Yleiskäyttöiset kondensaattorit. Kiinteät kondensaattorit - radiolaitteiden valmistus

Ne ovat levinneisyyden ja käyttöasteen suhteen toiseksi vastusten jälkeen osa elektroniikkapiireissä. Itse asiassa kaikissa elektronisissa laitteissa, oli se sitten 2 transistorin multivibraattori tai tietokoneen emolevy, näitä radioelementtejä käytetään niissä kaikissa.

Kondensaattori pystyy keräämään varauksen ja vapauttamaan sen myöhemmin. Yksinkertaisin kondensaattori koostuu 2 levystä, jotka on erotettu ohuella dielektrisellä kerroksella. Kondensaattorin kapasitanssi riippuu sen kapasitanssista ja virran taajuudesta. Kondensaattori johtaa vaihtovirtaa eikä välitä tasavirtaa. Kondensaattorin kapasitanssi on sitä suurempi, mitä suurempi kondensaattorin levyjen (levyjen) pinta-ala, ja mitä suurempi, sitä ohuempi on niiden välinen dielektrinen kerros.

Rinnakkain kytkettyjen kondensaattorien kapasitanssit lisätään. Sarjaan kytkettyjen kondensaattorien kapasitanssit lasketaan alla olevan kuvan kaavan mukaan:

Kondensaattoreita on sekä kiinteitä että muuttuvia kapasiteettia. Jälkimmäisiä kutsutaan ja lyhennetään CPE:ksi (muuttuva kondensaattori). Kiinteät kondensaattorit ovat joko polarisoituja tai polaroimattomia. Alla olevassa kuvassa on kaavamainen esitys napakondensaattorista:

Elektrolyyttikondensaattorit ovat polaarisia. Valmistetaan myös tantaalikondensaattoreita, jotka eroavat alumiinielektrolyyttisista korkeammalla stabiiliudella, mutta ovat myös kalliimpia. Elektrolyyttikondensaattorit vanhenevat nopeammin kuin polaariset kondensaattorit. Polaarisissa kondensaattoreissa on positiiviset ja negatiiviset elektrodit, plus ja miinukset. Alla olevassa kuvassa on elektrolyyttikondensaattori:

Neuvostoliiton elektrolyyttikondensaattoreissa napaisuus osoitettiin rungossa plusmerkillä positiivisessa elektrodissa. Tuoduissa kondensaattoreissa negatiivinen elektrodi on merkitty miinusmerkillä. Jos elektrolyyttikondensaattorien toimintatapoja rikotaan, ne voivat turvota ja jopa räjähtää. Elektrolyyttikondensaattorien kotelon kanteen tehdään räjähdyksen välttämiseksi niiden valmistuksen aikana erityisiä lovia:

Myös elektrolyyttikondensaattorit voivat räjähtää, jos ne johdetaan vahingossa jännitteeseen, joka on korkeampi kuin mitä ne on suunniteltu. Yllä annetussa elektrolyyttikondensaattorin kuvassa näet merkinnän 33 μF x 100 V., mikä tarkoittaa, että sen kapasiteetti on 33 mikrofaradia ja sallittu jännite on jopa 100 volttia. Ei-polaarinen kondensaattori kaavioissa on merkitty seuraavasti:

Ei-napainen kondensaattori kuva kaaviossa

Alla olevassa kuvassa näkyy kalvo- ja keraamisia kondensaattoreita:

Elokuva

Keraaminen

Kondensaattorit erotetaan eristetyypin mukaan. Kondensaattoreita on kiinteällä, nestemäisellä ja kaasumaisella eristeellä. Kiinteällä dielektrillä nämä ovat: paperi, kalvo, keramiikka, kiille. On myös elektrolyyttikondensaattoreita, jotka on jo kuvattu edellä, jaa. Nämä kondensaattorit eroavat kaikista muista suuren ominaiskapasitanssinsa suhteen. Luulen, että monet ovat kohdanneet tällaisen digitaalisen merkinnän tuoduissa kondensaattoreissa:

Yllä oleva kuva näyttää, kuinka voit laskea tällaisen kondensaattorin arvon. Esimerkiksi, jos kondensaattori on merkitty 332:lla, se tarkoittaa, että sen kapasiteetti on 3300 pikofaradia tai 3,3 nanofaradia. Alla on taulukko, jonka perusteella voit helposti laskea minkä tahansa kondensaattorin arvosanan tällaisilla merkinnöillä:

SMD-suunnittelussa on kondensaattoreita, yleisimmät radioamatöörimalleissa, mielestäni tyypit 0805 ja 1206. Alla olevissa kuvissa näkyy kuva ei-napaisesta SMD-kondensaattorista:

Teollisuus tuottaa myös niin sanottuja kiinteitä kondensaattoreita. Elektrolyytin sijaan niissä on orgaaninen polymeeri sisällä.

Muuttuvat kondensaattorit

Muuttuvien kondensaattorien kapasitanssia säädetään muuttamalla rinnakkaisten kondensaattorilevyjen pinta-alaa. Kondensaattorit on jaettu muuttujiin, joissa on kahva akselin pyörittämiseksi, ja trimmereihin, joissa on ura ruuvimeisselille ja jotka koostuvat myös liikkuvista ja ei-liikkuvista osista.

