Polare og ikke-polare kondensatorer - hva er forskjellen. Hva er kondensatorer? Typer kondensatorer, deres egenskaper Elektrolytiske kondensatorer i aluminium

Det er skrevet mye om kondensatorer, er det verdt å legge til et par tusen ord til de millionene som allerede finnes? Jeg legger det til! Jeg tror at presentasjonen min vil være nyttig. Tross alt vil det gjøres under hensyntagen.

Hva er en elektrisk kondensator

Hvis vi snakker på russisk, kan kondensatoren kalles en "akkumulator". Så enda mer forståelig. Dessuten er dette hvordan dette navnet oversettes til vårt språk. Et glass kan også kalles en kondensator. Bare han samler væske i seg selv. Eller en pose. Ja, veske. Det ser også ut til å være lagring. Den samler i seg alt vi legger der. Hva med en elektrisk kondensator? Det er det samme som et glass eller en pose, men akkumulerer bare en elektrisk ladning.

Se for deg et bilde: en elektrisk strøm går gjennom kretsen, motstander, ledere møtes på vei og, bam, en kondensator (glass) dukker opp. Hva vil skje? Som du vet, er strøm en strøm av elektroner, og hvert elektron har en elektrisk ladning. Når noen sier at det går en strøm gjennom kretsen, ser du for deg millioner av elektroner som går gjennom kretsen. Det er nettopp denne elektronikken, når en kondensator dukker opp på vei, som akkumuleres. Jo mer vi stapper elektroner inn i kondensatoren, desto større blir ladningen.

Spørsmålet oppstår, hvor mange elektroner kan akkumuleres på denne måten, hvor mange vil passe inn i kondensatoren og når blir den "full"? La oss finne det ut. Svært ofte brukes en sammenligning med vann og rør for å forenkle forklaringen av enkle elektriske prosesser. La oss bruke denne tilnærmingen også.

Se for deg et rør som vann strømmer gjennom. I den ene enden av røret er det en pumpe som med kraft pumper vann inn i dette røret. Legg deretter mentalt en gummimembran over røret. Hva vil skje? Membranen vil begynne å strekke seg og tøyes under påvirkning av kraften fra vanntrykket i røret (trykket skapes av pumpen). Den vil strekke seg, strekke seg, strekke seg, og som et resultat vil den elastiske kraften til membranen enten balansere kraften til pumpen og vannstrømmen vil stoppe, eller membranen vil bryte (hvis dette ikke er klart, så forestill deg en ballong som vil sprekke hvis den pumpes for hardt)! Det samme skjer i elektriske kondensatorer. Bare der, i stedet for en membran, brukes et elektrisk felt, som vokser ettersom kondensatoren lades og gradvis balanserer spenningen til strømkilden.

Dermed har kondensatoren en viss begrensende ladning som den kan akkumulere, og etter å ha overskredet hvilken, dielektrisk sammenbrudd i en kondensator den vil bryte sammen og slutte å være en kondensator. Det er tydeligvis på tide å fortelle hvordan kondensatoren fungerer.

Hvordan fungerer en elektrisk kondensator?

På skolen fortalte de deg at en kondensator er en slik innretning som består av to plater og et tomrom mellom dem. Disse platene ble kalt kondensatorplater og ledninger ble koblet til dem for å påføre spenning til kondensatoren. Så moderne kondensatorer er ikke mye annerledes. De har alle også plater og det er et dielektrikum mellom platene. På grunn av tilstedeværelsen av et dielektrikum, forbedres egenskapene til kondensatoren. For eksempel dens kapasitet.

Moderne kondensatorer bruker forskjellige typer dielektrikum (mer om det nedenfor), som skyves mellom kondensatorplatene på de mest sofistikerte måtene for å oppnå visse egenskaper.

Prinsipp for operasjon

Det generelle operasjonsprinsippet er ganske enkelt: spenning påføres - ladningen har akkumulert. De fysiske prosessene som foregår nå burde ikke interessere deg mye, men hvis du vil kan du lese om det i en hvilken som helst bok om fysikk i elektrostatikkdelen.

Kondensator i DC-krets

Hvis vi plasserer kondensatoren vår i en elektrisk krets (Fig. Nedenfor), kobler et amperemeter i serie med den og legger likestrøm på kretsen, så vil amperemeternålen rykke kort, og deretter fryse og vise 0A - ingen strøm i kretsen . Hva har skjedd?

Vi vil anta at før strømmen ble tilført kretsen, var kondensatoren tom (utladet), og når strømmen ble tilført begynte den å lade veldig raskt, og når den ble ladet (det elektriske feltet mellom kondensatorplatene balanserte strømkilde), så stoppet strømmen (her er en graf over ladningen til kondensatoren).

Det er derfor de sier at kondensatoren ikke passerer likestrøm. Faktisk hopper det, men en veldig kort tid, som kan beregnes ved hjelp av formelen t \u003d 3 * R * C (Tiden for å lade kondensatoren til et volum på 95% av det nominelle. R er motstanden til krets, C er kapasitansen til kondensatoren) Slik oppfører kondensatoren seg i en konstant kretsstrøm. Den oppfører seg ganske annerledes i en vekselkrets!

Kondensator i AC-krets

Hva er vekselstrøm? Det er når elektronene "løper" først dit, så tilbake. De. deres bevegelsesretning endres hele tiden. Så, hvis en vekselstrøm går gjennom kretsen med kondensatoren, så på hver av platene, så "+" ladning, så vil "-" akkumuleres. De. en vekselstrøm vil faktisk flyte. Og dette betyr at vekselstrømmen "fritt" går gjennom kondensatoren.

Hele denne prosessen kan modelleres ved hjelp av metoden for hydrauliske analogier. Bildet nedenfor er en analog av AC-kretsen. Stempelet skyver væsken frem og tilbake. Dette får pumpehjulet til å rotere frem og tilbake. Det viser seg, som det var, en variabel flyt av væske (vi leser vekselstrøm).

La oss nå plassere en kondensatormodell i form av en membran mellom kraftkilden (stempelet) og løpehjulet og analysere hva som vil endre seg.

Det ser ut til at ingenting vil endre seg. Ettersom væsken gjorde oscillerende bevegelser, så gjør den dem, ettersom impelleren svingte på grunn av dette, vil den fortsette å svinge. Dette betyr at membranen vår ikke er til hinder for variabel flyt. Det vil også være for en elektronisk kondensator.

Faktum er at selv om elektronene som kjører kjedene og ikke krysser dielektrikumet (membranen) mellom platene til kondensatoren, men utenfor kondensatoren, er deres bevegelse oscillerende (frem og tilbake), dvs. vekselstrøm flyter. Eh!

Dermed passerer kondensatoren vekselstrøm og forsinker likestrøm. Dette er veldig praktisk når du vil fjerne DC-komponenten i signalet, for eksempel ved utgangen / inngangen til en lydforsterker, eller når du bare vil se den variable delen av signalet (rippel ved utgangen av en DC spenningskilde).

Kondensatorreaktans

En kondensator har motstand! I prinsippet kan dette antas allerede fra det faktum at ingen likestrøm går gjennom den, som om det var en motstand med svært høy motstand.

En annen ting er vekselstrømmen - den passerer, men opplever motstand fra kondensatoren:

f er frekvensen, C er kapasitansen til kondensatoren. Hvis du ser nøye på formelen, vil du se at hvis strømmen er konstant, så er f = 0 og så (må de militante matematikerne tilgi meg!) X c = evighet. Og det er ingen likestrøm gjennom kondensatoren.

Men motstanden mot vekselstrøm vil endre seg avhengig av dens frekvens og kapasitansen til kondensatoren. Jo større frekvensen til strømmen og kapasitansen til kondensatoren er, jo mindre motstår den denne strømmen og omvendt. Jo raskere spenningen endres
spenning, jo større strøm er gjennom kondensatoren, dette forklarer nedgangen i Xc med økende frekvens.

