Ce fel de dispozitiv este un condensator? Încărcarea condensatorului. Condensatoare sovietice de hârtie Primul condensator

Folosite astăzi aproape peste tot în electronică și inginerie electrică, ele conțin diverse substanțe ca dielectrici. Cu toate acestea, în ceea ce privește în mod specific, în special tantalul și polimerii, pentru acestea, atunci când sunt incluse în circuit, este important să se respecte cu strictețe polaritatea. Dacă un astfel de condensator este conectat incorect la circuit, acesta nu va putea funcționa normal. Prin urmare, acești condensatori sunt numiți condensatori polari.

Care este diferența fundamentală dintre un condensator polar și unul nepolar. Să încercăm să ne dăm seama acum.

Ideea aici este că procesul de fabricație a condensatoarelor electrolitice este foarte diferit de, de exemplu, . Dacă pentru ultimele două atât plăcile, cât și dielectricul sunt omogene între ele, adică nu există nicio diferență în structura la interfața placă-dielectric pe ambele părți ale dielectricului, atunci condensatorii electrolitici (aluminiu cilindric, tantal , polimer) au o diferență în structura tranziției dielectrice -placare pe ambele părți ale dielectricului: anodul și catodul diferă în compoziția chimică și proprietățile fizice.

Când se fabrică un condensator electrolitic din aluminiu, acestea nu rulează pur și simplu două plăci identice de folie căptușite cu hârtie impregnată cu electrolit.

Pe partea plăcii anodului (pe care se aplică +) există un strat de oxid de aluminiu aplicat pe suprafața gravată a foliei în mod special. Anodul este proiectat să dea electroni printr-un circuit extern catodului în timpul încărcării condensatorului.

Placa negativă (catodul) este pur și simplu folie de aluminiu în timpul procesului de încărcare, electronii vin la ea printr-un circuit extern; Electrolitul servește aici ca un conductor de ioni.

Situația este aceeași cu condensatoarele de tantal, unde pulberea de tantal servește ca anod, pe care se formează o peliculă de pentoxid de tantal (anodul este conectat la oxid!), care funcționează ca un dielectric, apoi există un strat de semiconductor - dioxid de mangan ca electrolit, apoi catod de argint, din care vor pleca electroni în timpul procesului de descărcare.

Condensatoarele electrolitice polimerice folosesc un polimer conductor ușor ca catod, dar în rest procesele sunt similare. Esența sunt reacțiile de oxidare și reducere, ca într-o baterie. Anodul este oxidat în timpul reacției de descărcare electrochimică, iar catodul este redus.

Când un condensator electrolitic este încărcat, există un exces de electroni la catodul său, pe placa negativă, conferind o sarcină negativă acestui terminal, iar la anod, o lipsă de electroni, dând o sarcină pozitivă, obținându-se astfel o diferență de potențial .

Dacă un condensator electrolitic încărcat este conectat la un circuit extern, atunci electronii în exces vor trece de la catodul încărcat negativ la anodul încărcat pozitiv, iar sarcina va fi neutralizată. În electrolit, ionii pozitivi se deplasează în acest moment de la catod la anod.

Dacă un astfel de condensator polar este conectat incorect la circuit, atunci reacțiile descrise nu vor putea continua normal, iar condensatorul nu va funcționa normal. Condensatoarele nepolare pot funcționa în orice conexiune, deoarece nu au nici anod, nici catod, nici electrolit, iar plăcile lor interacționează cu dielectricul în același mod, la fel ca și cu sursa.

Dar ce se întâmplă dacă aveți doar condensatori electrolitici polari la îndemână, dar trebuie să conectați condensatorul la un circuit de curent cu polaritate în schimbare? Există un truc pentru asta. Trebuie să luați doi condensatori electrolitici polari identici și să le conectați împreună în serie cu terminale cu același nume. Veți obține un condensator nepolar din doi polari, a cărui capacitate va fi de 2 ori mai mică decât fiecare dintre cele două componente ale sale.

Pe această bază, apropo, sunt realizate condensatoare electrolitice nepolare, în care pe ambele plăci este prezent un strat de oxid. Din acest motiv, condensatoarele electrolitice nepolare sunt semnificativ mai mari decât condensatoarele polare de capacitate similară. Pe baza acestui principiu se fabrică și condensatoare nepolare de pornire electrolitică, proiectate să funcționeze în circuite de curent alternativ cu o frecvență de 50-60 Hz.

Un condensator este un dispozitiv comun cu doi poli utilizat în diferite circuite electrice. Are o capacitate constantă sau variabilă și se caracterizează prin conductivitate scăzută este capabil să acumuleze o sarcină de curent electric și să o transmită către alte elemente din circuitul electric.
Cele mai simple exemple constau din doi electrozi cu plăci separați de un dielectric și care acumulează sarcini opuse. În condiții practice, folosim condensatoare cu un număr mare de plăci separate printr-un dielectric.