Niitä kutsutaan kuvassa roottoriksi ja staattoriksi. Tällaisia ​​kondensaattoreita käytetään radiovastaanottimissa virittämään halutulle lähetystaajuudelle. Tällaisten kondensaattorien kapasiteetti on yleensä pieni ja yhtä suuri kuin yksiköt - enintään satoja pikofaradeja. Näin muuttuva kondensaattori on merkitty kaavioihin:

Seuraavassa kuvassa on trimmerin kondensaattori. Trimmerin kondensaattori on osoitettu kaavioissa seuraavasti:

Tällaisia ​​kondensaattoreita säädellään yleensä vain kerran elektronisten laitteiden asennuksen ja säädön aikana.

Seuraava kuva esittää trimmerin kondensaattorin rakenteen:

Kondensaattorin kapasitanssi mitataan Faradeina. Mutta jopa 1 Farad, tämä on erittäin suuri kapasiteetti, joten nimeämiseen käytetään yleensä miljoonasosia faradeista, mikrofaradeista sekä vielä pienempiä, nanofaradeja ja pikofaradeja. Muuntaminen mikrofaradeista picofaradeiksi ja päinvastoin on erittäin helppoa. 1 mikrofaradi vastaa 1 000 nanofaradia tai 1 000 000 pikofaradia. Kondensaattoreita käytetään muun muassa radiovastaanottimien värähtelevissä piireissä, virtalähteissä aaltoilun tasoittamiseen ja myös eristyksenä vahvistimissa. Arvostelu valmis AKV.

Keskustele artikkelista KONDENSAATTORI

Lauhdutin, lauhdutin, ilmastointilaite - näin kokeneet asiantuntijat kutsuvat sitä, yksi yleisimmistä eri sähköpiireissä käytetyistä elementeistä. Kondensaattori pystyy keräämään sähkövirran varauksen ja siirtämään sen muihin sähköpiirin elementteihin.
Yksinkertaisin kondensaattori koostuu kahdesta levyelektrodista, jotka on erotettu eristeellä, näille elektrodeille kertyy erinapainen sähkövaraus, yhdellä levyllä on positiivinen varaus toisella negatiivisella.

Kondensaattorin toimintaperiaate ja tarkoitus- Yritän vastata näihin kysymyksiin lyhyesti ja selkeästi. Sähköpiireissä näitä laitteita voidaan käyttää eri tarkoituksiin, mutta niiden päätehtävänä on säilyttää sähkövaraus, eli kondensaattori vastaanottaa sähkövirran, varastoi sen ja siirtää sen sitten piiriin.

Kun kondensaattori kytketään sähköverkkoon, kondensaattorin elektrodeille alkaa kerääntyä sähkövaraus. Varauksen alussa kondensaattori kuluttaa eniten sähkövirtaa, kun kondensaattori latautuu, sähkövirta pienenee ja kondensaattorin kapasiteetin täyttyessä virta katoaa kokonaan.

Kun sähköpiiri irrotetaan virtalähteestä ja kuorma on kytketty, kondensaattori lakkaa vastaanottamasta varausta ja antaa kertyneen virran muille elementeille, itsestään ikään kuin tulee virtalähde.

Kondensaattorin tärkein tekninen ominaisuus on sen kapasiteetti. Kapasitanssi on kondensaattorin kyky varastoida sähkövaraus. Mitä suurempi kondensaattorin kapasitanssi on, sitä enemmän se voi kerätä varausta ja siten antaa takaisin sähköpiirille. Kondensaattorin kapasitanssi mitataan Faradeina. Kondensaattorit vaihtelevat suunnittelun, materiaalien ja sovellusten osalta. Yleisin kondensaattori on kiinteä kondensaattori, se on merkitty seuraavasti -

Kiinteät kondensaattorit on valmistettu useista eri materiaaleista ja ne voivat olla metalli-paperia, kiillettä, keraamista. Kaikissa elektronisissa laitteissa käytetään kondensaattoreita, kuten sähkökomponentteja.

Elektrolyyttikondensaattori

Seuraava yleinen kondensaattorityyppi on polarisoitu elektrolyyttikondensaattorit, sen kuva sähkökaaviossa näyttää tältä -

Elektrolyyttikondensaattoria voidaan kutsua myös pysyväksi kondensaattoriksi, koska niiden kapasitanssi ei muutu.

Mutta eh elektrolyyttikondensaattorit on erittäin tärkeä ero, (+)-merkki yhden kondensaattorielektrodin lähellä osoittaa, että tämä on napakondensaattori ja kytkettäessä se piiriin, on huomioitava napaisuus. Positiivinen elektrodi on liitettävä virtalähteen plus ja miinus (joka on ilman plusmerkkiä) negatiiviseen - (nykyaikaisten kondensaattoreiden tapauksessa miinuselektrodin nimitystä käytetään, mutta plussaa ei ilmoiteta missään tapa).