Forresten, en annen funksjon ved kondensatoren er at ingen strøm frigjøres på den, den varmes ikke opp! Derfor brukes den noen ganger til å dempe spenning der en motstand ryker. For eksempel å senke nettspenningen fra 220V til 127V. Og videre:

Strømmen i en kondensator er proporsjonal med spenningshastigheten påført over terminalene.

Hvor brukes kondensatorer?

Ja, uansett hvor egenskapene deres kreves (ikke pass likestrøm, evnen til å akkumulere elektrisk energi og endre motstanden avhengig av frekvensen), i filtre, i oscillerende kretser, i spenningsmultiplikatorer, etc.

Hva er kondensatorer

Industrien produserer mange forskjellige typer kondensatorer. Hver av dem har visse fordeler og ulemper. Noen har lav lekkasjestrøm, andre har stor kapasitans, andre har noe annet. Avhengig av disse indikatorene velges kondensatorer.

Radioamatører, spesielt som oss - nybegynnere - bryr seg ikke spesielt om og satser på det de finner. Likevel bør du vite hva som er hovedtypene av kondensatorer som finnes i naturen.

Bildet viser en svært betinget separasjon av kondensatorer. Jeg kompilerte det etter min smak og jeg liker det fordi det er umiddelbart klart om det er variable kondensatorer, hva slags konstante kondensatorer er, og hvilke dielektrikker som brukes i vanlige kondensatorer. Generelt alt som en radioamatør trenger.

De har lav lekkasjestrøm, små dimensjoner, lav induktans, er i stand til å operere ved høye frekvenser og i DC-, pulserende og AC-kretser.

De produseres i et bredt spekter av driftsspenninger og kapasiteter: fra 2 til 20 000 pF og tåler, avhengig av versjon, spenninger opp til 30 kV. Men oftest finner du keramiske kondensatorer med en driftsspenning på opptil 50V.

For å være ærlig, så vet jeg ikke om de lager dem nå. Men tidligere i slike kondensatorer ble glimmer brukt som et dielektrikum. Og selve kondensatoren besto av en pakke med glimmer, på hver av disse ble det påført plater på begge sider, og så ble slike plater satt sammen til en "pakke" og pakket inn i en kasse.

Vanligvis hadde de en kapasitet på flere tusen til titusenvis av picoforads og opererte i spenningsområdet fra 200 V til 1500 V.

Papirkondensatorer

Slike kondensatorer har kondensatorpapir som dielektrikum, og aluminiumslister som plater. Lange strimler av aluminiumsfolie med en papirremse mellom rulles sammen og pakkes inn i en boks. Det er hele poenget.

Disse kondensatorene kommer i kapasiteter fra tusenvis av picoforads til 30 mikrofarader, og kan håndtere spenninger fra 160 til 1500 volt.

Ryktene sier at nå blir de verdsatt av audiofile. Jeg er ikke overrasket - de har også ensidige ledningsledninger ...

I prinsippet vanlige kondensatorer med polyester som dielektrikum. Kapasitansspredning fra 1 nF til 15 mF ved driftsspenning fra 50 V til 1500 V.

Kondensatorer av denne typen har to ubestridelige fordeler. For det første kan du lage dem med en veldig liten toleranse på bare 1%. Så hvis det står 100 pF på den, er kapasitansen 100 pF +/- 1%. Og det andre er at driftsspenningen deres kan nå opptil 3 kV (og kapasitansen er fra 100 pF til 10 mF)

Elektrolytiske kondensatorer

Disse kondensatorene skiller seg fra alle andre ved at de kun kan kobles til en like- eller pulserende strømkrets. De er polare. De har plusser og minuser. Dette er på grunn av deres design. Og hvis en slik kondensator slås på omvendt, vil den mest sannsynlig svelle. Og tidligere eksploderte de også muntert, men utrygt. Det finnes elektrolytiske kondensatorer av aluminium og tantal.

Elektrolytiske kondensatorer i aluminium er arrangert nesten som papirkondensatorer, med den eneste forskjellen at platene til en slik kondensator er papir- og aluminiumsstrimler. Papiret er impregnert med en elektrolytt, og et tynt lag med oksid påføres aluminiumsstripen, som fungerer som et dielektrikum. Hvis du bruker en vekselstrøm til en slik kondensator eller snur den tilbake til polaritetene til utgangen, koker elektrolytten og kondensatoren svikter.

Elektrolytiske kondensatorer har en tilstrekkelig stor kapasitans, på grunn av hvilken de ofte brukes, for eksempel i likeretterkretser.

Det er nok alt. Kondensatorer med et dielektrikum laget av polykarbonat, polystyren og sannsynligvis mange andre typer forble bak kulissene. Men jeg tror det blir overflødig.

Fortsettelse følger...

I den andre delen planlegger jeg å vise eksempler på typisk bruk av kondensatorer.

Kondensatorer, som motstander, er blant de mest tallrike elementene i radiotekniske enheter. På noen egenskaper til en kondensator- "butikk" elektriske ladninger har jeg allerede fortalt. Så sa han at kapasitansen til kondensatoren vil være desto mer signifikant, jo større arealet av platene er og jo tynnere det dielektriske laget mellom dem.

Den grunnleggende enheten for elektrisk kapasitans er farad (forkortet F, oppkalt etter den engelske fysikeren M. Faraday. Imidlertid er 1 F dette er en veldig stor kapasitet. Kloden har for eksempel en kapasitans på mindre enn 1 F. I elektro- og radioteknikk bruker de en kapasitansenhet som tilsvarer en milliontedel av en farad, som kalles en mikrofarad (forkortet mikrofarad). Det er 1 000 000 mikrofarader i en farad, dvs. 1 mikrofarad = 0,000001 F. Men selv denne kapasitansenheten er ofte for stor. Derfor er det en enda mindre enhet av kapasitans kalt en picofarad (forkortet som pF), som er en milliondel av en mikrofarad, dvs. 0,000001 mikrofarad; 1 uF = 1000000 pF. Alle kondensatorer, enten konstante eller variable, kjennetegnes først og fremst av deres kapasitanser, uttrykt i henholdsvis picofarads, mikrofarads.

På kretsskjemaer kapasitansen til kondensatorer fra 1 til 9999 pF er indikert med heltall som tilsvarer deres kapasitanser i disse enhetene uten pF-betegnelse, og kapasitansen til kondensatorer er fra 0,01 μF (10000 pF) og mer— i fraksjoner av mikrofarader eller mikrofarader uten betegnelse på mikrofarader. Hvis kapasitansen til kondensatoren er lik et helt antall mikrofarader, blir, i motsetning til kapasitansbetegnelsen i picofarads, et komma og null satt etter det siste signifikante sifferet. Eksempler på betegnelse av kondensatorkapasiteter i diagrammene: C1 \u003d 47 tilsvarer 47 pF, C2 \u003d 3300 tilsvarer 3300 pF; C3 \u003d 0,47 tilsvarer 0,047 μF (47000 pF); C4 = 0,1 tilsvarer 0,1 uF; C5 = 20,0 tilsvarer 20 uF.

En kondensator i sin enkleste form består av to plater atskilt av et dielektrikum. Hvis en kondensator er koblet til en DC-krets, vil strømmen i denne kretsen stoppe. Ja, dette er forståelig: gjennom isolatoren, som er dielektrikumet til kondensatoren, kan ikke likestrøm flyte. Inkluderingen av en kondensator i en DC-krets tilsvarer å bryte den (vi tar ikke hensyn til øyeblikket for inkludering, når en kortsiktig kondensatorladestrøm vises i kretsen). En kondensator oppfører seg annerledes i en vekselstrømkrets. Husk: polariteten til spenningen ved terminalene til en vekselstrømkilde endres med jevne mellomrom. Dette betyr at hvis du inkluderer en kondensator i en krets som drives av en slik strømkilde, vil platene vekselvis lades opp med frekvensen til denne strømmen. Som et resultat vil vekselstrøm flyte i kretsen.