Condensatorul începe să se încarce atunci când dispozitivul electronic este conectat la rețea. Când dispozitivul este conectat, există mult spațiu liber pe electrozii condensatorului, astfel încât curentul electric care intră în circuit este de cea mai mare magnitudine. Pe măsură ce este umplut, curentul electric va scădea și va dispărea complet atunci când capacitatea dispozitivului este complet umplută.

În procesul de primire a unei sarcini de curent electric, electronii (particulele cu sarcină negativă) sunt colectați pe o placă, iar ionii (particulele cu sarcină pozitivă) sunt colectați pe cealaltă. Separatorul dintre particulele încărcate pozitiv și negativ este un dielectric, care poate fi utilizat în diferite materiale.

Când un dispozitiv electric este conectat la o sursă de alimentare, tensiunea în circuitul electric este zero. Pe măsură ce recipientele sunt umplute, tensiunea din circuit crește și atinge o valoare egală cu nivelul de la sursa de curent.

Când circuitul electric este deconectat de la sursa de alimentare și o sarcină este conectată, condensatorul nu mai primește sarcina și transferă curentul acumulat către alte elemente. Sarcina formează un circuit între plăcile sale, astfel încât atunci când alimentarea este oprită, particulele încărcate pozitiv vor începe să se miște spre ioni.

Curentul inițial din circuit atunci când o sarcină este conectată va fi egal cu tensiunea pe particulele încărcate negativ împărțit la valoarea rezistenței de sarcină. În absența puterii, condensatorul va începe să piardă din încărcare și pe măsură ce sarcina din condensatoare scade, nivelul de tensiune și curentul din circuit vor scădea. Acest proces se va finaliza numai atunci când dispozitivul nu mai este încărcat.

Figura de mai sus arată proiectarea unui condensator de hârtie:
a) înfăşurarea secţiunii;
b) dispozitivul propriu-zis.
In aceasta poza:

1. Hârtie;
2. Folie;
3. Izolator de sticla;
4. Capac;
5. Cadru;
6. Garnitura din carton;
7. Hârtie de împachetat;
8. Secțiuni.

Capacitatea condensatorului este considerată cea mai importantă caracteristică a acestuia, timpul necesar pentru încărcarea completă a dispozitivului la conectarea dispozitivului la o sursă de curent electric depinde direct de acesta. Timpul de descărcare al dispozitivului depinde și de capacitate, precum și de dimensiunea încărcăturii. Cu cât rezistența R este mai mare, cu atât condensatorul se va goli mai repede.

Ca exemplu de funcționare a unui condensator, luați în considerare funcționarea unui transmițător analogic sau receptor radio. Când dispozitivul este conectat la rețea, condensatorii conectați la inductor vor începe să acumuleze încărcare, electrozii se vor aduna pe unele plăci și ionii pe altele. După ce capacitatea este complet încărcată, dispozitivul va începe să se descarce. O pierdere completă de încărcare va duce la începerea încărcării, dar în sens opus, adică plăcile care au avut o sarcină pozitivă de data aceasta vor primi o sarcină negativă și invers.

Scopul și utilizarea condensatoarelor

În prezent, ele sunt utilizate în aproape toate ingineria radio și diferite circuite electronice.
Într-un circuit de curent alternativ, acestea pot acționa ca capacitate. De exemplu, atunci când conectați un condensator și un bec la o baterie (curent continuu), becul nu se va aprinde. Dacă conectați un astfel de circuit la o sursă de curent alternativ, becul va străluci, iar intensitatea luminii va depinde direct de valoarea capacității condensatorului utilizat. Datorită acestor caracteristici, acestea sunt acum utilizate pe scară largă în circuite ca filtre care suprimă interferențele de înaltă și joasă frecvență.

Condensatorii sunt, de asemenea, utilizați în diverse acceleratoare electromagnetice, blițuri foto și lasere datorită capacității lor de a stoca o sarcină electrică mare și de a o transfera rapid la alte elemente de rețea cu rezistență scăzută, creând astfel un impuls puternic.

În sursele de alimentare secundare, acestea sunt folosite pentru a netezi ondulațiile în timpul redresării tensiunii.

Capacitatea de a păstra o taxă pentru o perioadă lungă de timp face posibilă utilizarea acestora pentru stocarea informațiilor.

