Електричний конденсатор – один із найпоширеніших радіо елементів, служить він для накопичення електроенергії (заряду). Найпростіший конденсатор можна представити у вигляді двох металевих пластин (обкладок) та діелектрика який знаходиться між ними.
Коли до конденсатора підключають джерело напруги, то на його обкладках (пластинах) з'являються протилежні заряди і виникне електричне поле, що притягують їх один до одного, і навіть після відключення джерела живлення, такий заряд залишається деякий час і енергія зберігається в електричному полі між обкладками.
В електронних схемах роль конденсатора також може полягати не тільки в накопиченні заряду а й у поділу постійної та змінної складової струму, фільтрації пульсуючого струму та різних інших завданнях.
Залежно від завдань та факторів роботи, конденсатори використовуються дуже різних типів та конструкцій. Тут ми розглянемо найпопулярніші типи конденсаторів.
Конденсатори алюмінієві електролітичні
Це може бути, наприклад, конденсатор К50-35 або К50-2 або інші нові типи.
Вони складаються з двох тонких смужок алюмінію, згорнутих у рулон, між якими в тому ж рулоні знаходиться просочений електролітом папір у ролі діелектрика.
Рулон знаходиться в герметичному алюмінієвому циліндрі, щоб запобігти висиханню електроліту.
На одному з торців конденсатора (радіальний тип корпусу) або двох торцях якого (аксіальний тип корпусу) розташовуються контактні висновки. Висновки можуть бути під пайку або гвинт.
В електролітичних конденсаторах ємність обчислюється мікрофарадах і може бути від 0.1 мкф до 100 000 мкф. Як правило, велика ємність і характеризує цей тип конденсаторів.
Ще одним з важливих параметрів є максимальна робоча напруга, яка завжди вказується на корпусі та в конденсаторах цього типу може бути до 500 вольт!
Серед недоліків цього типу можна розглянути 3 причини:
1. Полярність. Полярні конденсатори неприпустимі з роботою змінного струму. На корпусі позначаються відповідними значками висновки конденсатора, як правило, конденсатори з одним висновком мінусовий контакт мають на корпусі, а плюсовий на виведенні.
2. Великий струм витоку. Природно такі конденсатори не годяться для тривалого зберігання енергії заряду, але вони добре себе зарекомендували як проміжні елементи, фільтри активних схем і пускові установки двигунів.
3. Зниження ємності зі збільшенням частоти. Такий недолік легко усувається за допомогою паралельно підключеного керамічного конденсатора з дуже невеликою ємністю.
Керамічні одношарові конденсатори
Такі типи, наприклад, К10-7В, К10-19, КД-2. Максимальна напруга такого типу конденсаторів лежить в межах 15 – 50 вольт, а ємність від 1 пФ до 0.47 мкф при порівняно невеликих розмірах досить хороший результат технології.
У даного типу характерні малі струми витоку та низька індуктивність що дозволяє їм легко працювати на високих частотах, при постійному, змінному та пульсуючих струмах.
Тангенс кута втрат tgδ не перевищує зазвичай 0,05, а максимальний струм витоку – не більше 3 мкА.
Конденсатори цього типу спокійно переносять зовнішні фактори, такі як вібрація з частотою до 5000 Гц із прискоренням до 40 g, багаторазові механічні удари та лінійні навантаження.
Маркування на корпусі конденсатора означає його номінал. Три цифри розшифровуються в такий спосіб. Якщо дві перші цифри множити на 10 ступеня третьої цифри, то вийде значення ємності даного конденсатора в пф. Так, конденсатор з маркуванням 101 має ємність 100 пф, а конденсатор з маркуванням 472 – 4,7 нф. Для зручності складено таблиці найбільш "ходових" ємностей конденсаторів та їх маркувальні коди.
Найбільш часто застосовуються у фільтрах блоків живлення і як фільтр, що поглинає високочастотні імпульси та перешкоди.
Керамічні багатошарові конденсатори
Наприклад, К10-17А або К10-17Б.
На відміну від вищеописаних, складаються вже з декількох шарів металевих пластин і діелектрика у вигляді кераміки, що дозволяє мати їм більшу ємність ніж в одношарових і може бути декількох мікрофарад, але максимальна напруга у даного типу все також обмежена 50 вольтами.