En kondensator, som en motstand og en spole, gir motstand mot vekselstrøm, men den er forskjellig for strømmer med forskjellige frekvenser. Den kan passere høyfrekvente strømmer godt og samtidig være nærmest en isolator for lavfrekvente strømmer. Radioamatører, for eksempel, bruker noen ganger elektriske lysledninger i stedet for eksterne antenner, og kobler mottakere til dem gjennom en kondensator med en kapasitet på 220– 510 pF. Er denne kapasitansen tilfeldig valgt? Nei, ikke ved et uhell. En kondensator med en slik kapasitet passerer godt de høyfrekvente strømmene som er nødvendige for driften av mottakeren, men har høy motstand mot 50 Hz vekselstrømmen som flyter i nettverket. I dette tilfellet blir kondensatoren et slags filter som passerer høyfrekvent strøm og forsinker lavfrekvent strøm.

Kapasitansen til en kondensator til vekselstrøm avhenger av dens kapasitans og frekvensen til strømmen: jo større kapasitansen til kondensatoren og frekvensen til strømmen, jo lavere er kapasitansen. Denne kondensatormotstanden kan bestemmes med tilstrekkelig nøyaktighet ved en slik forenklet formel

RC=1/6fC
π (mer presist 6,28, sidenπ = 3,14).

hvor RC er kapasitansen til kondensatoren, Ohm; f - strømfrekvens, Hz; C er kapasitansen til denne kondensatoren, F; siffer 6 - avrundet til hele enheter verdi 2π (mer presist 6,28, sidenπ = 3,14).

Ved å bruke denne formelen, la oss finne ut hvordan en kondensator oppfører seg med hensyn til vekselstrøm, hvis du bruker nettledningene som en antenne. La oss si at kapasitansen til denne kondensatoren er 500 pF (500 pF = 0,0000000005 F). Nettstrømfrekvens 50 Hz. For den gjennomsnittlige bærefrekvensen til radiostasjonen vil vi ta 1 MHz (1 000 000 Hz), som tilsvarer en bølgelengde på 300 m. Hvilken motstand gir denne kondensatoren til radiofrekvensen?

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

Hva med vekselstrøm?

Rc \u003d 1 / (6 50 0,0000000005) ~= 7 MΩ.

Og her er resultatet: en 500 pF kondensator gir 20 000 ganger mindre motstand mot høyfrekvent strøm enn mot lavfrekvent strøm. Alvorlig? En mindre kondensator gir enda mer motstand mot vekselstrømmen i nettverket.

kapasitansen til en kondensator til vekselstrøm avtar med en økning i kapasitansen og strømfrekvensen, og omvendt øker den med en reduksjon i kapasitansen og strømfrekvensen.

Egenskapen til en kondensator å ikke passere likestrøm og å lede vekselstrømmer med forskjellige frekvenser på forskjellige måter, brukes til å skille pulserende strømmer inn i deres komponenter, forsinke strømmer av noen frekvenser og passere strømmer av andre frekvenser.

Hvordan er faste kondensatorer ordnet?

Alle kondensatorer med konstant kapasitans har ledende plater, og mellom dem - keramikk, glimmer, papir eller annet solid dielektrikum. I henhold til typen dielektrisk som brukes, kalles kondensatorer henholdsvis keramikk, glimmer, papir. Utseendet til noen keramiske faste kondensatorer er vist i fig. 1

Ris. 1. Keramiske faste kondensatorer

De har spesiell keramikk som dielektrikum, plater— tynne lag av sølvbelagt metall avsatt på overflaten av keramikk, og sølvbelagte ledninger eller striper av messing loddet til platene. Ovenfra er kondensatorkassene dekket med emalje.

De vanligste er keramiske kondensatorer av typene KDK (Disk Ceramic Capacitor) og KTK (Tubular Ceramic Capacitor): I en kondensator av KTK-typen påføres en foring på den indre overflaten og den andre på den ytre overflaten av en tynnvegget keramikk. rør. Noen ganger er rørformede kondensatorer plassert i forseglede porselenshylser med metallhetter i endene. Dette er kondensatorer av typen KGK.

Keramiske kondensatorer har relativt små kapasitanser - opptil flere tusen picofarads. De er plassert i de kretsene der høyfrekvent strøm flyter (antennekrets, oscillerende krets), for kommunikasjon mellom dem.

For å oppnå en kondensator med små dimensjoner, men med en relativt stor kapasitans, er den laget ikke av to, men fra flere plater stablet og separert fra hverandre av et dielektrikum (fig. 2). I dette tilfellet danner hvert par av tilstøtende plater en kondensator. Ved å koble disse plateparene parallelt oppnås en kondensator med betydelig kapasitet.

Ris. 2. Glimmerkondensatorer

Slik er alle kondensatorer med glimmerdielektrisk ordnet. Platene deres— platene er ark av aluminiumsfolie eller lag av sølv som er avsatt direkte på glimmeren, og ledningene er biter av sølvbelagt tråd. Slike kondensatorer er støpt med plast. Dette er KSO kondensatorer. I navnet deres er det et tall som karakteriserer formen og størrelsen på kondensatorer, for eksempel: KSO-1, KSO-5. Jo større tall, jo større kondensator. Noen glimmerkondensatorer er tilgjengelige i vanntette keramiske kasser. De kalles kondensatorer av typen SGM. Kapasitansen til glimmerkondensatorer er fra 47 til 50 000 pF (0,05 mikrofarad). I likhet med keramikk er de designet for høyfrekvente kretser, så vel som for bruk som forriglinger og for kommunikasjon mellom høyfrekvente kretser.

I papirkondensatorer (fig. 3) fungerer tynt papir impregnert med parafin som et dielektrikum, og platene er folie. Papirstrimlene, sammen med omslagene, rulles sammen og legges i en papp- eller metallkasse. Jo bredere og lengre platene er, jo større er kapasitansen til kondensatoren.

Ris. 3. Papir og metall-papir faste kondensatorer

Papirkondensatorer brukes hovedsakelig i lavfrekvente kretser, så vel som for å blokkere strømforsyninger. Det finnes mange typer dielektriske kondensatorer av papir. Og alle har bokstaven B (papir) i betegnelsen. Kondensatorer av typen BM (Paper Small-sized) er innelukket i metallrør fylt med spesialharpiks i endene.

KB-kondensatorer har sylindriske hylster av papp. Kondensatorer av typen KBG-I er plassert i porselenshylser med metallendestykker koblet til platene, hvorfra smale utgangsblader strekker seg.

Kondensatorer med en kapasitet på opptil flere mikrofarader produseres i metallhus. Disse inkluderer kondensatorer av typene KBG-MP, KBG-MN, KBGT. Det kan være to eller tre av dem i en bygning.

Dielektrikumet til kondensatorer av MBM-typen (Metal Paper Small) er lakkert kondensatorpapir, og platene er lag av metall mindre enn en mikron tykke påført den ene siden av papiret. Et karakteristisk trekk ved denne typen kondensatorer— evnen til å reparere seg selv etter et elektrisk sammenbrudd av et dielektrikum.

En spesiell gruppe kondensatorer med konstant kapasitet er elektrolytiske (fig. 4).

Ris. 4. Elektrolytiske kondensatorer

I følge den interne strukturen minner en elektrolytisk kondensator noe om en papirkondensator. Den har to aluminiumsfoliestrimler. Overflaten til en av dem er dekket med et tynt lag oksid. Mellom aluminiumsremsene er det en stripe porøst papir impregnert med en spesiell tykk væske.— elektrolytt. Denne fire-lags stripen rulles sammen og legges i en sylindrisk kopp eller patron av aluminium.

Dielektrikumet til kondensatoren er et oksidlag. Den positive foringen (anode) er tapen som har et oksidlag. Den er koblet til et kronblad isolert fra kroppen. Det andre, negative foringspapiret (katode), impregnert med elektrolytt gjennom et bånd, som det ikke er noe oksidlag på, er koblet til et tungmetallhus. Dermed er saken en negativ terminal, og lappen isolert fra den er terminalen til den positive platen til elektrolytkondensatoren. Så spesielt er kondensatorer av typene KE, K50-3 arrangert. Kondensatorer KE-2 skiller seg fra kondensatorer av KE-typer kun i en plasthylse med en gjenge og en mutter for montering på panelet. Aluminiumskasser av kondensatorer K50-3 har formen av en patron med en diameter på 4,5– 6 og 15 20 mm lange. konklusjoner— metalltråd. Tilsvarende arrangert og kondensatorer type K50-6. Men de har ledningene til elektrodene (platene) isolert fra dekselene.

