotam, spuldze degs, un gaismas intensitāte būs tieši atkarīga no izmantotā kondensatora kapacitātes vērtības.

Pateicoties šīm īpašībām, kondensatori tiek izmantoti kā filtri ķēdēs, kas nomāc augstfrekvences un zemas frekvences traucējumus.

Kondensatori tiek izmantoti arī dažādās impulsu ķēdēs, kur nepieciešama liela elektriskā lādiņa ātra uzkrāšanās un atbrīvošanās, paātrinātājos, foto zibspuldzēs, impulsu lāzeros, pateicoties spējai uzkrāt lielu elektrisko lādiņu un ātri pārnest to uz citiem lādiņa elementiem. tīkls ar zemu pretestību, radot spēcīgu impulsu.Kondensatori tiek izmantoti, lai izlīdzinātu viļņus sprieguma iztaisnošanas laikā. Kondensatora spēja ilgstoši saglabāt lādiņu ļauj tos izmantot informācijas glabāšanai. Un tas ir tikai ļoti īss saraksts ar visu, kur var izmantot kondensatoru.

Turpinot studijas elektrotehnikā, atklāsi vēl daudz interesantu lietu, tostarp kondensatoru darbu un izmantošanu. Taču šīs informācijas pietiks, lai tu saprastu un virzītos uz priekšu.

Kā pārbaudīt kondensatoru

Lai pārbaudītu kondensatorus, nepieciešama ierīce, testeris vai cits multimetrs. Ir īpašas ierīces, kas mēra kapacitāti (C), taču šīs ierīces maksā naudu, un bieži vien nav jēgas tās iegādāties mājas darbnīcai, jo īpaši tāpēc, ka tirgū ir pieejami lēti ķīniešu multimetri ar kapacitātes mērīšanas funkciju. Ja jūsu testerim šādas funkcijas nav, varat izmantot parasto numura sastādīšanas funkciju - uz kā zvanīt ar multimetru, tāpat kā pārbaudot rezistorus - kas ir rezistors. Kondensatoru var pārbaudīt, vai tas nav “sadalījums”; šajā gadījumā kondensatora pretestība ir ļoti liela, gandrīz bezgalīga (atkarībā no materiāla, no kura izgatavots kondensators). Elektrolītiskie kondensatori tiek pārbaudīti šādi - ir nepieciešams ieslēgt testeri nepārtrauktības režīmā, savienot ierīces zondes ar kondensatora elektrodiem (kājām) un uzraudzīt multimetra indikatora rādījumu, multimetra rādījums mainīsies uz leju. līdz tas pilnībā apstājas. Pēc tam jums ir jāmaina zondes, rādījumi sāks samazināties gandrīz līdz nullei. Ja viss notika tā, kā es aprakstīju, Conder darbojas. Ja rādījumos nemainās vai rādījumi uzreiz kļūst lieli vai ierīce rāda nulli, kondensators ir bojāts. Personīgi man labāk patīk pārbaudīt “gaisa kondicionētājus” ar mērinstrumentu; vienmērīgai adatas kustībai ir vieglāk izsekot nekā ciparu mirgošanai indikatora logā.

Kondensatora jauda mērot Farados, 1 farads ir milzīga vērtība. Šādai ietilpībai būs metāla bumbiņa, kuras izmēri 13 reizes pārsniegs mūsu saules izmēru. Planētas Zeme lieluma lodei būtu tikai 710 mikrofaradu ietilpība. Parasti to kondensatoru kapacitāte, ko izmantojam elektriskās ierīcēs, ir norādīta mikrofarādes (mF), pikofarādes (nF), nanofarādes (nF). Jums jāzina, ka 1 mikrofarāde ir vienāda ar 1000 nanofaradiem. Attiecīgi 0,1 uF ir vienāds ar 100 nF. Papildus galvenajam parametram uz elementu korpusa ir norādīta faktiskās jaudas pieļaujamā novirze no norādītā un sprieguma, kuram ierīce ir paredzēta. Ja tas tiek pārsniegts, ierīce var neizdoties.

