конденсатор

Конденсатор – це пристрій, здатний накопичувати електричний заряд.

Конденсатор складається з двох провідників яких називають обкладками конденсатора, які розділені діелектриком.

Головна властивість конденсатора – це те що на його обкладках може накопичуватись рівні по величині і протилежні по знаку заряди.

Принцип роботи

Якщо одну пластину підключити до плюса джерела електричного струму, а другу – до мінуса, то обидві пластини зарядяться різними зарядами. Заряди продовжуватимуть утримуватися на обкладках навіть після від’єднання джерела живлення. Це тому що заряди різних знаків («+» і «-») прагнуть притягтися один до одного. Однак цьому перешкоджає діелектрик, що розташований на їхньому шляху. Тому заряди, розподілені по всій площі обкладок, залишаються на своїх місцях та утримуються силами взаємного притяжіння.

Конденсатор

Позначення на схемі

Конденсатор

Різниця між полярними та не полярними конденсаторами

Процес виготовлення електролітичних конденсаторів дуже відрізняється від, наприклад, керамічних або поліпропіленових в яких як обкладки, так і діелектрик однорідні по відношенню один до одного, тобто немає відмінності в структурі на межі обкладка-діелектрик з обох сторін діелектрика, а електролітичні конденсатори мають відмінність в структурі переходу діелектрик -обкладка з двох сторін діелектрика: анод та катод відрізняються за хімічним складом та фізичними властивостями.

Якщо включити полярний конденсатор у ланцюг неправильно, реакції не зможуть нормально протікати, і конденсатор не буде нормально працювати. Неполярні конденсатори можуть працювати в будь-якому включенні, оскільки в них немає ні анода, ні катода, ні електроліту, і їх обкладки взаємодіють з діелектриком однаково, так само як і з джерелом.

Конденсатори постійної ємності

Ємності цих конденсаторів визначає виробник і змінювати її в процесі експлуатації вже не можливо вже не можливо.

Конденсатори змінної ємності

Ємніть таких конденсаторів можна змінювати під час експлуатації певного електронного приладу, але ця ємність має певні межі які встановлює виробник.

Конденсатор

Підстроювальні конденсатори

Підстроювальні конденсатори відрізняються від конденсаторів змінної ємності лише тим, що змінний конденсатор крутять частіше, ніж підстроювальний. Їх зазвичай використовують для остаточного налаштування радіо-електронного приладу або для усунення погрішності яка може виникнути з часом під час експлуатації.

Конденсатор в колі постійного струму

В колі постійного струму в конденсаторі не протікає струм тому що між обкладками конденсатора знаходиться діелектрик, а отже це розрив електричного кола.

Але якщо до розрядженого конденсатора прикласти постійну напругу все-таки на декілька секунд конденсатор буде пропускати електричний струм до моменту поки він не зарядиться і при рівності напруг джерела напруги та на пластинах конденсатора, струм перестане протікати.  Час протікання постійного електричного струму через конденсатор залежить від ємності конденсатора.

Конденсатор в колі змінного струму

Змінний струм конденсатор також не пропускає, проте змінний струм постійно перезаряджає накопичувач, що створює картину, начебто змінний струм проходить крізь обкладки конденсатора. 

Основні характеристики

Ємність

Ємність вимірюється у Фарадах і позначається у формулах літерою “С” . Ємність конденсатора відноситься до головного параметра конденсатора.

Фарад (F) дорівнює кулону / вольт.

Фарад – це дуже велика одиниця, тому використовується мікрофарад (мкФ), який дорівнює 10-6фарад; або піковий фарад (pF), який дорівнює 10-12 фарад.

Максимальна напруга

Напруга  перевищення якої виведе конденсатор з ладу майже відразу, настає так званий пробій діелектрика. Робоча напруга залежить від якості та товщини діелектрика, що використовується в конденсаторі. Чим товстіше діелектрик, тим більшу напругу зможе витримати конденсатор, але разом з цим збільшується і габаритний розмір.

З’єднання конденсаторів

Для підбору необхідної електроємності для заданої робочої напруги, конденсатори з’єднують у батареї. Можливими є три типи з’єднань конденсаторів: послідовне, паралельне і змішане.