På de skjematiske diagrammene er elektrolytiske kondensatorer avbildet på samme måte som andre kondensatorer med konstant kapasitans - to " bindestreker, men sett et skilt nær den positive foringen« + » .

Elektrolytiske kondensatorer har store kapasitanser— fra brøker til flere tusen mikrofarader. De er designet for å fungere i kretser med pulserende strømmer, som filtre i AC-likerettere, for kobling mellom lavfrekvente kretser. I dette tilfellet er den negative elektroden til kondensatoren koblet til den negative polen til kretsen, og den positive— med sin positive pol. Hvis polariteten til forbindelsen ikke blir observert, kan elektrolytkondensatoren svikte.

Den nominelle kapasiteten til elektrolytiske kondensatorer er skrevet på dekselene deres. Den faktiske kapasiteten kan være mye større enn den nominelle.

Den viktigste egenskapen til enhver kondensator, bortsett fra kapasitansen, er også dens nominelle spenning, det vil si spenningen som kondensatoren kan fungere med i lang tid uten å miste egenskapene. Denne spenningen avhenger av egenskapene og tykkelsen til det dielektriske laget av kondensatoren. Keramiske, glimmer-, papir- og metall-papir kondensatorer av ulike typer er designet for nominelle spenninger fra 150 til 1000 V eller mer.

Elektrolytiske kondensatorer produseres for nominelle spenninger fra noen få volt til 30– 50 V og 150 til 450 – 500 V. I denne forbindelse er de delt inn i to grupper: lavspenning og høyspenning. Kondensatorene til den første gruppen brukes i kretser med relativt lav spenning, og kondensatorene til den andre gruppen— i relativt høyspenningskretser.

Når du velger kondensatorer for designet ditt, vær alltid oppmerksom på spenningsklassifiseringene deres. I en krets med lavere spenning enn den nominelle kan kondensatorer slås på, men i en krets med en spenning som overstiger den nominelle kan de ikke slås på. Hvis det er en spenning på kondensatorplatene som overstiger nominell spenning, vil dielektrikumet bryte gjennom. En ødelagt kondensator er ubrukelig.

Nå om variable kondensatorer.

Enheten til den enkleste variable kondensatoren er vist i fig. 5. En av dens fôr - statoren er stasjonær. Andre rotor— festet til akselen. Når aksen roterer, endres det overlappende området til platene, og med det kapasitansen til kondensatoren.

Ris. 5. Den enkleste variable kondensatoren

Variable kondensatorer som brukes i avstemte oscillerende kretser til mottakere består av to grupper plater (fig. 6, a) laget av aluminium eller messing. Rotorplatene er forbundet med en akse. Statorplatene er også koblet til og isolert fra rotoren. Når aksen roterer, går platene til statorgruppen gradvis inn i luftgapene mellom platene til rotorgruppen, og det er grunnen til at kapasitansen til kondensatoren endres jevnt. Når rotorplatene er fullstendig fjernet fra hullene mellom statorplatene, er kapasitansen til kondensatoren den minste; det kalles den initiale kapasitansen til kondensatoren. Når rotorplatene er satt helt inn mellom statorplatene, vil kapasitansen til kondensatoren være størst, det vil si maksimum for denne kondensatoren. Den maksimale kapasitansen til kondensatoren vil være jo større, jo flere plater den inneholder og jo mindre avstand mellom de bevegelige og faste platene.

Kondensatorene vist i fig. 5 og 6a er dielektrikumet luft. I små kondensatorer med variabel kapasitans (fig. 6, b), kan dielektrikumet være papir, plastfilmer, keramikk. Slike kondensatorer kalles variable kondensatorer med et solid dielektrikum. Selv om de er mindre enn luftdielektriske kondensatorer, kan de ha betydelige maksimale kapasitanser. Det er disse kondensatorene som brukes til å stille inn oscillerende kretser til små transistormottakere.

Ris. 7. En av designene til en blokk med variable kondensatorer

Enkeltkondensatorer og blokker med luft-dielektriske variable kondensatorer krever forsiktig håndtering. Selv en liten forvrengning eller annen skade på platene fører til kortslutning mellom dem. Korrigering av kondensatorplatene– Det er en komplisert sak.

Solide dielektriske kondensatorer inkluderer også trimmerkondensatorer, som er en type variable kondensatorer. Oftest brukes slike kondensatorer til å justere kretsene til resonans, så de kalles trimmere. Designene til de vanligste trimmerkondensatorene er vist i fig. 8. Hver av dem består av en relativt massiv keramisk base og en tynn keramisk skive. På overflaten av basen (under disken) og på disken avsettes metalllag i form av sektorer, som er platene til kondensatoren. Når disken roterer rundt aksen, endres overlappingsområdet til sektorplatene, kapasitansen til kondensatoren endres.

Kapasitansen til trimmerkondensatorer er indikert på deres deksler som et brøktall, der telleren er den minste og nevneren er den største kapasitansen til denne kondensatoren. Hvis for eksempel 6/30 er indikert på kondensatoren, betyr dette at dens minste kapasitans er 6 pF, og den største er 30 pF. Trimmerkondensatorer har vanligvis den minste kapasitansen 2 - 5 pF, og den største opp til 100– 150 pF. Noen av dem, for eksempel KPK-2, kan brukes som variable kondensatorer for innstilling av enkle enkeltsløyfemottakere.

Kondensatorer, som motstander, kan kobles parallelt eller i serie. Tilkobling av kondensatorer brukes oftest i tilfeller der det ikke er noen kondensator med den nødvendige vurderingen for hånden, men det er andre som den nødvendige kapasiteten kan lages fra. Hvis du kobler kondensatorene parallelt (fig. 8, a), vil deres totale kapasitans være lik summen av kapasitansene til alle tilkoblede kondensatorer, dvs.

Ctot = C1 + C2 + C3, osv.

Så, for eksempel, hvis C1 \u003d 33 pF og C2 \u003d 47 pF, vil den totale kapasitansen til disse to kondensatorene være: Ctot \u003d 33 + 47 \u003d 80 pF. Når kondensatorer er koblet i serie (fig. 8, b), er deres totale kapasitans alltid mindre enn den minste kapasitansen som er inkludert i kjeden. Det beregnes i henhold til formelen

Ctot = C1 · С2/(С1 + С2)

La oss for eksempel si C1 = 220pF og C2 = 330pF; da Ctot = 220 330/(220 + 330) = 132 pF. Når to kondensatorer med samme kapasitans er koblet i serie, vil deres totale kapasitans være halvparten av kapasitansen til hver av dem.

Ris. 8. Parallell (a) og serie (b) kobling av kondensatorer

En kondensator er et element i en elektrisk krets som fungerer som en ladelagringsenhet.

Det er mange applikasjoner for denne enheten, som er grunnen til deres store rekkevidde. De er forskjellige i materialene de er laget av, formålet, rekkevidden til hovedparameteren. Men hovedkjennetegn kondensator er dens kapasitans.

Prinsippet for drift av kondensatoren

Design

I diagrammene er kondensatoren indikert i form av to parallelle linjer, ikke koblet til hverandre:

Dette tilsvarer den enkleste designen - to plater (plater) atskilt med et dielektrikum. Selve utførelsen av dette produktet består oftest av deksler pakket inn i en rull med et dielektrisk lag eller andre bisarre former, men essensen forblir den samme.

Elektrisk kapasitans er en leders evne til å lagre elektriske ladninger. Jo mer ladning en leder holder ved en gitt potensialforskjell, jo større er kapasitansen. Forholdet mellom ladning Q og potensiell φ uttrykkes med formelen:

der Q er ladningen i coulombs (C), φ er potensialet i volt (V).