Tämän säännön noudattamatta jättäminen voi johtaa kondensaattorin rikkoutumiseen ja jopa räjähdykseen, johon liittyy foliopaperin hajoaminen ja huono haju (kondensaattorista tietysti ...). Elektrolyyttikondensaattoreilla voi olla erittäin suuri kapasiteetti ja ne voivat siten varastoida melko suuren potentiaalin. Siksi elektrolyyttikondensaattorit ovat vaarallisia myös sähkökatkon jälkeen, ja jos käsittelet niitä huolimattomasti, voit saada voimakkaan sähköiskun. Siksi, kun jännite on poistettu sähkölaitteen turvallista työskentelyä varten (elektroniikan korjaus, säätö jne.), elektrolyyttikondensaattori on purettava oikosuljemalla sen elektrodit (tämä on tehtävä erityisellä kipinävälillä), erityisesti suurille kondensaattorit, jotka on asennettu virtalähteisiin, joissa on korkea jännite.

Muuttuvat kondensaattorit.

Kuten nimestä ymmärrät, muuttuvat kondensaattorit voivat muuttaa kapasitanssiaan - esimerkiksi viritettäessä radiovastaanottimia. Viime aikoina radiovastaanottimien virittämiseen halutulle asemalle käytettiin vain säädettäviä kondensaattoreita, jolloin vastaanottimen viritysnuppia kiertämällä muutettiin kondensaattorin kapasitanssia. Muuttuvia kondensaattoreita käytetään edelleen yksinkertaisissa, edullisissa vastaanottimien ja lähettimien malleissa. Muuttuvan kondensaattorin rakenne on hyvin yksinkertainen. Rakenteellisesti se koostuu staattori- ja roottorilevyistä, roottorilevyt ovat liikuteltavia ja menevät staattoriin koskettamalla jälkimmäisiä. Tällaisen kondensaattorin eriste on ilmaa. Kun staattorilevyt tulevat roottorilevyihin, kondensaattorin kapasitanssi kasvaa, kun roottorilevyt lähtevät, kapasitanssi pienenee. Muuttuvan kondensaattorin nimitys näyttää tältä -

KONDENSAATTOREIDEN KÄYTTÖ

Kondensaattoreita käytetään laajalti kaikilla sähkötekniikan aloilla, niitä käytetään erilaisissa sähköpiireissä.
Vaihtovirtapiirissä ne voivat toimia kapasitiivisena resistanssina. Otetaan tämä esimerkki, kun kondensaattori ja hehkulamppu on kytketty sarjaan akkuun (vakiovirta), valo ei syty.

Jos liität tällaisen piirin vaihtovirtalähteeseen, lamppu hehkuu ja valon voimakkuus riippuu suoraan käytetyn kondensaattorin kapasiteetista.

Näiden ominaisuuksien vuoksi kondensaattoreita käytetään suodattimina suur- ja matalataajuisissa häiriönpoistopiireissä.

Kondensaattoreita käytetään myös erilaisissa pulssipiireissä, joissa vaaditaan suuren sähkövarauksen nopeaa kerääntymistä ja vapautumista, kiihdyttimissä, taskulampuissa, pulssilasereissa, koska ne pystyvät keräämään suuren sähkövarauksen ja siirtämään sen nopeasti muihin sähkövarauksen elementteihin. verkko alhaisella resistanssilla, mikä luo voimakkaan pulssin.Kondensaattoreita käytetään tasoittamaan aaltoilua jännitettä tasaattaessa. Kondensaattorin kyky ylläpitää varausta pitkään mahdollistaa niiden käytön tiedon tallentamiseen. Ja tämä on vain hyvin lyhyt luettelo kaikesta, missä kondensaattoria voidaan käyttää.

Jatkaessasi sähkötekniikan opintojasi löydät paljon muuta mielenkiintoista, muun muassa kondensaattoreiden toiminnasta ja sovelluksista. Mutta, ja tämä tieto riittää sinulle yleiseen ymmärrykseen ja edistymiseen.

Kuinka tarkistaa kondensaattori

Kondensaattorien testaamiseen tarvitset laitteen, testerin tai muun yleismittari... Kapasitanssin (C) mittaamiseen on olemassa erityisiä laitteita, mutta nämä laitteet maksavat rahaa, ja usein ei ole mitään järkeä ostaa niitä kotipajaan, varsinkin kun markkinoilla on edullisia kiinalaisia ​​yleismittareita, joissa on kapasitanssin mittaustoiminto. Jos testerissäsi ei ole tällaista toimintoa, voit käyttää tavallista valintatoimintoa - numeroon kuinka soittaa yleismittarilla kuten vastuksia tarkasteltaessa - mikä on vastus... Kondensaattorin "hajoaminen" voidaan tarkistaa tässä tapauksessa, kondensaattorin vastus on erittäin suuri, melkein ääretön (riippuen materiaalista, josta konderi on valmistettu). Elektrolyyttikondensaattorit tarkistetaan seuraavasti - On tarpeen kytkeä testeri päälle jatkuvuustilassa, kytkeä laitteen anturit kondensaattorin elektrodeihin (jalkoihin) ja seurata yleismittarin ilmaisimen lukemaa, yleismittarin lukema muuttuu alaspäin, kunnes se pysähtyy kokonaan. Sen jälkeen sinun on vaihdettava anturit, lukemat alkavat laskea melkein nollaan. Jos kaikki tapahtui kuvatulla tavalla, "Conder" toimii oikein. Jos lukemissa ei tapahdu muutoksia tai lukemat muuttuvat välittömästi suuriksi tai laite näyttää nollaa ollenkaan, on kondensaattori viallinen. Henkilökohtaisesti tarkistan mieluummin "ilmastointilaitteet" kellomittarilla, nuolen liikkeen sujuvuus on helpompi seurata kuin numeroiden vilkkuminen ilmaisinikkunassa.