Utilizarea unui rezistor sau a unui generator de curent într-un circuit cu un condensator vă permite să creșteți timpul de încărcare și descărcare a capacității dispozitivului, astfel încât aceste circuite pot fi utilizate pentru a crea circuite de sincronizare care nu au cerințe ridicate pentru stabilitatea temporală.

În diverse echipamente electrice și în filtrele armonice superioare, acest element este utilizat pentru a compensa puterea reactivă.

S-au scris multe despre condensatori, merită să mai adăugați câteva mii de cuvinte la milioanele care există deja? O sa-l adaug! Cred că prezentarea mea va fi utilă. La urma urmei, se va face ținând cont.

Ce este un condensator electric

Vorbind în rusă, un condensator poate fi numit „dispozitiv de stocare”. Este și mai clar așa. Mai mult, exact așa este tradus acest nume în limba noastră. O sticlă poate fi numită și condensator. Numai că acumulează lichid în sine. Sau o geantă. Da, o geantă. Se pare că este și un dispozitiv de stocare. Acumulează tot ce punem acolo. Ce legatura are condensatorul electric cu el? Este la fel ca un pahar sau o pungă, dar acumulează doar o sarcină electrică.

Imaginați-vă o imagine: un curent electric trece printr-un circuit, rezistențele și conductorii se întâlnesc pe calea acestuia și, bam, apare un condensator (sticlă). Ce se va întâmpla? După cum știți, curentul este un flux de electroni și fiecare electron are o sarcină electrică. Astfel, când cineva spune că un curent trece printr-un circuit, îți imaginezi milioane de electroni care curg prin circuit. Acești electroni se acumulează atunci când un condensator apare în calea lor. Cu cât punem mai mulți electroni în condensator, cu atât sarcina acestuia va fi mai mare.

Se pune întrebarea: câți electroni pot fi acumulați în acest fel, câți vor încăpea în condensator și când va „obține suficient”? Să aflăm. Foarte des, pentru o explicație simplificată a proceselor electrice simple, se folosește o comparație cu apă și țevi. Să folosim și această abordare.

Imaginează-ți o conductă prin care curge apa. La un capăt al conductei se află o pompă care pompează cu forță apă în această conductă. Apoi puneți mental o membrană de cauciuc peste țeavă. Ce se va întâmpla? Membrana va începe să se întindă și să se încordeze sub influența presiunii apei din conductă (presiunea creată de pompă). Se va întinde, întinde, întinde și, în cele din urmă, forța elastică a membranei fie va echilibra forța pompei și fluxul de apă se va opri, fie membrana se va rupe (dacă acest lucru nu este clar, atunci imaginați-vă un balon care va sparge daca se pompa prea mult)! Același lucru se întâmplă și în cazul condensatoarelor electrice. Numai acolo, în loc de membrană, se folosește un câmp electric, care crește pe măsură ce condensatorul este încărcat și echilibrează treptat tensiunea sursei de alimentare.

Astfel, condensatorul are o anumită sarcină limitativă pe care o poate acumula și, după depășirea acesteia, va apărea defalcare dielectrică a unui condensator se va rupe și va înceta să mai fie un condensator. Probabil este timpul să vă spunem cum funcționează un condensator.

Cum funcționează un condensator electric?

La școală ți s-a spus că un condensator este un lucru care constă din două plăci și un gol între ele. Aceste plăci au fost numite plăci de condensator și firele au fost conectate la ele pentru a furniza tensiune la condensator. Deci condensatoarele moderne nu sunt foarte diferite. Toate au și plăci și există un dielectric între plăci. Datorită prezenței unui dielectric, caracteristicile condensatorului sunt îmbunătățite. De exemplu, capacitatea sa.

Condensatoarele moderne folosesc diferite tipuri de dielectrici (mai multe despre aceasta mai jos), care sunt înfundate între plăcile condensatorului în cele mai sofisticate moduri pentru a atinge anumite caracteristici.

Principiul de funcționare

Principiul general de funcționare este destul de simplu: se aplică tensiune și se acumulează sarcina. Procesele fizice care au loc acum nu ar trebui să te intereseze prea mult, dar dacă vrei, poți citi despre asta în orice carte de fizică din secțiunea electrostatică.

Condensator în circuit DC

Dacă plasăm condensatorul nostru într-un circuit electric (Fig. de mai jos), conectăm un ampermetru în serie cu acesta și aplicăm curent continuu circuitului, acul ampermetrului se va zvâcni scurt, apoi va îngheța și va afișa 0A - nici un curent în circuit. Ce s-a întâmplat?

Vom presupune că înainte ca curentul să fie aplicat circuitului, condensatorul a fost gol (descărcat), iar când a fost aplicat curent, acesta a început să se încarce foarte repede și când a fost încărcat (câmpul electric dintre plăcile condensatorului a echilibrat sursa de alimentare). ), apoi curentul s-a oprit (iată un grafic al încărcării condensatorului).