Kapasitans måles i farad (F), som du husker fra fysikktimene. I praksis er mindre enheter mer vanlig: millifarad (mF), mikrofarad (uF), nanofarad (nF), picofarad (pF).

Lagringskapasiteten avhenger av de geometriske parametrene til lederen, den dielektriske konstanten til mediet der den er plassert. Så, for en sfære av ledende materiale, vil det bli uttrykt med formelen:

C=4πεε0R

hvor ε0-8.854 10^−12 F/m er den elektriske konstanten og ε er permittiviteten til mediet (tabellverdi for hvert stoff).

I det virkelige liv må vi ofte ikke forholde oss til én leder, men med systemer av disse. Så, i en konvensjonell flat kondensator, vil kapasitansen være direkte proporsjonal med arealet av platene og omvendt til avstanden mellom dem:

C=εε0S/d

ε her er dielektrisitetskonstanten til avstandsstykket mellom platene.

Kapasitans for parallelle og serielle systemer

Parallellkobling av kapasitanser er én stor kondensator med samme dielektriske lag og det totale arealet av platene, så den totale kapasitansen til systemet er summen av de for hvert av elementene. Spenningen i parallellkobling vil være den samme, og ladningen vil bli fordelt mellom elementene i kretsen

C=C1+C2+C3

Seriekoblingen av kondensatorer er preget av en felles ladning og en fordelt spenning mellom elementene. Derfor er det ikke kapasiteten som oppsummeres, men dens gjensidige:

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

Fra formelen for kapasitansen til en enkelt kondensator kan det utledes at med identiske elementer koblet i serie, kan de representeres som en stor med samme foringsareal, men med en total dielektrisk tykkelse.

Reaktans

Kondensatoren kan ikke lede likestrøm, som kan sees av dens design. I en slik krets kan den bare lades. Men i AC-kretser fungerer det utmerket, lades opp hele tiden. Hvis ikke for restriksjonene som kommer fra egenskapene til dielektrikumet (det kan brytes når spenningsgrensen overskrides), ville dette elementet bli ladet på ubestemt tid (den såkalte ideelle kondensatoren, noe som en svart kropp og en ideell gass) i en likestrømskrets, og strømmen gjennom den vil ikke passere. Enkelt sagt er motstanden til en kondensator i en DC-krets uendelig.

Med vekselstrøm er situasjonen annerledes: jo høyere frekvens i kretsen, jo lavere er motstanden til elementet. Slik motstand kalles reaktans, og den er omvendt proporsjonal med frekvens og kapasitans:

Z=1/2πfC

hvor f er frekvensen i hertz.

Energilagring

Energien lagret av en ladet kondensator kan uttrykkes med formelen:

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

hvor U er spenningen mellom platene, og q er den akkumulerte ladningen.

Kondensator i en oscillerende krets

I en lukket krets som inneholder en spole og en kondensator, kan det genereres en vekselstrøm.

Etter å ha ladet kondensatoren, vil den begynne å selvutlades, noe som gir en økende strømstyrke. Energien til den utladede kondensatoren vil bli lik null, men den magnetiske energien til spolen vil være maksimal. En endring i størrelsen på strømmen forårsaker en EMF av selvinduksjon av spolen, og ved treghet vil den føre strømmen mot den andre platen til den er fulladet. I det ideelle tilfellet er slike svingninger uendelige, men i virkeligheten forfaller de raskt. Oscillasjonsfrekvensen avhenger av parametrene til både spolen og kondensatoren:

hvor L er induktansen til spolen.

Kondensatoren kan ha sin egen induktans, som kan observeres når frekvensen til strømmen i kretsen øker. I det ideelle tilfellet er denne verdien ubetydelig og kan neglisjeres, men i virkeligheten, når platene er rullede plater, kan denne parameteren ikke ignoreres, spesielt når det gjelder høye frekvenser. I slike tilfeller kombinerer kondensatoren to funksjoner, og er en slags oscillerende krets med egen resonansfrekvens.

Ytelsesegenskaper

I tillegg til ovennevnte kapasitans, selvinduktans og energikapasitet, har reelle kondensatorer (og ikke ideelle) en rekke egenskaper som må vurderes når du velger dette elementet for en krets. Disse inkluderer:

For å forstå hvor tapene kommer fra, er det nødvendig å forklare hva de sinusformede strøm- og spenningsgrafene i dette elementet er. Når kondensatoren er ladet til det maksimale, er strømmen i platene null. Følgelig, når strømmen er maksimal, er det ingen spenning. Det vil si at spenningen og strømmen forskyves i fase med en vinkel på 90 grader. Ideelt sett har en kondensator bare reaktiv effekt:

Q=UIi 90

I virkeligheten har kondensatorplatene sin egen motstand, og en del av energien brukes på oppvarming av dielektrikumet, noe som forårsaker tapene. Oftest er de ubetydelige, men noen ganger kan de ikke neglisjeres. Hovedkarakteristikken til dette fenomenet er den dielektriske tapstangensen, som er forholdet mellom aktiv effekt (gitt av små tap i dielektrikumet) og reaktiv effekt. Denne verdien kan måles teoretisk ved å representere den reelle kapasitansen i form av en ekvivalent ekvivalent krets - parallell eller serie.

Bestemmelse av tangens for dielektrisk tap

Med en parallell tilkobling bestemmes tapet av forholdet mellom strømmer:

tgδ = Ir/Ic = 1/(ωCR)

Ved seriekobling beregnes vinkelen av spenningsforholdet:

tgδ = Ur/Uc = ωCR

I virkeligheten, for målinger av tgδ, bruker de en enhet satt sammen i henhold til en brokrets. Den brukes til å diagnostisere isolasjonstap i høyspentutstyr. Målebroer kan også brukes til å måle andre nettverksparametere.

Merkespenning

Denne parameteren er angitt på etiketten. Den viser maksimal spenning som kan påføres platene. Overskridelse av vurderingen kan føre til sammenbrudd av kondensatoren og dens feil. Denne parameteren avhenger av egenskapene til dielektrikumet og dets tykkelse.

Polaritet

Noen kondensatorer har polaritet, det vil si at den må kobles til kretsen på en strengt definert måte. Dette skyldes det faktum at noe elektrolytt brukes som en av platene, og en oksidfilm på den andre elektroden fungerer som et dielektrikum. Når polariteten er reversert, ødelegger elektrolytten ganske enkelt filmen og kondensatoren slutter å fungere.

Temperaturkoeffisient for kapasitans

Det uttrykkes som ΔC/CΔT hvor ΔT er endringen i temperatur miljø. Oftest er denne avhengigheten lineær og ubetydelig, men for kondensatorer som opererer under aggressive forhold, er TKE indikert i form av en graf.

Feilen i kondensatoren skyldes to hovedårsaker - sammenbrudd og overoppheting. Og hvis, i tilfelle et sammenbrudd, noen av deres typer er i stand til selvhelbredelse, fører overoppheting til slutt til ødeleggelse.

Overoppheting skyldes både eksterne årsaker (oppvarming av nabokretselementer) og interne, spesielt serieekvivalent motstand til platene. I elektrolytiske kondensatorer fører det til fordampning av elektrolytten, og i oksidhalvlederkondensatorer, til sammenbrudd og en kjemisk reaksjon mellom tantal og manganoksid.

Faren for ødeleggelse er at det ofte skjer med en sannsynlighet eksplosjon korps.

Teknisk design av kondensatorer

Kondensatorer kan klassifiseres i flere grupper. Så, avhengig av evnen til å justere kapasiteten, er de delt inn i konstant, variabel og tuning. I sin form kan de være sylindriske, sfæriske og flate. Du kan dele dem etter formål. Men den vanligste klassifiseringen er typen dielektrisk.

Papirkondensatorer

Papir brukes som et dielektrisk, veldig ofte oljet papir. Som regel kjennetegnes slike kondensatorer av en stor størrelse, men det var også alternativer i en liten design, uten olje. De brukes som stabiliserings- og lagringsenheter, og erstattes gradvis fra forbrukerelektronikk med mer moderne filmmodeller.