Kondensaattorin kapasiteetti Faradeissa mitattuna 1 farad on valtava arvo. Tällaisessa kapasiteetissa on metallipallo, jonka mitat ylittävät aurinkomme mitat 13 kertaa. Maapallon kokoisen maapallon kapasiteetti on vain 710 mikrofaradia. Yleensä sähkölaitteissa käyttämiemme kondensaattoreiden kapasitanssi on merkitty mikrofaradeilla (mF), pikofaradeilla (nF), nanofaradeilla (nF). Sinun pitäisi tietää, että 1 mikrofaradi vastaa 1000 nanofaradia. Vastaavasti 0,1 uF on yhtä suuri kuin 100 nF. Pääparametrin lisäksi elementtien runkoon on merkitty todellisen kapasiteetin sallittu poikkeama ilmoitetusta ja jännite, jolle laite on suunniteltu. Jos se ylittyy, laite saattaa epäonnistua.

Tämä tieto riittää sinulle aluksi ja jatkaaksesi itsenäisesti kondensaattoreiden ja niiden fysikaalisten ominaisuuksien tutkimista erityisessä teknisessä kirjallisuudessa. Toivon sinulle menestystä ja jaksamista!

Kondensaattori - se on sähköpiirin elementti, joka pystyy pienen koon ollessaan keräämään riittävän suuria sähkövarauksia... Kondensaattorin yksinkertaisin malli on kaksi elektrodia, joiden välissä on mikä tahansa eriste. Eristeen roolia siinä ovat paperi, ilma, kiille ja muut eristemateriaalit, joiden tehtävänä on estää levyjen koskettaminen.

Ominaisuudet

Kapasiteetti... Tämä on kondensaattorin pääominaisuus. Se mitataan Faradeina ja lasketaan seuraavalla kaavalla (litteälle kondensaattorille):

missä C, q, U ovat kapasitanssi, varaus, jännite levyjen välillä, S on levyjen pinta-ala, d on niiden välinen etäisyys, on dielektrisyysvakio, on dielektrisyysvakio yhtä suuri kuin 8,854 * 10 ^ - 12 F/m ..

Kondensaattorin napaisuus;

Nimellisjännite;

Erityinen kapasiteetti ja muut.

Kondensaattorin kapasitanssiarvo riippuu

Levyn alue... Tämä käy ilmi kaavasta: kapasiteetti on suoraan verrannollinen lataukseen. Luonnollisesti lisäämällä levyjen pinta-alaa saamme suuremman määrän latausta.

Levyjen väliset etäisyydet... Mitä lähempänä ne ovat, sitä suurempi on tuloksena olevan sähkökentän intensiteetti.

Kondensaattori laite

Yleisimmät kondensaattorit ovat litteitä ja sylinterimäisiä. Litteät koostuvat levyistä, jotka on sijoitettu erilleen toisistaan
ystävä lyhyen matkan päässä. Sylinterimäinen, koottu käyttämällä samanpituisia ja halkaisijaltaan erilaisia ​​sylintereitä. Kaikki kondensaattorit ovat periaatteessa samanlaisia. Ero on pääasiassa siinä, mitä materiaalia käytetään dielektrisenä. Dielektrisen väliaineen tyypin mukaan kondensaattorit luokitellaan nestemäisiin, tyhjiöihin, kiinteisiin ja ilmaisiin.

Miten kondensaattori ladataan ja puretaan?

Tasavirtalähteeseen kytkettynä kondensaattorilevyt latautuvat, toinen saa positiivisen potentiaalin ja toinen negatiivisen. Levyjen väliin vastakkainen etumerkki, mutta sama arvo, sähkövaraukset muodostavat sähkökentän. Kun jännitteet ovat samat sekä levyillä että syötettävän virran lähteellä, elektronien liike pysähtyy ja kondensaattorin lataus päättyy. Tietyn ajan kondensaattori säilyttää latauksensa ja suorittaa itsenäisen sähkönlähteen toimintoja. Hän voi olla tässä tilassa pitkään. Jos lähteen sijaan sisällytät piiriin vastuksen, kondensaattori puretaan siihen.

Prosessit lauhduttimessa

Kun laite on kytketty vaihto- tai tasavirtaan, siinä tapahtuu erilaisia ​​prosesseja. Tasavirta ei kulje kondensaattoripiirin läpi. Koska sen levyjen välissä on eriste, piiri on itse asiassa avoin.

Vaihtovirta voi kulkea kondensaattorin läpi, koska se muuttaa suuntaa ajoittain. Tässä tapauksessa kondensaattori purkautuu ja varautuu säännöllisesti. Jakson ensimmäisen vuosineljänneksen aikana lataus menee maksimissaan, siihen varastoidaan sähköä, seuraavalla neljänneksellä kondensaattori puretaan ja sähköenergia palautetaan takaisin verkkoon. Vaihtovirtapiirissä kondensaattorissa on aktiivisen vastuksen lisäksi myös reaktiivinen komponentti. Lisäksi kondensaattorissa virta johtaa jännitettä 90 astetta, tämä on tärkeää ottaa huomioon vektorikaavioita rakennettaessa.