Ar šīm zināšanām jums pietiks, lai uzsāktu un patstāvīgi turpinātu pētīt kondensatorus un to fizikālās īpašības speciālajā tehniskajā literatūrā. Novēlu veiksmi un izturību!

Elektroveikalos kondensatorus visbiežāk var redzēt cilindra formā, kura iekšpusē ir daudz plākšņu un dielektriķu sloksņu.

Kondensators - kas tas ir?

Kondensators ir daļa no elektriskās ķēdes, kas sastāv no 2 elektrodiem, kas spēj uzkrāt, fokusēt vai pārsūtīt strāvu uz citām ierīcēm. Strukturāli elektrodi ir kondensatora plāksnes ar pretēju lādiņu. Lai ierīce darbotos, starp plāksnēm tiek ievietots dielektriķis - elements, kas neļauj abām plāksnēm pieskarties viena otrai.

Kondensatora definīcija nāk no latīņu vārda “condenso”, kas nozīmē blīvēšana, koncentrēšana.

Lodēšanas konteineru elementi tiek izmantoti elektrības un signālu transportēšanai, mērīšanai, novirzīšanai un pārraidīšanai.

Kur tiek izmantoti kondensatori?

Katrs iesācējs radioamatieris bieži uzdod jautājumu: kam paredzēts kondensators? Iesācēji nesaprot, kāpēc tas ir vajadzīgs, un kļūdaini uzskata, ka ar to var pilnībā nomainīt akumulatoru vai barošanas bloku.

Visās radio ierīcēs ietilpst kondensatori, tranzistori un rezistori. Šie elementi veido dēli vai veselu moduli ķēdēs ar statiskām vērtībām, kas padara to par pamatu jebkurai elektroierīcei, sākot no maza gludekļa līdz rūpnieciskām ierīcēm.

Visizplatītākie kondensatoru lietojumi ir:

1. Filtra elements HF un LF traucējumiem;
2. Izlīdzina pēkšņus maiņstrāvas pārspriegumus, kā arī kondensatora statisko un sprieguma pārspriegumu;
3. Sprieguma pulsācijas ekvalaizers.

Kondensatora mērķi un tā funkcijas nosaka lietošanas mērķi:

1. Vispārīgs mērķis. Šis ir kondensators, kura konstrukcijā ir tikai zemsprieguma elementi, kas atrodas uz mazām shēmas platēm, piemēram, tādas ierīces kā televizora tālvadības pults, radio, tējkanna utt.;
2. Augstsprieguma. Līdzstrāvas ķēdē esošais kondensators atbalsta augstsprieguma rūpnieciskās un tehniskās sistēmas;
3. Pulss. Capacitive ģenerē asu sprieguma pārspriegumu un piegādā to ierīces uztveršanas panelim;
4. Palaišanas ierīces. Izmanto lodēšanai tajās ierīcēs, kas paredzētas ierīču palaišanai, ieslēgšanai/izslēgšanai, piemēram, tālvadības pults vai vadības bloks;
5. Trokšņu slāpēšana. Kondensators maiņstrāvas ķēdē tiek izmantots satelītu, televīzijas un militārajā aprīkojumā.

Kondensatoru veidi

Kondensatora konstrukciju nosaka dielektriķa veids. Tas ir pieejams šādos veidos:

1. Šķidrums. Dielektrisks šķidrā veidā ir reti sastopams; šo tipu galvenokārt izmanto rūpniecībā vai radioierīcēs;
2. Vakuums. Kondensatorā nav dielektriķa, bet tā vietā ir plāksnes noslēgtā korpusā;
3. Gāzveida. Pamatojoties uz mijiedarbību ķīmiskās reakcijas un tiek izmantots saldēšanas iekārtu, ražošanas līniju un iekārtu ražošanai;
4. Elektrolītiskais kondensators. Princips ir balstīts uz metāla anoda un elektroda (katoda) mijiedarbību. Anoda oksīda slānis ir pusvadītāju daļa, kā rezultātā šāda veida ķēdes elements tiek uzskatīts par visproduktīvāko;
5. Organisks. Dielektriķis var būt papīrs, plēve utt. Tas nespēj uzkrāties, bet tikai nedaudz izlīdzina sprieguma pārspriegumus;
6. Kombinēts. Tas ietver metālu-papīru, papīra plēvi utt. Efektivitāte palielinās, ja dielektrikā ir metāla sastāvdaļa;
7. Neorganisks. Visizplatītākie ir stikls un keramika. To izmantošanu nosaka izturība un izturība;
8. Kombinēts neorganisks. Stikls-plēve, kā arī stikls-emalja, kam ir izcilas izlīdzinošās īpašības.

Kondensatoru veidi

Radio plates elementi atšķiras pēc kapacitātes maiņas veida:

1. Pastāvīgs. Šūnas saglabā nemainīgu sprieguma jaudu līdz to glabāšanas laika beigām. Šis veids ir visizplatītākais un universālākais, jo tas ir piemērots jebkura veida ierīču izgatavošanai;
2. Mainīgie lielumi. Viņiem ir iespēja mainīt tvertnes tilpumu, izmantojot reostatu, varikapu vai mainoties temperatūrai. Mehāniskā metode, izmantojot reostatu, ietver papildu elementa lodēšanu uz plāksnes, savukārt, izmantojot varikondi, mainās tikai ienākošā sprieguma daudzums;
3. Trimmeri. Tie ir viselastīgākais kondensatoru veids, ar kuru jūs varat ātri un efektīvi palielināt sistēmas caurlaidspēju ar minimālu rekonstrukciju.

Kondensatora darbības princips

Apskatīsim, kā darbojas kondensators, kad tas ir pievienots strāvas avotam:

1. Uzlādes uzkrāšanās. Pieslēdzoties tīklam, strāva tiek novirzīta uz elektrolītiem;
2. Uzlādētās daļiņas tiek sadalītas uz plāksnes atbilstoši to lādiņam: negatīvās - elektronos, bet pozitīvās - jonos;
3. Dielektriķis kalpo kā barjera starp abām plāksnēm un novērš daļiņu sajaukšanos.

Kondensatora kapacitāti nosaka, aprēķinot viena vadītāja lādiņa attiecību pret tā potenciālo jaudu.

Svarīgs! Dielektriķis arī spēj noņemt kondensatora spriegumu ierīces darbības laikā.

Kondensatora raksturlielumi

Raksturlielumus parasti iedala punktos:

1. Novirzes apjoms. Pirms ieiešanas veikalā katram kondensatoram ir jāveic virkne testu ražošanas līnijā. Pēc katra modeļa pārbaudes ražotājs norāda pieļaujamo noviržu diapazonu no sākotnējās vērtības;
2. Sprieguma vērtība. Pārsvarā tiek izmantoti elementi ar spriegumu 12 vai 220 volti, bet ir arī 5, 50, 110, 380, 660, 1000 un vairāk volti. Lai izvairītos no kondensatora izdegšanas un dielektriskā sadalījuma, vislabāk ir iegādāties elementu ar sprieguma rezervi;
3. Pieļaujamā temperatūra. Šis parametrs ir ļoti svarīgs mazām ierīcēm, kas darbojas 220 voltu tīklā. Parasti, jo augstāks ir spriegums, jo augstāks ir pieļaujamais darbības temperatūras līmenis. Temperatūras parametrus mēra, izmantojot elektronisko termometru;
4. Līdzstrāvas vai maiņstrāvas pieejamība. Varbūt viens no svarīgākajiem parametriem, jo ​​no tā pilnībā ir atkarīga projektētā aprīkojuma veiktspēja;
5. Fāžu skaits. Atkarībā no ierīces sarežģītības var izmantot vienfāzes vai trīsfāžu kondensatorus. Lai elementu savienotu tiešā veidā, pietiek ar vienfāzes, bet, ja dēlis ir “pilsēta”, tad ieteicams izmantot trīsfāzu, jo tas vienmērīgāk sadala slodzi.