Acesta este motivul pentru care se spune că un condensator nu permite trecerea curentului continuu. De fapt, trece, dar pentru un timp foarte scurt, care poate fi calculat folosind formula t = 3*R*C (Timpul de încărcare a condensatorului la 95% din volumul nominal. R este rezistența circuitului, C este Capacitatea condensatorului) Acesta este modul în care se comportă condensatorul într-un curent de circuit DC Se comportă complet diferit într-un circuit variabil!

Condensator în circuitul de curent alternativ

Ce este curentul alternativ? Acesta este momentul în care electronii „fug” mai întâi acolo, apoi înapoi. Aceste. direcția mișcării lor se schimbă tot timpul. Apoi, dacă curentul alternativ trece prin circuitul cu condensatorul, atunci fie o sarcină „+”, fie o sarcină „-” se va acumula pe fiecare dintre plăcile sale. Aceste. Curentul AC va curge de fapt. Aceasta înseamnă că curentul alternativ curge „nestingherit” prin condensator.

Acest întreg proces poate fi modelat folosind metoda analogiilor hidraulice. Imaginea de mai jos arată un analog al unui circuit de curent alternativ. Pistonul împinge lichidul înainte și înapoi. Acest lucru face ca rotorul să se rotească înainte și înapoi. Se dovedește a fi un flux alternativ de lichid (citim curent alternativ).

Să plasăm acum un condensator medel sub forma unei membrane între sursa de forță (piston) și rotor și analizăm ce se va schimba.

Se pare că nimic nu se va schimba. Așa cum lichidul a efectuat mișcări oscilatorii, tot așa continuă, așa cum rotorul a oscilat din această cauză, așa va continua să oscileze. Aceasta înseamnă că membrana noastră nu este un obstacol în calea debitului variabil. Același lucru va fi valabil și pentru un condensator electronic.

Cert este că, deși electronii care circulă într-un lanț nu traversează dielectricul (membrana) dintre plăcile condensatorului, în afara condensatorului mișcarea lor este oscilativă (înainte și înapoi), adică. curge de curent alternativ. Eh!

Astfel, condensatorul trece curentul alternativ și blochează curentul continuu. Acest lucru este foarte convenabil atunci când trebuie să eliminați componenta DC din semnal, de exemplu, la ieșirea/intrarea unui amplificator audio sau când doriți să vă uitați numai la partea variabilă a semnalului (ripple la ieșirea unui DC sursa de tensiune).

Reactanța condensatorului

Condensatorul are rezistenta! În principiu, acest lucru ar putea fi presupus din faptul că curentul continuu nu trece prin el, de parcă ar fi un rezistor cu o rezistență foarte mare.

Un curent alternativ este o altă problemă - trece, dar experimentează rezistență de la condensator:

f - frecvența, C - capacitatea condensatorului. Dacă te uiți cu atenție la formulă, vei vedea că dacă curentul este constant, atunci f = 0 și apoi (fie ca matematicienii militanti să mă ierte!) X c = infinit.Și nu există curent continuu prin condensator.

Dar rezistența la curentul alternativ se va modifica în funcție de frecvența sa și de capacitatea condensatorului. Cu cât frecvența curentului și capacitatea condensatorului sunt mai mari, cu atât rezistă mai puțin la acest curent și invers. Cu cât tensiunea se schimbă mai repede
tensiune, cu cât curentul prin condensator este mai mare, acest lucru explică scăderea Xc cu creșterea frecvenței.

Apropo, o altă caracteristică a condensatorului este că nu eliberează putere și nu se încălzește! Prin urmare, uneori este folosit pentru a amortiza tensiunea acolo unde rezistorul ar fuma. De exemplu, pentru a reduce tensiunea rețelei de la 220V la 127V. Si inca ceva:

Curentul dintr-un condensator este proporțional cu viteza tensiunii aplicate la bornele acestuia

Unde se folosesc condensatoarele?

Da, oriunde sunt necesare proprietățile lor (nepermiterea trecerii curentului continuu, capacitatea de a acumula energie electrică și de a le modifica rezistența în funcție de frecvență), în filtre, în circuite oscilatorii, în multiplicatori de tensiune etc.

Ce tipuri de condensatoare există?

Industria produce multe tipuri diferite de condensatoare. Fiecare dintre ele are anumite avantaje și dezavantaje. Unele au un curent de scurgere redus, altele au o capacitate mare, iar altele au altceva. În funcție de acești indicatori, condensatorii sunt selectați.