Sovellus

Kondensaattoreita käytetään radiotekniikassa, elektroniikassa ja automaatiossa. Kondensaattori on korvaamaton elementti, jota käytetään monilla sähkötekniikan aloilla, yrityksissä, tieteellisessä tutkimuksessa. Esimerkkinä toimii tarvittaessa virtojen erottimena: AC ja DC, käytetään tarvittaessa kondensaattoriasennuksissa

• Käännös

Jos piirrät säännöllisesti sähköpiirejä, olet todennäköisesti käyttänyt kondensaattoreita. Tämä on vakiopiirikomponentti, kuten vastus, jonka otat vain hyllyltä ajattelematta. Käytämme kondensaattoreita jännitteen/virran aaltoilun tasoittamiseen, kuormien sovittamiseen, virtalähteenä pienitehoisille laitteille ja muihin sovelluksiin.

Mutta kondensaattori ei ole vain kupla, jossa on kaksi johtoa ja pari parametria - käyttöjännite ja kapasitanssi. Kondensaattorien luomiseen käytetään valtavaa valikoimaa teknologioita ja materiaaleja, joilla on erilaisia ​​ominaisuuksia. Ja vaikka useimmissa tapauksissa melkein mikä tahansa sopivan kapasiteetin kondensaattori toimii mihin tahansa tehtävään, näiden laitteiden toiminnan hyvä ymmärtäminen voi auttaa sinua valitsemaan paitsi jotain sopivaa, myös parhaiten sopivaa. Jos sinulla on joskus ollut ongelmia lämpötilan pysyvyyden kanssa tai tehtävänä löytää lisämelun lähde, arvostat tämän artikkelin tietoja.

Aloitetaan yksinkertaisesta

Kapasitanssi mitataan faradeina: yhden faradin kondensaattori tuottaa yhden voltin jännitteen, jos se sisältää yhden kulon varauksen. Kuten monet muutkin SI-yksiköt, sen koko on epäkäytännöllinen, joten jos et ota huomioon superkondensaattoreita, joista emme tässä puhu, kohtaat todennäköisesti mikro-, nano- ja pikofaradeja. Minkä tahansa kondensaattorin kapasiteetti voidaan johtaa sen mitoista ja dielektrisistä ominaisuuksista - jos kiinnostaa, tämän kaavan voi katsoa Wikipediasta. Sinun ei tarvitse opetella sitä ulkoa, ellet valmistaudu kokeeseen - mutta se sisältää yhden hyödyllisen tosiasian. Kapasitanssi on verrannollinen käytetyn dielektrisen dielektrisyysvakioon ε r, mikä on johtanut siihen, että markkinoilla on erilaisia ​​kondensaattoreita, joissa käytetään erilaisia ​​eristemateriaaleja suurempien kapasitanssien saavuttamiseksi tai jänniteominaisuuksien parantamiseksi.

Alumiininen elektrolyytti

Alumkäyttävät anodisesti hapetettua kerrosta alumiinilevyllä yhtenä dielektrisenä levynä ja elektrolyyttiä sähkökemiallisesta kennosta toisena levynä. Sähkökemiallisen kennon läsnäolo tekee niistä polaarisia, eli tasajännite on syötettävä yhteen suuntaan ja anodisoidun levyn on oltava anodi tai plus.

Käytännössä niiden levyt valmistetaan alumiinifolion sandwich-muodossa, joka on kääritty sylinteriin ja sijoitettu alumiinitölkkiin. Käyttöjännite riippuu anodisoidun kerroksen syvyydestä.

Elektrolyyttikondensaattoreiden kapasiteetti on suurin tavallisista kondensaattoreista, 0,1 - tuhatta mikrofaradia. Sähkökemiallisen kennon tiukan pakkauksen vuoksi niillä on suuri ekvivalenttisarjainduktanssi (ESI), joten niitä ei voida käyttää korkeilla taajuuksilla. Niitä käytetään yleisesti tehon tasoittamiseen ja irrotukseen sekä liittämiseen äänitaajuuksilla.

Tantaali elektrolyytti

Tantvalmistetaan suuren pinta-alan sintratun tantaalianodin muodossa, jolle kasvatetaan paksu oksidikerros, jonka jälkeen katodina asetetaan mangaanidioksidielektrolyytti. Tantaalioksidin suuren pinta-alan ja dielektristen ominaisuuksien yhdistelmä johtaa suureen tilavuuskapasiteettiin. Tämän seurauksena tällaisia ​​kondensaattoreita tulee paljon vähemmän kuin vastaavan kapasiteetin alumiinikondensaattoreita. Kuten jälkimmäisessä, tantaalikondensaattoreissa on napaisuus, joten tasavirran tulee kulkea täsmälleen yhteen suuntaan.

Niiden käytettävissä oleva kapasitanssi vaihtelee 0,1:stä useisiin satoihin mikrofaradiin. Niillä on paljon pienempi vuotovastus ja vastaava sarjavastus (ESR), ja siksi niitä käytetään testauksessa, mittauslaitteissa ja huippuluokan äänilaitteissa, joissa nämä ominaisuudet ovat hyödyllisiä.