I fravær av olje har de en betydelig ulempe - de reagerer på luftfuktighet selv med forseglet emballasje. Vått papir øker energitapet.

Dielektrisk i form av organiske filmer

Filmer kan lages av organiske polymerer som:

• polyetylentereftalat;
• polyamid;
• polykarbonat;
• polysulfon;
• polypropylen;
• polystyren;
• fluoroplast (polytetrafluoretylen).

Sammenlignet med de foregående, er slike kondensatorer mer kompakte i størrelse, øker ikke dielektriske tap med økende fuktighet, men mange av dem er i fare for svikt når de blir overopphetet, og de som ikke har denne ulempen er dyrere.

Solid uorganisk dielektrikum

Det kan være glimmer, glass og keramikk.

Fordelen med disse kondensatorene er deres stabilitet og lineariteten til avhengigheten av kapasitans på temperatur, påført spenning, og for noen, til og med på stråling. Men noen ganger blir slik avhengighet i seg selv et problem, og jo mindre uttalt det er, jo dyrere er produktet.

oksid dielektrisk

Kondensatorer av aluminium, solid state og tantal produseres med den. De har polaritet, så de svikter hvis de kobles feil og spenningen overskrides. Men samtidig har de god kapasitet, kompakte og stabile i drift. Med riktig drift kan de jobbe rundt 50 tusen timer.

Vakuum

Slike enheter er en glass- eller keramikkkolbe med to elektroder, hvorfra luft pumpes ut. Det er praktisk talt ingen tap i dem, men lav kapasitans og skjørhet begrenser omfanget av deres anvendelse til radiostasjoner, der kapasitansverdien ikke er så viktig, men motstand mot varme er av grunnleggende betydning.

dobbelt elektrisk lag

Hvis du ser på hva en kondensator er for, kan du forstå at denne typen ikke er det helt. Snarere er det en ekstra eller reservestrømkilde, som er det de brukes til. Noen kategorier av slike enheter - ionistorer - inneholder aktivert karbon og et elektrolyttlag, andre fungerer på litiumioner. Kapasitansen til disse enhetene kan være opptil hundrevis av farad. Deres ulemper inkluderer høye kostnader og aktiv motstand med lekkasjestrømmer.

Uansett kondensator, er det to obligatoriske parametere som må gjenspeiles i merkingen - dette er kapasitansen og nominell spenning.

I tillegg er det på de fleste av dem en alfanumerisk betegnelse på dens egenskaper. I samsvar med russiske standarder er kondensatorer merket med fire tegn.

Den første bokstaven K betyr "kondensator", det neste tallet er typen dielektrisk, etterfulgt av destinasjonsindikatoren i form av en bokstav; det siste ikonet kan bety både type konstruksjon og utviklingsnummer, dette avhenger allerede av produsenten. Det tredje punktet hoppes ofte over. Slik merking brukes på tilstrekkelig store produkter der den kan plasseres. I følge GOST vil dekodingen se slik ut:

Første bokstaver:

1. K er en konstant kondensator.
2. CT er en trimmer.
3. KP - variabel kondensator.

Den andre gruppen er typen dielektrisk:

På små kondensatorer kan ikke alt dette plasseres, derfor brukes forkortet merking der, som av vane til og med kan kreve en kalkulator, og noen ganger et forstørrelsesglass. Denne merkingen koder for kapasitans, spenningsklassifisering og avvik fra hovedparameteren. Det gir ingen mening å bruke de resterende parametrene: disse er som regel keramiske kondensatorer.

Merking av keramiske kondensatorer

Noen ganger er alt enkelt med dem - kapasitansen er merket med et tall og enheter: pF - picofarad, nF - nanofarad, μF - mikrofarad, mF - millifarad. Det vil si at inskripsjonen 100nF kan leses direkte. Valøren er henholdsvis tallet og bokstaven V. Men noen ganger passer heller ikke dette, derfor brukes forkortelser. Så ofte passer kapasiteten i tre sifre (103, 109, etc.), der den siste betyr antall nuller, og de to første - kapasiteten i picofarads. Hvis tallet 9 er på slutten, er det ingen nuller, og det settes et komma mellom de to første. Med tallet 8 på slutten, flyttes kommaet tilbake ett tegn til.

For eksempel står betegnelsen 109 for 1 picofarad, og 100–10 picofarad; 681–680 picofarads, eller 0,68 nanofarads, og 104–100 tusen pF eller 100nF

Du kan ofte finne den første bokstaven i måleenheten som et komma: p50–0,5 pF, 1n5–1,5 nF, 15μ - 15 μF, 15m - 15 mF. Noen ganger skrives R i stedet for p.

Etter tre sifre kan det være en bokstav som indikerer spredningen av kapasitansparameteren:

Hvis du beregner kretskarakteristikken i SI-enheter, må du huske eksponentene til tallet 10 for å finne kapasitansen i farad:

1. -3 - millifarader;
2. -6 - mikrofarader;
3. -9 - nanofarader;
4. -12 - picofarads.

Så 01 pF er 0,1*10^-12 F.

På SMD-enheter er kapasitansen i picofarads indikert med en bokstav, og tallet etter det er kraften 10, som denne verdien må multipliseres med.

Merkedriftsspenningen kan merkes med en bokstav på samme måte, dersom det er problematisk å skrive den fullstendig. I Russland er følgende standard for bokstavbetegnelse for kirkesamfunnet vedtatt:

Til tross for listene og tabellene, er det fortsatt bedre å studere kodingen til en bestemt produsent - de kan variere i forskjellige land.

Noen kondensatorer er ledsaget av en mer detaljert beskrivelse av deres egenskaper.

Kondensator, conder, klimaanlegg - dette er hva erfarne spesialister kaller det, et av de vanligste elementene som brukes i forskjellige elektriske kretser. Kondensatoren er i stand til å akkumulere en elektrisk ladning i seg selv og overføre den til andre elementer i den elektriske kretsen.
Den enkleste kondensatoren består av to plateelektroder adskilt av et dielektrikum, på disse elektrodene akkumuleres en elektrisk ladning med forskjellig polaritet, på den ene platen vil det være en positiv ladning på den andre negative.

Prinsippet for drift av kondensatoren og dens formål– Jeg skal prøve å svare kort og tydelig på disse spørsmålene som mulig. I elektriske kretser kan disse enhetene brukes til forskjellige formål, men deres hovedfunksjon er å lagre elektrisk ladning, det vil si at kondensatoren mottar en elektrisk strøm, lagrer den og overfører den deretter til kretsen.

Når kondensatoren er koblet til det elektriske nettverket, begynner en elektrisk ladning å samle seg på elektrodene til kondensatoren. Ved starten av ladingen forbruker kondensatoren størst mengde elektrisk strøm, ettersom kondensatoren lades, minker den elektriske strømmen og når kondensatoren er full vil strømmen forsvinne helt.

Når den elektriske kretsen er koblet fra strømkilden og belastningen er tilkoblet, slutter kondensatoren å motta en ladning og avgir den akkumulerte strømmen til andre elementer, selv, som det var, blir en strømkilde.

Hoved tekniske spesifikasjoner kondensator er kapasitans. Kapasitans er evnen til en kondensator til å lagre en elektrisk ladning. Jo større kapasitansen til kondensatoren er, jo mer ladning kan den akkumulere og følgelig gi tilbake til den elektriske kretsen. Kapasitansen til en kondensator måles i farad. Kondensatorer er forskjellige i design, materialer de er laget av og bruksområder. Den vanligste kondensatoren er fast kondensator, det er merket som -

Kondensatorer med konstant kapasitet er laget av et bredt utvalg av materialer og kan være metallpapir, glimmer, keramikk. Slike kondensatorer som en elektrisk komponent brukes i alle elektroniske enheter.

elektrolytisk kondensator

Den neste vanlige typen kondensatorer er polare elektrolytiske kondensatorer, bildet på den elektriske kretsen ser slik ut -

En elektrolytisk kondensator kan også kalles en fast kondensator, fordi deres kapasitans ikke endres.