Застосовуються в основному як елементи, що фільтрують, і можуть справно працювати як з постійним так і зі змінним і пульсуючим струмом.
Керамічні високовольтні конденсатори
Наприклад К15У, КВІ та К15-4
Максимальна робоча напруга цього типу може досягати 15 000 вольт! Але ємність у них невелика, близько 68 – 100 нФ.
Працюють вони як зі змінним, так і з постійним струмом. Кераміка як діелектрик створює потрібну діелектричну властивість витримувати велику напругу, а особлива форма захищає конструкцію від пробою пластин.
Застосування у них найрізноманітніше, наприклад у схемах вторинних джерел живлення як фільтр для поглинання високочастотних перешкод і шумів, або конструювання котушок Тесла, потужної і лампової радіоапаратури.
Танталові конденсатори
Наприклад К52-1 або smd А. Основною речовиною служить – пентоксид танталу, а як електроліт – діоксид марганцю.
Твердотільний танталовий конденсатор складається з чотирьох основних частин: анода, діелектрика, електроліту (твердого або рідкого) та катода.
За робочими властивостями танталові конденсатори схожі з електролітичними, але робоча максимальна напруга обмежена 100 вольтами, а ємність зазвичай не перевищує 1000 мкФ.
Але на відміну від електролітичних, у даного типу власна індуктивність набагато менша, що дає можливість їх використання на високих частотах, до кількох сотень кілогерців.
Основною причиною виходу з ладу буває перевищення максимальної напруги.
Застосування у них у більшості спостерігається в сучасних платах електронних пристроїв, що можливо через конструктивну особливість smd-монтажу.
Поліестерові конденсатори
Наприклад, K73-17 або CL21, на основі металізованої плівки.
Дуже популярні через невелику вартість конденсатори зустрічаються в багатьох електронних пристроях, наприклад в баластах енергозберігаючих ламп. Їх корпус складається з епоксидного компаунду, що надає конденсатору стійкості до зовнішніх несприятливих факторів, хімічних розчинів і перегрівів.
Місткість таких конденсаторів йде близько 1 нф – 15мкф і максимальна робоча напруга у них від 50 до 1500 вольт.
Великий діапазон максимальної напруги та ємності дає можливість використання поліестерових конденсаторів у ланцюгах постійного, змінного та імпульсних струмів.
Поліпропіленові конденсатори
Наприклад К78-2 та CBB-60.
У даного типу конденсаторів як діелектрик виступає поліпропіленова плівка. Корпус виготовлений із негорючих матеріалів, а сам конденсатор призначений для роботи у важких умовах.
Ємність, як правило в межах 100пф – 10мкф, але останнім часом випускають і більше, а з приводу напруга великий запас може досягати і 3000 вольт!
Перевага цих конденсаторів полягає не тільки у високій напрузі, а й у надзвичайно низькому тангенсі кута втрат, оскільки tg? може не перевищувати 0,001, що дозволяє використовувати конденсатори на великих частотах кілька сотень кілогерц і застосовувати їх в індукційних обігрівачах і пускових установках асинхронних електродвигунів.
Пускові конденсатори (CBB-60) можуть мати ємність і до 1000мкф що стає можливим через особливості конструкції такого типу конденсаторів. На пластиковий осердя намотується металізована поліпропіленова плівка, а зверху весь цей рулон покривається компаундом.
Максимальна напруга у них порівняно не велика, до 300 – 600 вольт, що цілком достатньо для пуску та роботи електродвигунів.
Висновки конденсатора можуть бути як у вигляді дротів, так і під клеми або під болт.
Конденсатори є одним з основних елементів електронних схем та відіграють важливу роль у проведенні електричних сигналів та зберіганні енергії. Існує безліч різних типів конденсаторів, які класифікуються за різними характеристиками та функціональним призначенням.
Одним з основних параметрів, яким можна класифікувати конденсатори, є тип діелектрика.Діелектрик – це матеріал між обкладками конденсатора, який розділяє їх і має властивість збереження енергії. Найбільш поширеними типами діелектриків є кераміка, електроліти, пластик, скло, тефлон та багато інших.