Tantaalikondensaattorien tapauksessa on tarpeen erityisesti tarkkailla vikatilaa, tapahtuu, että ne syttyvät tuleen. Amorfinen tantaalioksidi on hyvä dielektrinen aine, ja kiteisessä muodossaan siitä tulee hyvä johdin. Tantaalikondensaattorin väärä käyttö - esimerkiksi liian suuren syöttövirran käyttäminen voi saada dielektrisen muodon muuttumaan, mikä lisää sen läpi kulkevaa virtaa. On totta, että tulipalojen maine tuli aikaisempien sukupolvien tantaalikondensaattoreista, ja parannetut valmistusmenetelmät ovat johtaneet entistä luotettavampiin tuotteisiin.

Polymeerikalvot

Polypropeenikondensaattoreita käytetään piireissä, jotka vaativat hyvää lämpö- ja taajuusstabiilisuutta. Niitä käytetään myös sähköjärjestelmissä EMI:n vaimentamiseen, korkeajännitteisiä vaihtovirtoja käyttävissä järjestelmissä.

Polyesterikondensaattorit, vaikka niillä ei ole tällaisia ​​lämpötila- ja taajuusominaisuuksia, ovat halpoja ja kestävät korkeita lämpötiloja juotettaessa pinta-asennusta varten. Siksi niitä käytetään piireissä, jotka on tarkoitettu käytettäviksi ei-kriittisissä sovelluksissa.

Polyeteeninaftalaattikondensaattorit. Niillä ei ole vakaita lämpötila- ja taajuusominaisuuksia, mutta ne kestävät paljon korkeampia lämpötiloja ja rasituksia kuin polyesteri.

Polon polypropeenikondensaattoreiden lämpötila- ja taajuusominaisuudet, ja ne kestävät lisäksi korkeita lämpötiloja.

Vanhoissa laitteissa voit törmätä polykarbonaatti- ja polystyreenikondensaattoreihin, mutta nyt niitä ei enää käytetä.

Keramiikka

Keraamisten kondensaattorien historia on melko pitkä - niitä on käytetty viime vuosisadan ensimmäisistä vuosikymmenistä nykypäivään. Varhaiset kondensaattorit koostuivat yhdestä keraamisesta kerroksesta, joka oli metalloitu molemmilta puolilta. Myöhemmät ovat myös monikerroksisia, joissa metalloidut levyt ja keramiikka ovat välissä. Niiden kapasitanssit vaihtelevat eristeestä riippuen 1 pF:stä kymmeniin mikrofaradeihin ja jännitteet yltävät kilovoltteihin. Kaikilla elektroniikkateollisuuden aloilla, joilla vaaditaan pientä kapasitanssia, löytyy sekä yksikerroksisia keraamisia levyjä että pinta-asennettavia monikerroksisia pinokondensaattoreita.

Helpoin tapa luokitella keraamiset kondensaattorit eristeiden mukaan, koska ne antavat kondensaattorille kaikki ominaisuudet. Eristeet luokitellaan kolmikirjaimien koodien mukaan, joissa niiden käyttölämpötila ja stabiilisuus on salattu.

C0G paras kapasitanssin stabiilisuus lämpötilan, taajuuden ja jännitteen suhteen. Käytetään suurtaajuuspiireissä ja muissa suurnopeuspiireissä.

X7R:llä ei ole niin hyviä lämpötila- ja jänniteominaisuuksia, joten niitä käytetään vähemmän kriittisissä tapauksissa. Yleensä se on eriyttämistä ja erilaisia ​​yleissovelluksia.

Y5V:llä on paljon suurempi kapasitanssi, mutta niiden lämpötila- ja jänniteominaisuudet ovat vielä alhaisemmat. Käytetään myös irrotukseen ja erilaisiin yleiskäyttöisiin sovelluksiin.

Koska keramiikalla on usein pietsosähköisiä ominaisuuksia, joillakin keraamisilla kondensaattoreilla on myös mikrofonisia vaikutuksia. Jos olet työskennellyt korkeiden jännitteiden ja taajuuksien kanssa äänialueella, esimerkiksi putkivahvistimissa tai sähköstaattisissa osissa, saatat kuulla kondensaattoreiden "laulavan". Jos olet käyttänyt pietsosähköistä kondensaattoria taajuuden vakauttamiseksi, saatat huomata, että sen ääntä moduloi ympäristön värähtely.

Kuten mainitsimme, tämän artikkelin ei ole tarkoitus kattaa kaikkia kondensaattoritekniikoita. Elektroniikkaluettelosta huomaat, että joitain saatavilla olevista teknologioista ei käsitellä tässä. Jotkut luetteloiden ehdotuksista ovat jo vanhentuneita tai niillä on niin kapea markkinarako, että et usein törmää niihin. Toivoimme vain hälventävän joitakin suosittujen kondensaattorimallien salaisuuksia ja auttavan sinua valitsemaan oikeat komponentit omien laitteiden suunnittelussa. Jos olemme saaneet ruokahaluasi, voit tutustua induktoreita käsittelevään artikkeliimme.