Radioamatorii, în special începătorii ca noi, nu se chinuie prea mult și pariază pe ceea ce pot găsi. Cu toate acestea, ar trebui să știți ce tipuri principale de condensatoare există în natură.

Imaginea arată o separare foarte convențională a condensatoarelor. L-am compilat după gustul meu și îmi place pentru că este imediat clar dacă există condensatoare variabile, ce tipuri de condensatoare permanenți există și ce dielectrici sunt folosiți în condensatoarele obișnuite. În general, tot ce are nevoie un radioamator.

Au curent de scurgere redus, dimensiuni mici, inductanță scăzută și sunt capabile să funcționeze la frecvențe înalte și în circuite de curent continuu, pulsatoriu și alternativ.

Sunt produse într-o gamă largă de tensiuni și capacități de funcționare: de la 2 la 20.000 pF și, în funcție de proiectare, suportă tensiuni de până la 30 kV. Dar cel mai adesea veți găsi condensatoare ceramice cu o tensiune de funcționare de până la 50V.

Sincer, nu știu dacă vor fi eliberați acum. Dar anterior, mica era folosită ca dielectric în astfel de condensatoare. Iar condensatorul în sine a constat dintr-un pachet de plăci de mică, pe fiecare dintre care plăci erau aplicate pe ambele părți, apoi astfel de plăci erau colectate într-un „pachet” și ambalate într-o carcasă.

De obicei, aveau o capacitate de câteva mii până la zeci de mii de picoforad-uri și funcționau într-un interval de tensiune de la 200 V la 1500 V.

Condensatoare de hârtie

Astfel de condensatoare au hârtie de condensator ca dielectric și benzi de aluminiu ca plăci. Fâșii lungi de folie de aluminiu cu o fâșie de hârtie prinsă între ele sunt rulate și ambalate într-o carcasă. Asta e trucul.

Astfel de condensatoare au capacități care variază de la mii de picoforad-uri la 30 de microforad-uri și pot rezista la tensiuni de la 160 la 1500 V.

Se zvonește că acum sunt apreciați de audiofili. Nu sunt surprins - au și fire conductoare cu o singură față...

În principiu, condensatoare obișnuite cu poliester ca dielectric. Gama de capacități este de la 1 nF la 15 mF la o tensiune de funcționare de la 50 V la 1500 V.

Condensatorii de acest tip au două avantaje incontestabile. În primul rând, pot fi făcute cu o toleranță foarte mică de doar 1%. Deci, dacă spune 100 pF, atunci capacitatea sa este de 100 pF +/- 1%. Și al doilea este că tensiunea lor de funcționare poate ajunge până la 3 kV (și capacitatea de la 100 pF la 10 mF)

Condensatoare electrolitice

Acești condensatori diferă de toți ceilalți prin faptul că pot fi conectați numai la un circuit de curent continuu sau pulsatoriu. Sunt polari. Au un plus și un minus. Acest lucru se datorează designului lor. Și dacă un astfel de condensator este pornit invers, cel mai probabil se va umfla. Și înainte au explodat și ei vesele, dar nesigure. Există condensatoare electrolitice din aluminiu și tantal.

Condensatoarele electrolitice din aluminiu sunt proiectate aproape ca condensatoarele de hârtie, singura diferență fiind că plăcile unui astfel de condensator sunt hârtie și benzi de aluminiu. Hârtia este impregnată cu electrolit, iar pe banda de aluminiu se aplică un strat subțire de oxid, care acționează ca un dielectric. Dacă aplicați curent alternativ unui astfel de condensator sau îl întoarceți pe polaritățile de ieșire, electrolitul va fierbe și condensatorul va eșua.

Condensatorii electrolitici au o capacitate destul de mare, motiv pentru care sunt, de exemplu, adesea folosiți în circuitele redresoare.

Probabil asta e tot. Lăsați în culise sunt condensatori cu un dielectric din policarbonat, polistiren și probabil multe alte tipuri. Dar cred că acest lucru va fi de prisos.

De continuat...

În partea a doua am de gând să arăt exemple de utilizări tipice ale condensatorilor.

În magazinele de electricitate, condensatoarele pot fi văzute cel mai adesea sub forma unui cilindru, în interiorul căruia există multe benzi de plăci și dielectrice.

Condensator - ce este?

Un condensator face parte dintr-un circuit electric format din 2 electrozi care sunt capabili să acumuleze, să focalizeze sau să transmită curent către alte dispozitive. Din punct de vedere structural, electrozii sunt plăci de condensatoare cu sarcini opuse. Pentru ca dispozitivul să funcționeze, între plăci este plasat un dielectric - element care împiedică atingerea celor două plăci.

Definiția condensatorului vine de la cuvântul latin „condenso”, care înseamnă compactare, concentrare.