No kā ir atkarīga kapacitāte?

Kondensatora kapacitāte ir atkarīga no dielektriķa veida un ir norādīta uz korpusa, mērot uF vai uF. Tas svārstās no 0 līdz 9 999 pF pikofarādēs, savukārt mikrofarādos tas svārstās no 10 000 pF līdz 9 999 µF. Šīs īpašības ir norādītas valsts standartā GOST 2.702.

Piezīme! Jo lielāka ir elektrolīta ietilpība, jo ilgāks uzlādes laiks, un jo vairāk uzlādes ierīce var pārsūtīt.

Jo lielāka ir ierīces slodze vai jauda, ​​jo īsāks izlādes laiks. Šajā gadījumā pretestībai ir liela nozīme, jo no tā ir atkarīgs izejošās elektriskās plūsmas apjoms.

Kondensatora galvenā daļa ir dielektrisks. Tam ir šādi raksturlielumi, kas ietekmē iekārtas jaudu:

1. Izolācijas pretestība. Tas ietver gan iekšējo, gan ārējo izolāciju, kas izgatavota no polimēriem;
2. Maksimālais spriegums. Dielektriķis nosaka, cik lielu spriegumu kondensators spēj uzglabāt vai pārraidīt;
3. Enerģijas zuduma apjoms. Atkarīgs no dielektriķa konfigurācijas un tā īpašībām. Parasti enerģija izkliedējas pakāpeniski vai asos uzliesmojumos;
4. Jaudas līmenis. Lai kondensators uz īsu laiku uzkrātu nelielu enerģijas daudzumu, tam ir jāuztur nemainīgs kapacitātes apjoms. Visbiežāk tas neizdodas tieši tāpēc, ka nespēj izlaist noteiktu sprieguma daudzumu;

Labi zināt! Saīsinājums “AC”, kas atrodas uz elementa korpusa, apzīmē maiņspriegumu. Uzkrāto spriegumu uz kondensatora nevar izmantot vai pārsūtīt - tas ir jādzēš.

Kondensatora īpašības

Kondensators darbojas kā:

1. Induktīvā spole. Ņemsim parastās spuldzes piemēru: tā iedegsies tikai tad, ja pievienosit to tieši maiņstrāvas avotam. Tas noved pie noteikuma, ka jo lielāka jauda, ​​jo jaudīgāka ir spuldzes gaismas plūsma;
2. Uzlādes krātuve. Īpašības ļauj tam ātri uzlādēt un izlādēties, tādējādi radot spēcīgu impulsu ar zemu pretestību. Izmanto dažāda veida akseleratoru, lāzersistēmu, elektrisko zibšņu u.c. ražošanai;
3. Akumulators saņēma uzlādi. Spēcīgs elements spēj ilgstoši uzturēt saņemto strāvas daļu, savukārt tas var kalpot kā adapteris citām ierīcēm. Salīdzinot ar uzlādējamu akumulatoru, kondensators laika gaitā zaudē daļu no uzlādes, kā arī nespēj uzņemt lielu daudzumu elektroenerģijas, piemēram, rūpnieciskā mērogā;
4. Elektromotora uzlāde. Savienojums tiek veikts caur trešo spaili (kondensatora darba spriegums ir 380 vai 220 volti). Pateicoties jaunajai tehnoloģijai, ir kļuvis iespējams izmantot trīsfāzu motoru (ar fāzes rotāciju 90 grādiem), izmantojot standarta tīklu;
5. Kompensācijas ierīces. To izmanto rūpniecībā, lai stabilizētu reaktīvo enerģiju: daļa no ienākošās jaudas tiek izšķīdināta un noregulēta kondensatora izejā līdz noteiktam tilpumam.

Video