Men eh elektrolytiske kondensatorer har en veldig viktig forskjell, tegnet (+) nær en av elektrodene til kondensatoren indikerer at dette er en polar kondensator, og når du kobler den til kretsen, må polariteten observeres. Den positive elektroden må kobles til til pluss av strømkilden, og negativ (som er uten plusstegn), henholdsvis til negativ - (betegnelsen til den negative elektroden brukes på tilfellet med moderne kondensatorer, men den positive er ikke angitt i noen vei).

Unnlatelse av å overholde denne regelen kan føre til svikt i kondensatoren og til og med en eksplosjon, ledsaget av utvidelse av foliepapir og en dårlig lukt (fra kondensatoren, selvfølgelig ...). Elektrolytiske kondensatorer kan ha en veldig stor kapasitans og følgelig akkumulere et ganske stort potensial. Derfor er elektrolytiske kondensatorer, selv etter å ha slått av strømmen, fulle av fare, og hvis de håndteres uforsiktig, kan du få et sterkt elektrisk støt. Derfor, etter å ha fjernet spenningen for sikkert arbeid med en elektrisk enhet (elektronikkreparasjon, tuning, etc.), må elektrolytkondensatoren utlades ved å kortslutte elektrodene (dette må gjøres med et spesielt gnistgap), dette er spesielt sant for kondensatorer med høy kapasitet som er installert på strømforsyninger der det er høy spenning.

Kondensatorer med variabel kapasitet.

Som du forstår av navnet, kan variable kondensatorer endre kapasitansen - for eksempel når du stiller inn radioer. Nylig ble det kun brukt kondensatorer med variabel kapasitans for å stille inn radiomottakere til ønsket stasjon, ved å vri på mottakerens innstillingsknapp, og dermed endre kapasitansen til kondensatoren. Variable kondensatorer brukes den dag i dag i enkle, rimelige modeller av mottakere og sendere. Utformingen av en variabel kondensator er veldig enkel. Strukturelt består den av stator- og rotorplater, rotorplatene er bevegelige og går inn i statorene uten å berøre sistnevnte. Dielektrikumet i en slik kondensator er luft. Når statorplatene går inn, øker rotorkapasitansen til kondensatoren, når rotorplatene går ut, reduseres kapasitansen. Betegnelsen på en variabel kondensator ser slik ut -

PÅFØRING AV KONDENSTORER

Kondensatorer er mye brukt i alle områder av elektroteknikk, de brukes i forskjellige elektriske kretser.
I en vekselstrømkrets kan de tjene som en kapasitans. La oss ta dette eksempelet, når en kondensator og en lyspære er koblet i serie til et batteri (likestrøm), vil ikke lyspæren lyse.

Hvis du kobler en slik krets til en vekselstrømkilde, vil lyspæren lyse, og lysintensiteten vil direkte avhenge av kapasitansen til kondensatoren som brukes.

På grunn av disse egenskapene brukes kondensatorer som filtre i kretser som undertrykker høyfrekvent og lavfrekvent interferens.

Kondensatorer brukes også i forskjellige pulskretser der det kreves en stor elektrisk ladning for å raskt akkumuleres og frigjøres, i akseleratorer, fotoblitser, pulserende lasere, på grunn av evnen til å akkumulere en stor elektrisk ladning og raskt overføre den til andre elementer i nettverk med lav motstand, og skaper en kraftig impuls.Kondensatorer brukes til å jevne ut krusninger når spenningen utjevnes. Evnen til en kondensator til å lagre en ladning i lang tid gjør det mulig å bruke dem til å lagre informasjon. Og dette er bare en veldig kort liste over alt der en kondensator kan brukes.

Ved å fortsette studiene i elektroteknikk vil du oppdage mange flere interessante ting, inkludert arbeid og bruk av kondensatorer. Men, og denne informasjonen vil være nok for deg for en generell forståelse og for å gå videre.

Hvordan teste en kondensator

For å teste kondensatorer trenger du en enhet, tester eller annet multimeter. Det er spesielle enheter som måler kapasitans (C), men disse enhetene koster penger, og det gir ofte ingen mening å kjøpe dem til et hjemmeverksted, spesielt siden det er billige kinesiske multimetre på markedet med en kapasitansmålingsfunksjon. Hvis testeren din ikke har en slik funksjon, kan du bruke den vanlige oppringingsfunksjonen - til hvordan ringe med et multimeter, samt når du sjekker motstander - hva er en motstand. Kondensatoren kan sjekkes for "sammenbrudd" i dette tilfellet, motstanden til kondensatoren er veldig stor, nesten uendelig (avhengig av materialet som konderen er laget av). Elektrolytiske kondensatorer kontrolleres som følger - Det er nødvendig å slå på testeren i kontinuitetsmodus, koble probene til enheten til elektrodene (bena) på kondensatoren og overvåke avlesningen på multimeterindikatoren, multimeteravlesningen vil endres nedover til den stopper helt. Etter det må du bytte probene, avlesningene vil begynne å synke nesten til null. Hvis alt skjedde som jeg beskrev, fungerer "conderen". Hvis det ikke er noen endringer i avlesningene, eller avlesningene umiddelbart blir store, eller enheten viser null i det hele tatt, er kondensatoren defekt. Personlig foretrekker jeg å sjekke "klimaanleggene" med en pekerenhet; jevnheten i pilens bevegelse er lettere å spore enn de blinkende tallene i indikatorvinduet.

Kondensatorkapasitet målt i farad er 1 farad en enorm mengde. En slik beholder vil ha en metallkule hvis dimensjoner vil overstige dimensjonene til solen vår med 13 ganger. En kule på størrelse med planeten Jorden vil ha en kapasitet på bare 710 mikrofarader. Vanligvis er kapasitansen til kondensatorer som vi bruker i elektriske enheter indikert i mikrofarader (mF), picofarads (nF), nanofarads (nF). Du bør vite at 1 mikrofarad er lik 1000 nanofarad. Følgelig er 0,1 uF lik 100 nF. I tillegg til hovedparameteren, er det tillatte avviket fra den reelle kapasiteten fra den angitte og spenningen som enheten er designet for notert på elementenes kropp. Hvis den overskrides, kan enheten svikte.

Denne kunnskapen vil være ganske nok for deg til å starte og uavhengig fortsette studiet av kondensatorer og deres fysiske egenskaper i den spesielle tekniske litteraturen. Jeg ønsker deg suksess og utholdenhet!

I elektriske butikker kan kondensatorer oftest sees i form av en sylinder, inne i hvilken det er mange bånd av plater og dielektrikum.

Kondensator - hva er det?

En kondensator er en del av en elektrisk krets som består av 2 elektroder som er i stand til å akkumulere, konsentrere eller overføre strøm til andre enheter. Strukturelt er elektrodene kondensatorplater, der ladningene er motsatte. For at enheten skal fungere, plasseres et dielektrikum mellom platene - et element som ikke lar to plater berøre hverandre.

Definisjonen på en kondensator kommer fra det latinske ordet "condenso", som betyr komprimering, konsentrasjon.

Elementer for lodding av beholdere brukes til å transportere, måle, omdirigere og overføre elektrisitet og signaler.

Hvor brukes kondensatorer?

Hver nybegynner radioamatør stiller ofte spørsmålet: hva er en kondensator for? Nybegynnere forstår ikke hvorfor det er nødvendig, og tror feilaktig at det kan erstatte et batteri eller strømforsyning fullt ut.

Alle radioer kommer med kondensatorer, transistorer og motstander. Disse elementene utgjør en brett messingknoke eller en hel modul i kretser med statiske verdier, noe som gjør den til grunnlaget for ethvert elektrisk apparat, fra et lite strykejern til industrielle apparater.

Bruken av kondensatorer observeres oftest som:

1. Filterelement for HF- og LF-interferens;
2. Utjevning av skarpe overspenninger av vekselstrøm, samt for statisk elektrisitet og spenning på kondensatoren;
3. Spenningsrippelutjevner.