Elementele pentru lipirea recipientelor sunt folosite pentru transportul, măsurarea, redirecționarea și transmiterea energiei electrice și a semnalelor.

Unde se folosesc condensatoarele?

Fiecare radioamator începător își pune adesea întrebarea: pentru ce este un condensator? Începătorii nu înțeleg de ce este nevoie și cred în mod eronat că poate înlocui complet o baterie sau o sursă de alimentare.

Toate dispozitivele radio includ condensatori, tranzistori și rezistențe. Aceste elemente alcătuiesc o placă sau un întreg modul în circuite cu valori statice, ceea ce face din acesta baza oricărui aparat electric, de la un mic fier de călcat până la dispozitive industriale.

Cele mai frecvente utilizări ale condensatoarelor sunt:

1. Element de filtru pentru interferențe HF și LF;
2. Niveluri de supratensiuni bruște în curent alternativ, precum și pentru statică și tensiune pe condensator;
3. Egalizator de ondulare de tensiune.

Scopul condensatorului și funcțiile sale sunt determinate de scopurile de utilizare:

1. Scop general. Acesta este un condensator, al cărui design conține doar elemente de joasă tensiune situate pe plăci de circuite mici, de exemplu, dispozitive precum telecomandă de televiziune, radio, fierbător etc.;
2. Înaltă tensiune. Condensatorul din circuitul DC suportă sisteme industriale și tehnice de înaltă tensiune;
3. Puls. Capacitive generează o supratensiune ascuțită și o furnizează panoului de recepție al dispozitivului;
4. Lansatoare. Folosit pentru lipirea acelor dispozitive care sunt concepute pentru a porni, a porni/opri dispozitive, de exemplu, o telecomandă sau o unitate de control;
5. Suprimarea zgomotului. Condensatorul din circuitul AC este utilizat în echipamentele de satelit, televiziune și militar.

Tipuri de condensatoare

Designul condensatorului este determinat de tipul de dielectric. Vine în următoarele tipuri:

1. Lichid. Un dielectric în formă lichidă este rar; acest tip este utilizat în principal în industrie sau pentru dispozitive radio;
2. Vid. Nu există dielectric în condensator, ci în schimb există plăci într-o carcasă etanșă;
3. Gazos. Bazat pe interacțiunea reacțiilor chimice și utilizat pentru producția de echipamente frigorifice, linii de producție și instalații;
4. Condensator electrolitic. Principiul se bazează pe interacțiunea dintre un anod metalic și un electrod (catod). Stratul de oxid al anodului este partea semiconductoare, drept urmare acest tip de element de circuit este considerat cel mai productiv;
5. Organic. Dielectricul poate fi hârtie, film etc. Nu este capabil să acumuleze, ci doar să niveleze ușor supratensiunile;
6. Combinate. Aceasta include hârtia metalică, filmul de hârtie etc. Eficiența crește dacă dielectricul conține o componentă metalică;
7. Anorganic. Cele mai comune sunt sticla și ceramica. Utilizarea lor este determinată de durabilitate și rezistență;
8. Anorganic combinat. Film de sticlă, precum și email de sticlă, care au proprietăți excelente de nivelare.

Tipuri de condensatoare

Elementele plăcii radio diferă prin tipul de schimbare a capacității:

1. Permanent. Celulele mențin o capacitate de tensiune constantă până la sfârșitul perioadei de valabilitate. Acest tip este cel mai comun și universal, deoarece este potrivit pentru realizarea oricărui tip de dispozitiv;
2. Variabile. Au capacitatea de a modifica volumul recipientului atunci când se utilizează un reostat, varicap sau când se schimbă temperatura. Metoda mecanică folosind un reostat implică lipirea unui element suplimentar pe placă, în timp ce atunci când se folosește un variconde, se modifică doar cantitatea de tensiune de intrare;
3. Trimmere. Sunt cel mai flexibil tip de condensator, cu ajutorul căruia puteți crește rapid și eficient debitul sistemului cu reconstrucție minimă.

Principiul de funcționare al unui condensator

Să vedem cum funcționează un condensator atunci când este conectat la o sursă de alimentare:

1. Acumulare de sarcină. Când este conectat la rețea, curentul este direcționat către electroliți;
2. Particulele încărcate sunt distribuite pe placă în funcție de sarcina lor: cele negative - în electroni și cele pozitive - în ioni;
3. Dielectricul servește ca o barieră între cele două plăci și împiedică amestecarea particulelor.

Capacitatea unui condensator este determinată prin calcularea raportului dintre sarcina unui conductor și puterea sa potențială.

Important! Dielectricul este, de asemenea, capabil să elimine tensiunea rezultată de pe condensator în timpul funcționării dispozitivului.