Kirjoita kaikista löytämistäsi epätarkkuuksista ja virheistä kautta

Sisältö:

Kondensaattori on laite, joka pystyy varastoimaan sähkövarauksia. Sitä käytetään sähkö- ja elektroniikkapiireissä kaikkialla. Nykyaikainen teollisuus tuottaa monia niiden tyyppejä, jotka eroavat toisistaan ​​eri tavoin. Nämä ovat kapasitanssi, toimintaperiaate, latausjohtimien erotustyyppi, sallitut jännitteet, asettelu, materiaalit, joista laite on valmistettu.

Mikä tahansa kondensaattori koostuu kahdesta johtimesta, jotka on erotettu eristeellä. Koska kondensaattorin lataaminen on varautuneiden hiukkasten syöttämistä näihin johtimiin, lisäksi yhden merkin yhdelle johtimelle, toiselle - toiselle, ja varaukset pysyvät keskinäisen vetovoiman avulla, tehokkuus riippuu tästä voimasta. Se on mitä suurempi, sitä lähempänä johtimet ovat toisiaan ja sitä suurempi on niiden "melkein koskettava" alue. Myös johtimia erottava väliaine vaikuttaa. Tämä väliaine on eriste, jolla on tietty dielektrisyysvakio.

d on metallilevyjä erottavan eristeen paksuus

Kondensaattorin kapasitanssi lasketaan kaavalla

Missä S on levyjen pinta-ala, d on eristeen paksuus (levyjen välinen etäisyys) ja ε on käytetyn dielektrisen aineen permittiivisyys suhteessa tyhjiöön, jonka dielektrisyysvakio tunnetaan melko tarkasti:

Tässä se ilmaistaan ​​muina SI-yksiköinä. Tässä ja kuutiometrit nimittäjässä ja sekuntia neljänteen potenssiin osoittajassa, joka tulee kaavasta, jossa nimittäjä on valon nopeus neliöity. Ja sitten kapasitanssi C mitataan faradeina.

Ja kaavasta voidaan nähdä, että kapasitanssi riippuu juuri levyjen pinta-alasta, niiden välisestä etäisyydestä (joka on täytetty dielektrillä) ja eristeen materiaalista, jonka arvo löytyy taulukoita. Kondensaattorien luokitus tehdään käyttötyypin, komponenttityypin mukaan.

Luokittelu toimintaperiaatteen mukaan

Yksinkertaisinta kondensaattoria kutsutaan myös kuivaksi tai kiinteäksi, koska kaikki sen materiaalit ovat kiinteitä ja tavallisimpia. Kun tiedät kuvauksen, se voidaan tehdä käsin. Paperiteippi otetaan eristeenä, mutta koska se on hygroskooppinen, se on kyllästetty parafiinilla tai öljyllä.

Kuivat lauhduttimet

Kuivat tai märät lauhduttimet - Riippuu levyjen välisestä täytteestä. Kuiville se voi olla paperia, keramiikkaa, kiillettä, muovia (polyesteri, polypropeeni). Jokaisella eristeellä on omat fysikaaliset ominaisuutensa. Kestävämmät (keramiikka) kestävät hyvin fyysistä tuhoa ja hajoamista. Muovilevyt voidaan kerrostaa metallisputteroinnina suoraan dielektrisen kerroksen päälle, jolloin voidaan seurata mikrominiatyrisoinnin polkua.

Kondensaattorityypit eri komponenttitiloilla

Kiinteän dielektrin lisäksi on kondensaattoreita, joissa on dielektrisyys:

• nestemäinen;

• kaasumainen (täytetty inertillä kaasulla elektrodien suojaamiseksi);

• tyhjiö;

• ilmava.

Elektrodit eivät kuitenkaan aina ole täysin kiinteitä.

Elektrolyyttikondensaattorit

Suuren kapasiteetin luomiseksi käytetään levyjen konvergenssimenetelmiä, ei mekaanisia, vaan kemiallisia. Hyödyntämällä sitä tosiasiaa, että alumiinifolio on aina peitetty eristekerroksella (Al 2 O 3) ilmassa, elektrolyytin muodossa oleva nestemäinen elektrodi tuodaan lähelle alumiinielektrodia. Sitten eristävän raon paksuus lasketaan atomietäisyyksillä, mikä lisää kapasiteettia dramaattisesti.

d - dielektrinen paksuus

Koska ylemmän levyn alapinnalla on kerros oksidia, eristettä, sen paksuutta on pidettävä d - eristeen paksuudena. Pohjaelektrodi on pohjalevy sekä elektrolyyttikerros, jolla paperi on kyllästetty.

Elektrolyyttikondensaattoreissa varauksen synnyttävät paitsi vapaat metallielektronit, myös elektrolyytti-ionit. Siksi kytkennän napaisuus on tärkeä.

Metallioksidia eristyksenä käyttävien elektrolyyttikondensaattorien lisäksi MOS-transistorit toimivat samalla periaatteella. Niitä käytetään usein elektronisissa piireissä kondensaattoreina, joiden kapasiteetti on useita kymmeniä nanofaradeja.

Toinen samanlainen toimintaperiaate on oksidipuolijohdekondensaattorit, joissa nestemäisen elektrolyytin sijaan on kiinteä puolijohde. Mutta nämä tyypit eivät rajoitu kondensaattoreihin, joiden dielektrisellä kerroksella on mikroskooppinen paksuus.