Formålet med kondensatoren og dens funksjoner bestemmes av bruksformålene:

1. Generelt formål. Dette er en kondensator, i hvis design det bare er lavspenningselementer plassert på små tavler, for eksempel enheter som fjernkontroll for fjernsyn, radio, vannkoker, etc.;
2. Høyspenning. Kondensatoren i DC-kretsen støtter industrielle og tekniske systemer som er under høy spenning;
3. Puls. Kapasitiv genererer en skarp spenningsstøt og forsyner den til mottakerpanelet på enheten;
4. Bæreraketter. De brukes til lodding i de enhetene som er designet for å starte, slå på / av enheter, for eksempel en fjernkontroll eller en kontrollenhet;
5. Interferensundertrykkelse. Kondensatoren i AC-kretsen brukes i satellitt-, TV- og militærutstyr.

Kondensatortyper

Enheten til kondensatoren bestemmes av typen dielektrisk. Det er av følgende typer:

1. Væske. Et dielektrikum i flytende form er ikke vanlig, hovedsakelig brukes denne typen i industrien eller for radioenheter;
2. Vakuum. Det er ingen dielektrikum i kondensatoren, og i stedet for den er det plater i en forseglet kasse;
3. Gassformig. Basert på interaksjon kjemiske reaksjoner og brukes til produksjon av kjøleutstyr, produksjonslinjer og installasjoner;
4. elektrolytisk kondensator. Prinsippet er basert på samspillet mellom en metallanode og en elektrode (katode). Oksydlaget til anoden er en halvlederdel, som et resultat av at denne typen kretselement anses som den mest produktive;
5. Økologisk. Dielektrikumet kan være papir, film osv. Han er ikke i stand til å akkumulere, men bare litt utjevne strømstøt;
6. Kombinert. Disse inkluderer metall-papir, papir-film, etc. Effektiviteten øker hvis dielektrikumet inneholder en metallkomponent;
7. Uorganisk. De vanligste er utmerkede: glass og keramikk. Bruken deres bestemmes av holdbarhet og styrke;
8. Kombinert uorganisk. Glass-film, samt glass-emalje, som utmerker seg ved utmerkede utjevningsegenskaper.

Typer kondensatorer

Elementene i radiokortet er forskjellige i typen kapasitansendring:

1. Fast. Cellene opprettholder en konstant spenningskapasitans til slutten av hele holdbarheten. Denne typen er den vanligste og mest allsidige, da den er egnet for å lage alle typer enheter;
2. Variabler. De har muligheten til å endre volumet på beholderen når du bruker en reostat, varicaps eller når du endrer temperaturregimet. Den mekaniske metoden ved bruk av en reostat innebærer å lodde et ekstra element på brettet, mens bruk av en varicon endrer bare mengden innkommende spenning;
3. Trimmere. De er den mest fleksible typen kondensator, som du raskt og effektivt kan øke gjennomstrømningen til systemet med minimal rekonstruksjon.

Prinsippet for drift av kondensatoren

Tenk på hvordan en kondensator fungerer når den er koblet til en strømkilde:

1. Ladningsakkumulering. Når den er koblet til nettverket, ledes strømmen til elektrolyttene;
2. Ladede partikler er fordelt på platen, i henhold til deres ladning: negativ - til elektroner og positiv - til ioner;
3. Dielektrikumet fungerer som en barriere mellom de to platene og forhindrer at partiklene blandes.

Bestemmelsen av kapasitansen til en kondensator utføres ved å beregne forholdet mellom ladningen til en leder og dens potensielle kraft.

Viktig! Dielektrikumet er også i stand til å fjerne spenningen som dannes på kondensatoren under driften av enheten.

Kondensatoregenskaper

Kjennetegn er betinget delt inn i punkter:

1. Mengden avvik. Uten feil gjennomgår hver kondensator en serie tester på produksjonslinjen før den kommer inn i butikken. Etter å ha testet hver modell, angir produsenten rekkevidden av tillatte avvik fra den opprinnelige verdien;
2. Spenningsverdi. I utgangspunktet brukes elementer med en spenning på 12 eller 220 volt, men det er også 5, 50, 110, 380, 660, 1000 eller mer. For å unngå utbrenning av kondensatoren, sammenbrudd av dielektrikumet, er det best å kjøpe et element med en spenningsmargin;
3. Tillatt temperatur. Denne parameteren er veldig viktig for små enheter som drives av 220 volt. Som regel, jo høyere spenning, desto høyere er nivået av akseptabel temperatur for drift. Temperaturparametere måles ved hjelp av et elektronisk termometer;
4. Tilstedeværelsen av likestrøm eller vekselstrøm. Kanskje en av de viktigste parametrene, siden ytelsen til det designet utstyret er helt avhengig av det;
5. Antall faser. Avhengig av kompleksiteten til enheten, kan en-fase eller tre-fase kondensatorer brukes. For å koble elementet direkte, er en enfaset nok, og hvis brettet er en "by", anbefales det å bruke en trefaset, siden den fordeler belastningen jevnere.

Hva avhenger kapasiteten av?

Kapasitansen til en kondensator avhenger av typen dielektrikum og er angitt på kabinettet, målt i uF eller uF. Det varierer fra 0 til 9 999 pF i picofarads, mens det i mikrofarader varierer fra 10 000 pF til 9 999 uF. Disse egenskapene er spesifisert i statsstandarden GOST 2.702.

Merk! Jo større kapasitet elektrolyttene har, jo lengre ladetid, og jo mer ladning vil enheten kunne overføre.

Jo større belastning eller kraft enheten har, desto kortere blir utladingstiden. Samtidig spiller motstand en viktig rolle, siden mengden av utgående elektrisk strøm avhenger av den.

Hoveddelen av kondensatoren er dielektrikumet. Den har følgende antall egenskaper som påvirker kraften til utstyret:

1. Isolasjonsmotstand. Dette inkluderer både innvendig og utvendig isolasjon laget av polymerer;
2. Maksimal spenning. Dielektrikumet bestemmer hvor mye spenning kondensatoren er i stand til å lagre eller overføre;
3. Mengden energitap. Avhenger av konfigurasjonen av dielektrikumet og dets egenskaper. Som regel spres energi gradvis eller i skarpe pulser;
4. kapasitetsnivå. For at en kondensator skal lagre en liten mengde energi i kort tid, må den opprettholde et konstant volum av kapasitans. Oftest mislykkes det nettopp på grunn av manglende evne til å passere en gitt mengde spenning;

Godt å vite! Forkortelsen "AC", plassert på elementets kropp, angir vekselspenning. Den akkumulerte spenningen på kondensatoren kan ikke brukes eller overføres - den må slukkes.

Kondensatoregenskaper

Kondensatoren fungerer som:

1. induktiv spole. Tenk på eksemplet med en vanlig lyspære: den lyser bare hvis du kobler den direkte til en vekselstrømkilde. Dette innebærer regelen om at jo større kapasitans, desto kraftigere er lysstrømmen til pæren;
2. Ladeakkumulator. Egenskapene gjør at den raskt kan lades og lades ut, og skaper dermed den sterkeste impulsen med liten motstand. Den brukes til produksjon av ulike typer akseleratorer, lasersystemer, elektriske blink osv.;
3. Batteri mottatt lading. Et kraftig element er i stand til å lagre den mottatte delen av strømmen i lang tid, mens det kan tjene som en adapter for andre enheter. Sammenlignet med et batteri, mister en kondensator noe av ladningen over tid, og er heller ikke i stand til å ta imot store mengder elektrisitet, for eksempel i industriell skala;
4. Lading av elektrisk motor. Tilkoblingen gjøres gjennom den tredje utgangen (kondensatordriftsspenning på 380 eller 220 volt). Takket være den nye teknologien ble det mulig å bruke en trefasemotor (med en faserotasjon på 90 grader), ved bruk av et standardnettverk;
5. kompensatorenheter. Den brukes i industrien for å stabilisere reaktiv energi: en del av den innkommende kraften løses opp og justeres til et visst volum ved utgangen av kondensatoren.

Video