Одним з найбільш широко використовуваних типів конденсаторів є керамічні конденсатори, які мають високу стабільність і низьку вартість. Вони широко застосовуються в електроніці для живлення та поділу сигналів. Ще одним важливим типом конденсаторів є електролітичні конденсатори, які мають високу ємність та можуть зберігати велику кількість енергії. Вони знаходять застосування в системах живлення, аудіо та відео пристроях, а також в електротехніці.
Крім того, конденсатори можна класифікувати за своєю функціональністю. Наприклад, існують конденсатори, що фільтрують, які використовуються для придушення шуму і фільтрації сигналів. Також існують так звані танталові конденсатори, які мають високу стабільність і низькі струмові шуми. Вони застосовуються у сфері аерокосмічної та військової техніки, а також у медицині та промисловості.
Важливо розуміти, що вибір типу конденсатора залежить від конкретного завдання та вимог до електронної схеми. Кожен тип конденсатора має свої характеристики, переваги та обмеження, які слід враховувати при проектуванні та виборі відповідного елемента.
Типи конденсаторів
Конденсатори – це пасивні елементи електричних кіл, які зберігають та віддають електричну енергію. Вони складаються із двох провідників, розділених діелектриком. Конденсатори можуть бути класифіковані за різними характеристиками та функціональним призначенням.
Більшість конденсаторів можна розділити на дві основні категорії: фіксовані та змінні.
Фіксовані конденсатори мають постійну ємність і не можуть бути змінені у процесі експлуатації. Вони найбільш поширені та широко використовуються в різних електронних пристроях.
Змінні конденсатори, як можна зрозуміти з їхньої назви, мають змінну ємність і можуть бути регульованими. Вони часто використовуються у пристроях, де потрібна зміна ємності для налаштування або керування сигналами.
Однак існують інші типи конденсаторів, включаючи електролітичні, керамічні, плівкові, танталові та інші. Кожен з цих типів має унікальні характеристики і застосовується в різних областях.
Наприклад, електролітичні конденсатори відрізняються високою ємністю та високою напругою, що робить їх ідеальним вибором для використання в блоках живлення та підсилювачах. Керамічні конденсатори характеризуються низькою індуктивністю та низькими струмами витоку, що робить їх придатними для широкого спектру додатків.
Таким чином, знання різних типів конденсаторів є важливим для правильного вибору та використання у різних електронних системах та пристроях.
Класифікація за характеристиками
Конденсатори можуть бути класифіковані за різними характеристиками, які визначають їх роботу та застосування в електронних пристроях.
1. Місткість: Однією з основних характеристик конденсатора є його ємність, яка вимірюється у фарадах (F). Місткість конденсатора визначає його здатність накопичувати та зберігати електричний заряд. Конденсатори можуть бути низькою, середньою або високою ємністю залежно від вимог їх застосування.
2. Напруга: Інша важлива характеристика конденсаторів – максимальна напруга, яку вони можуть витримувати без поломки. Напруга вимірюється у вольтах (V) і вказує на максимальну межу, яку можна додати до конденсатора без пошкодження його діелектрика.
Популярні статті Економічні та ефективні рішення для реконструкції електропостачання об'єктів
3. Температурний діапазон: Конденсатори також відрізняються за граничними температурами, за яких вони можуть надійно працювати. Деякі конденсатори можуть працювати в широкому діапазоні температур, в той час як інші можуть бути призначені лише для певного діапазону температур.
4. Точність: Деякі конденсатори мають більш високу точність, ніж інші. Точність конденсатора визначає, наскільки точно його ємність відповідає зазначеному значенню. Це важливо в додатках, де потрібна висока точність, наприклад, у фільтрах або генераторах сигналів.
5. Розмір та форма: Конденсатори можуть відрізнятися за розміром та формою, залежно від їх конструкції. Вони можуть бути малогабаритними та компактними для використання в маленьких електронних пристроях, або ж великими та об'ємними для застосування у потужних електронних системах.
6. Час перезарядки: Час перезаряджання конденсатора визначає, як швидко він може відновити свою початкову ємність після розрядки. Конденсатори з низьким часом перезаряджання можуть бути корисними у програмах, де потрібне швидке відновлення заряду, наприклад, у радіопередавачах або в електронних фотооб'єктивах.