Послідовне з’єднання конденсаторів

До точок включення приєднуються контакти тільки першого і останнього конденсатора.

Конденсатор

Напруга на клемах такої батареї дорівнюватиме сумі напруг на всіх послідовно з’єднаних конденсаторах.

 Однак сумарна ємність буде вдвічі меншою від окремого накопичувача.

Паралельне з’єднання конденсаторів

Конденсатор

При паралельному з’єднанні конденсаторів відбувається збільшення площі обкладок, завдяки чому вони здатні накопичити більшу кількість електричних зарядів.

Напруга на кожному конденсаторі однакова і дорівнює напрузі на клемах батареї.

Типи конденсаторів

Електролітичні конденсатори

Широко використовуються як електричні фільтри для згладжування випрямленої напруги. Мають велику ємність при малих габаритах. Зазвичай вони є полярними електричними накопичувачами, тобто повинні включатися в електричне коло з дотриманням полярності, інакше він вийде з ладу, а також він може вибухнути. Тому на електролітичних конденсаторах робляться спеціальні захисні надсічки в верхній чатині.

Конденсатор

Негативний вивід електролітичного конденсатора коротше позитивного, та на корпусі поруч із ним наноситься відповідний знак – мінус.

Електролітичні конденсатори бувають трьох видів залежно від того який електроліт використовується:

– Алюмінієвий електроліт

Номінальна напруга VR: від 4 до 650 Вольт постійного струму.

Найширший асортимент у всіх розмірах

Знижена продуктивність при низькій температурі

Обмежений термін служби при високій температурі

– Твердий провідний полімер

Номінальна напруга VR: від 2.5 дo 100 Вольт постійного струму.

Стійкий до низьких і високих температур

Дуже стабільний і тривалий термін служби – не висихає

– Гібридний провідний полімер

Номінальна напруга VR: Від 16 до 400 В постійного струму

Більш стабільний, ніж рідкого типу

Нижчий струм витоку, ніж твердого провідного полімеру

Маркування електролітичних конденсаторів SMD виконання

Керамічні конденсатори

В таких конденсаторах діелектриком являється кераміка.

Керамічні одношарові конденсатори

Одношаровий керамічний конденсатор (SLCC або SLC) складається з одного діелектричного шару. Кераміка покрита адгезивним шаром, наприклад, з хромонікелевого сплаву як основа для мідних електродів. До електродів припаюють виво до того, як компонент буде покритий лаком або епоксидною смолою.

Малі струми витоку і низька індуктивність що дозволяє їм легко працювати на високих частотах, при постійному, змінному і пульсуючих струмах. Найбільш часто застосовуються в фільтрах блоків живлення і як фільтр поглинає високочастотні імпульси і перешкоди.

Конденсатор

Багатошарові керамічні конденсатори

Складаються з декількох шарів металевих пластин і діелектрика у вигляді кераміки, що дозволяє мати їм більшу ємність ніж у одношарових і може бути порядку декількох микрофарад, але максимальне напруження у даного типу все також не може перевищувати 50 вольт.
Застосовуються в основному як фільтруючі елементи і можуть справно працювати як з постійним, так і зі змінним і пульсуючим струмом.

Конденсатор

Маркування керамічних  SMD конденсаторів

Танталові конденсатори

Танталові конденсатори дуже чутливі до перевищення номінальної напруги, їх рекомендують використовувати в схемах, де робоча напруга нижче за номінальну напругу.

Конденсатор

Танталові конденсатори для монтажу в отвори зазвичай мають краплеподібну форму, покриті жовто-жовтогарячим компаундом і мають з боку плюсового виведення мітку у вигляді лінії.

Маркування танталових  SMD конденсаторів

Плівкові конденсатори

Конденсатор

Конденсатори з плівковим діелектриком випускаються в епоксидному та пластиковому корпусі з епоксидною заливкою. Епоксидне покриття забезпечує високу термостійкість, вологостійкість та стійкість до розчинників.

В якості діелектрика використовується плівка з різних полімерних матеріалів (полістеролу, поліпропелену і т.д.) Обкладками служить металева фольга або металізована плівка.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.