Superkondensaattori tai superkondensaattori

Toinen vaihtoehto on luoda kerros, joka toimii dielektrisenä nestemäisessä elektrolyytissä. Jos kaadat sen huokoisen johtimen (aktiivihiilen) pinnalle, jos siinä on varaus, vastakkaisen merkin ionit elektrolyytistä "tarttuvat" johtimeen. Ja niihin puolestaan ​​​​liittyvät muut ionit. Ja kaikki yhdessä ne muodostavat monikerroksisen rakenteen, joka pystyy keräämään sähkövarauksia.

Prosessit nestemäisessä elektrolyytissä, jossa on erityiskoostumus superkondensaattorien käyttöön, muistuttavat jo jotain, mitä tapahtuu akkujen elektrolyyteissä. Superkondensaattori on ominaisuuksiltaan lähellä akkuja, lisäksi sen lataus on helpompaa ja nopeampaa. Ja niissä lataus-/purkaussykleissä elektrodit eivät vaurioidu, kuten yleensä akuissa. Superkondensaattorit ovat luotettavampia, kestävämpiä ja niitä käytetään sähköajoneuvojen virransyöttölaitteina. Ja elektrodien huokoinen aine antaa yksinkertaisesti valtavan pinta-alan. Yhdessä elektrolyytin eristävän kerroksen nanoskooppisen pienen paksuuden kanssa tämä luo jättimäisen kapasiteetin superkondensaattoreita (ultrakondensaattoreita) - faradeja, kymmeniä ja satoja faradeja. Saatavilla on monia erilaisia ​​superkondensaattoreita, joista osa ei ulkonäöltään eroa akuista.

Luokittelu sovelluksen mukaan

Useimmat kondensaattorit on valmistettu käytettäviksi hienosäädetyissä sähköpiireissä ja piireissä. Mutta monissa piireissä sähkö- tai taajuusparametreja säädetään. Kondensaattorit ovat erittäin käteviä tähän tarkoitukseen: voit muuttaa kapasitanssia muuttamatta levyjen välisiä sähkökontakteja.

Tämän perusteella kondensaattorit ovat vakioita, muuttuvia ja viritettyjä.

Trimmerit ovat yleensä pienikokoisia ja suunniteltu toimimaan jatkuvasti piireissä pienen alustavan optimoinnin jälkeen. Muuttujilla on laajempi parametrialue järjestelmällisen virityksen suorittamiseksi (esimerkiksi aallon etsiminen radiovastaanottimesta).

Jännitealueen mukaan

Käyttöjännitealue on erittäin tärkeä kondensaattorin ominaisuus. Elektroniikkapiireissä jännitteet ovat yleensä alhaiset. Yläraja on noin 100 volttia. Mutta virtalähdepiirit, erilaiset virtalähteet, tasasuuntaajat, laitteiden stabilisaattorit vaativat kondensaattorien asentamista, jotka kestävät jopa 400-500 voltin jännitteitä - ottaen huomioon mahdolliset jännitteet ja jopa 1000 volttia.

Mutta voimansiirtoverkoissa jännitteet ovat paljon korkeammat. On olemassa erityisiä suurjännitekondensaattoreita.

Kondensaattorin käyttö sen jännitealueen ulkopuolella on täynnä hajoamista. Vian jälkeen laitteesta tulee vain johdin ja se lakkaa suorittamasta toimintojaan. Tämä on erityisen vaarallista, jos kondensaattori on asennettu kytkemään virtapiirit irti, koska se erottaa tasajännitteen vaihtovirtakomponentista. Tässä tapauksessa hajoaminen uhkaa sitä piirin osaa, jossa jatkuva jännite kiihtyy: muut elementit voivat palaa, voi olla sähköisku. Elektrolyyttikondensaattoreille tämä ilmiö uhkaa myös räjähdystä.

Vasen - 35 kV asti, oikea - 4 kV asti

Koska rikkoutuminen korkealla jännitteellä vaatii tietyn vähimmäisetäisyyden johtimien välillä, yleensä suurjännitesuunnitteluun tarkoitetut laitteet valmistetaan huomattavan kokoisia. Tai ne on valmistettu tietyistä rikkoutumattomista materiaaleista: keramiikasta ja ... metallista ja paperista. Tietenkin kaikki on ominaisuuksiaan vastaavassa tapauksessa.

Kondensaattorin merkintä

Merkintöjä on useita. Vanha merkintä voi koostua kolmesta tai neljästä numerosta, tässä tapauksessa kaksi ensimmäistä (kolme) numeroa tarkoittavat kapasiteetin mantissaa (pikofaradeina), viimeinen numero kertoo kymmenkertoimen asteen.

Tältä näyttää kondensaattoreiden kolminumeroinen merkintä (kondensaattorien nimitys)

Kuten näet, tämä merkintä kattaa vain kondensaattoreiden kapasitanssin.

Koodimerkintä sisältää tietoa materiaaleista, jännityksistä ja toleransseista.

Suurissa kondensaattoreissa merkinnät sijoitetaan suoraan runkoon.

Jännitemerkintöjen puuttuessa tämä on pienjännitelaite. Jännitteillä on tavanomaisia ​​kirjainmerkintöjä.

Napaisuus ilmaistaan ​​merkillä "+ -" tai renkaan muotoisella uralla lähellä negatiivista napaa. Huomioi ehdottomasti napaisuus tämän merkinnän yhteydessä!