В цілому, класифікація конденсаторів за їх характеристиками допомагає підібрати найбільш підходящий тип конденсатора для конкретного застосування, враховуючи вимоги щодо ємності, напруги, температури та інших параметрів.
Місткість, напруга, температурний діапазон
Конденсатори – це електронні компоненти, що призначені для накопичення електричного заряду. Однією з основних характеристик конденсаторів є їхня ємність, яка вимірюється у фарадах (F). Місткість визначає здатність конденсатора накопичувати заряд. Чим вище значення ємності, тим більше заряду може накопичитися на конденсаторі.
Другою важливою характеристикою конденсаторів є напруга, яку можуть витримувати без пробоїв. Напруга вимірюється у вольтах (V) і вказує максимально допустиме значення, яке можна додати до конденсатора без пошкодження. При виборі конденсатора необхідно враховувати потрібну робочу напругу.
Третя характеристика, яку необхідно враховувати під час вибору конденсатора, – це температурний діапазон роботи. Конденсатори мають певний діапазон температур, за яких вони можуть працювати стабільно. Вихід за межі цього діапазону може призвести до скорочення терміну служби та зниження працездатності конденсатора. Діапазон температур зазвичай вказується в градусах Цельсія (°C) або градусах Фаренгейта (°F).
Розмір, форма, матеріали
Розмір і форма конденсаторів можуть сильно змінюватись в залежності від їх призначення та характеристик. Вони можуть бути компактними та малогабаритними, а можуть мати великий розмір та складну форму, щоб відповідати специфічним вимогам при проектуванні електронних пристроїв. Невеликі конденсатори часто застосовуються в мобільних пристроях, таких як смартфони та планшети, щоб забезпечити стабільне живлення та зберегти компактність пристрою.Великі конденсатори, наприклад електролітичні або плівкові конденсатори, часто використовуються в стаціонарних пристроях та електротехніці для зберігання енергії та фільтрації сигналів.
Матеріали, з яких виготовляються конденсатори, також різноманітні. Для діелектриків, які є основними матеріалами конденсаторів, можуть використовуватись різні пластмаси, кераміка, скло та інші матеріали. мають спеціальні покриття на електродних пластинах за особливими вимогами клієнта або для захисту від зовнішніх факторів, таких як волога та агресивні середовища. Також, у разі конденсаторів змінного струму, використання спеціальних електролітів допомагає знизити імпеданс.
Чому диммер не керує канальним вентилятором: причини та рішення
У деяких випадках, розмір і форма конденсатора визначаються фізичними обмеженнями пристрою, в якому він буде застосовуватись. визначатись вимогами до опору тепловим та електромагнітним навантаженням, щоб забезпечити стабільну роботу конденсатора у всіх можливих умовах.
Класифікація за функціональним призначенням
Конденсатори можуть бути класифіковані за функціональним призначенням залежно від їхнього специфічного застосування в електричних схемах та пристроях.
1. Відправні конденсатори: Використовуються для зберігання енергії, а також для стабільності низької напруги при відключенні джерела живлення.Вони можуть мати велику ємність та тривалий час розряду.
2. Роздільні конденсатори: Застосовуються для поділу електричних кіл, які мають бути електрично ізольовані один від одного. Вони запобігають паразитним ефектам, таким як перешкоди або електричні заряди.
3. Конденсатори з фільтраційними властивостями: Використовуються для фільтрації сигналів електричних схемах. Вони здатні видаляти шуми і перешкоди з сигналів, забезпечуючи чистоту і стабільність сигналу, що передається.
4. Тангенційні конденсатори: Використовуються в аудіоапаратурі для фільтрації та передачі аудіосигналів. Вони мають високу точність та низький рівень спотворень, що робить їх ідеальним вибором для аудіопристроїв.
5. Конденсатори із змінною ємністю: Використовуються в таких пристроях, як тюнери радіо або телевізори, де потрібне налаштування на певну частоту. Їх ємність може бути змінена для налаштування пристрою.
6. Конденсатори для струмового розподілу: Застосовуються для поділу постійного та змінного струму. Вони дозволяють передавати змінний струм, але блокують постійний струм, що корисно у багатьох електричних пристроях.