Caracteristicile condensatorului

Caracteristicile sunt împărțite în mod convențional în puncte:

1. Valoarea abaterii. Înainte de a intra în magazin, fiecare condensator trebuie să fie supus unei serii de teste pe linia de producție. După testarea fiecărui model, producătorul indică intervalul de abateri admise de la valoarea inițială;
2. Valoarea tensiunii. În mare parte sunt utilizate elemente cu o tensiune de 12 sau 220 de volți, dar există și 5, 50, 110, 380, 660, 1000 și mai mulți volți. Pentru a evita arderea condensatorului și defecțiunea dielectrică, cel mai bine este să achiziționați un element cu rezervă de tensiune;
3. Temperatura admisa. Acest parametru este foarte important pentru dispozitivele mici care funcționează pe o rețea de 220 de volți. De regulă, cu cât tensiunea este mai mare, cu atât nivelul de temperatură admisibil pentru funcționare este mai mare. Parametrii de temperatură sunt măsurați cu ajutorul unui termometru electronic;
4. Disponibilitatea curentului continuu sau alternativ. Poate unul dintre cei mai importanți parametri, deoarece performanța echipamentului proiectat depinde complet de acesta;
5. Numărul de faze. În funcție de complexitatea dispozitivului, pot fi utilizați condensatoare monofazate sau trifazate. Pentru a conecta direct un element, este suficient unul monofazat, dar dacă placa este un „oraș”, atunci se recomandă utilizarea unui element trifazat, deoarece distribuie sarcina mai ușor.

De ce depinde capacitatea?

Capacitatea condensatorului depinde de tipul de dielectric și este indicată pe carcasă, măsurată în uF sau uF. Acesta variază de la 0 la 9.999 pF în picofaradi, în timp ce în microfarade variază de la 10.000 pF la 9.999 µF. Aceste caracteristici sunt specificate în standardul de stat GOST 2.702.

Fiţi atenți! Cu cât capacitatea electrolitului este mai mare, cu atât timpul de încărcare este mai lung și dispozitivul poate transfera mai multă încărcare.

Cu cât sarcina sau puterea dispozitivului este mai mare, cu atât timpul de descărcare este mai scurt. În acest caz, rezistența joacă un rol important, deoarece cantitatea de flux electric de ieșire depinde de aceasta.

Partea principală a condensatorului este dielectricul. Are următorul număr de caracteristici care afectează puterea echipamentului:

1. Rezistenta de izolare. Aceasta include atât izolația interioară, cât și cea externă realizată din polimeri;
2. Tensiune maximă. Dielectricul determină cât de multă tensiune este capabil să stocheze sau să transmită condensatorul;
3. Cantitatea de energie pierdută. Depinde de configurația dielectricului și de caracteristicile acestuia. De obicei, energia se disipează treptat sau în rafale ascuțite;
4. Nivel de capacitate. Pentru ca un condensator să stocheze o cantitate mică de energie pentru o perioadă scurtă de timp, trebuie să mențină un volum constant de capacitate. Cel mai adesea, eșuează tocmai din cauza incapacității de a trece o anumită cantitate de tensiune;

Bine de știut! Abrevierea „AC” situată pe corpul elementului denotă tensiune alternativă. Tensiunea acumulată pe condensator nu poate fi utilizată sau transmisă - trebuie stinsă.

Proprietățile condensatorului

Condensatorul acționează ca:

1. Bobina inductivă. Să luăm exemplul unui bec obișnuit: se va aprinde doar dacă îl conectați direct la o sursă de curent alternativ. Acest lucru duce la regula că, cu cât capacitatea este mai mare, cu atât fluxul luminos al becului este mai puternic;
2. Încărcați stocarea. Proprietățile îi permit să se încarce și să se descarce rapid, creând astfel un impuls puternic cu rezistență scăzută. Folosit pentru producerea diferitelor tipuri de acceleratoare, sisteme laser, blițuri electrice etc.;
3. Bateria a primit încărcare. Un element puternic este capabil să mențină porțiunea de curent primită pentru o perioadă lungă de timp, în timp ce poate servi ca adaptor pentru alte dispozitive. În comparație cu o baterie reîncărcabilă, un condensator își pierde o parte din încărcare în timp și, de asemenea, nu este capabil să găzduiască o cantitate mare de energie electrică, de exemplu, la scară industrială;
4. Încărcarea motorului electric. Conexiunea se face prin a treia bornă (tensiunea de funcționare a condensatorului este de 380 sau 220 de volți). Datorită noii tehnologii, a devenit posibilă utilizarea unui motor trifazat (cu o rotație de fază de 90 de grade), folosind o rețea standard;
5. Dispozitive compensatoare. Este folosit în industrie pentru a stabiliza energia reactivă: o parte din puterea de intrare este dizolvată și ajustată la ieșirea condensatorului la un anumit volum.