Класифікація конденсаторів за функціональним призначенням важлива вибору правильного типу конденсатора для конкретного застосування в електричних схемах і пристроях. Різні конденсатори мають різні характеристики, які визначають їх можливості та кращі сфери застосування.
Фільтри, що згладжують конденсатори
Фільтри, що згладжують конденсатори часто використовуються в електроніці для усунення пульсацій та шумів у схемах живлення. Вони виконують функцію фільтрації сигналу, видаляючи високочастотні перешкоди та зберігаючи лише бажану складову.
Конденсатори, що згладжують, є однією з найбільш поширених і важливих частин у схемах живлення. Вони здатні утримувати електричну енергію та поступово її виділяти, компенсуючи короткі періоди часу, коли споживання енергії зростає значно.
Фільтри, що згладжують, з конденсаторами включають один або кілька конденсаторів, які запасають енергію і пригнічують коливання напруги. Підключення конденсаторів до джерела енергії та навантаження створює RC-фільтр, який має високу здатність гасити високочастотні шуми та пульсації.
Щоб досягти максимальної ефективності, конденсатори для фільтрів, що згладжують, вибираються з певними характеристиками, такими як ємність і робоча напруга. Вони мають бути вибрані з урахуванням необхідних параметрів згладжування та працювати в межах заданих параметрів схеми живлення.
Електричні станції: барвисті ілюстрації з діафільму
Таймінгові конденсатори
Таймінгові конденсатори є одним із видів електролітичних конденсаторів. Вони призначені для використання в ланцюгах з низькими частотами та в тих пристроях, де необхідно забезпечити точний час затримки сигналу.
Однією з головних характеристик таймінгових конденсаторів є ємність, що вимірюється мікрофарадах (μF). Чим більша ємність конденсатора, тим довшим буде час затримки сигналу. Також важливими параметрами є робоча напруга та температурний діапазон, в якому конденсатор може працювати.
Таймінгові конденсатори застосовуються у різних галузях, включаючи електроніку, автомобільну промисловість, медичне обладнання та інші. Вони використовуються, наприклад, у таймерах, лічильниках, регуляторах швидкості та ін.
Залежно від потреб та вимог конкретної системи можна вибрати різні типи таймінгових конденсаторів. Наприклад, є конденсатори із фіксованою ємністю, які мають постійну затримку сигналу. Також є змінні конденсатори, які дозволяють налаштовувати час затримки в певному діапазоні значень.
Однією з особливостей таймінгових конденсаторів є їхня надійність і довговічність. Вони зазвичай мають тривалий термін служби та високий рівень захисту від зовнішніх впливів, таких як вібрації та температурні зміни. Це дозволяє їм успішно функціонувати у різних екстремальних умовах.
Конденсатори для енергонезалежної пам'яті
Конденсатори для енергонезалежної пам'яті відіграють важливу роль у сучасній електроніці. Ця особлива категорія конденсаторів використовується у пристроях для збереження даних навіть у разі вимкнення живлення. Це дозволяє кеш-пам'яті та жорстким дискам зберігати інформацію, коли комп'ютер вимкнено.
Конденсатори для незалежної пам'яті зазвичай мають велику ємність і здатні довго зберігати заряд. Це дозволяє їм зберігати інформацію протягом багато часу, навіть за маленькому харчуванні. Їхня особливість полягає в тому, що вони мають спеціальну внутрішню структуру, яка дозволяє їм зберігати заряд ще довго після відключення.
Такі конденсатори зазвичай виготовляються з діелектричних матеріалів, які мають низький опір та здатні зберігати заряд протягом тривалого часу. Це дозволяє їм працювати як мініатюрні акумулятори, що зберігають енергію у мікросхемах.
Конденсатори для незалежної пам'яті зустрічаються в різних типах і формах, від мікросхемних конденсаторів до великих модульних блоків.Вони широко використовуються в комп'ютерах, смартфонах, автомобільних системах та інших електронних пристроях, які потребують зберігання даних при відключенні живлення.
Важливою особливістю конденсаторів для енергонезалежної пам'яті є їхня надійність і довговічність. Вони повинні бути здатними зберігати заряд протягом багатьох років та забезпечувати стабільне зберігання даних. Це особливо важливо у пристроях, де збереження інформації є критичним завданням, наприклад, у системах безпеки чи медичному устаткуванні.