Video

În circuitul electric al fiecărui dispozitiv există un astfel de element precum un condensator. Servește la umplerea energiei necesare pentru funcționarea corectă și neîntreruptă a echipamentului.

Ce este un condensator

Fiecare condensator este un dispozitiv care are un set de parametri tehnici care merită luați în considerare în detaliu.

Condensatorii pot fi găsiți în multe ramuri ale ingineriei electrice. Domeniul lor imediat de aplicare:

• Crearea de circuite, circuite oscilatorii.
• Primirea unui impuls cu multă putere.
• În inginerie electrică industrială.
• La fabricarea senzorilor.
• Îmbunătățirea funcționării dispozitivelor de protecție.

Capacitatea condensatorului

Pentru fiecare condensator, parametrul principal este capacitatea acestuia. Fiecare dispozitiv are al lui și se măsoară în Farads. Ingineria electronică și radio se bazează pe condensatoare cu părți per milion de Faradi. Pentru a afla capacitatea nominală a unui dispozitiv, trebuie doar să priviți carcasa acestuia, care conține toate informațiile. Citirile de capacitate pot varia din cauza următoarelor:

• Suprafața totală a tuturor acoperirilor.
• Distanța dintre ei.
• Materialul din care este fabricat dielectricul.
• Temperatura mediului ambiant.

Alături de capacitatea nominală mai există și una reală. Valoarea sa este mult mai mică decât cea precedentă. Pe baza capacității reale, pot fi determinați principalii parametri electrici. Capacitatea este determinată din sarcina plăcii și tensiunea acesteia. Capacitatea maximă poate ajunge la câteva zeci de Farads. Un condensator poate fi caracterizat și printr-o capacitate specifică. Acesta este raportul dintre capacitatea și volumul unui dielectric. Grosimea mică a dielectricului asigură o capacitate specifică mare. Fiecare condensator își poate schimba capacitatea și sunt împărțiți în următoarele tipuri:

• Condensatori permanenți - practic nu își schimbă capacitatea.
• Condensatoare variabile - valoarea capacității se modifică în timpul funcționării echipamentului.
• Condensatoare trimmer - își schimbă capacitatea în funcție de reglarea echipamentului.

Tensiunea condensatorului

Tensiunea este considerată un alt parametru important. Pentru ca condensatorul să își îndeplinească pe deplin funcțiile, trebuie să cunoașteți citirea exactă a tensiunii. Este indicat pe corpul dispozitivului. Tensiunea nominală depinde direct de complexitatea designului condensatorului și de proprietățile de bază ale materialelor utilizate la fabricarea acestuia. Tensiunea furnizată condensatorului trebuie să se potrivească complet cu tensiunea nominală. Multe dispozitive se încălzesc în timpul funcționării, caz în care tensiunea scade. Adesea, din cauza unei diferențe mari de tensiune, condensatorul se poate arde sau exploda. Acest lucru se întâmplă și din cauza scurgerilor sau a rezistenței crescute. Pentru funcționarea în siguranță a condensatorului, acesta este echipat cu o supapă de siguranță și o crestătură pe corp. De îndată ce presiunea crește, supapa se deschide automat și corpul se rupe de-a lungul crestăturii dorite. În acest caz, electrolitul iese din condensator sub formă de gaz și nu are loc nicio explozie.

Toleranțe condensatoare

Cel mai simplu condensator sunt doi electrozi fabricați sub formă de plăci, care sunt separați de izolatori subțiri. Fiecare dispozitiv are o abatere care este acceptabilă în timpul funcționării sale. Această valoare poate fi găsită și prin etichetarea dispozitivului. Toleranța sa este măsurată și indicată ca procent și poate varia de la 20 la 30%. Pentru echipamentele electrice care trebuie să funcționeze cu mare precizie, puteți utiliza condensatoare cu o valoare de toleranță mică, nu mai mult de 1%.
Parametrii dați sunt de bază pentru funcționarea condensatorului. Cunoscând semnificațiile acestora, puteți folosi condensatori pentru a asambla în mod independent dispozitive sau mașini.

Tipuri de condensatoare

Există mai multe tipuri principale de condensatoare care sunt utilizate în diferite tehnologii. Deci, merită să luați în considerare fiecare tip, descrierile și proprietățile sale:

Fiecare condensator are propriul său scop, astfel încât sunt clasificați în general în general și special. Condensatorii generali sunt utilizați în toate tipurile și clasele de echipamente. Acestea sunt în principal dispozitive de joasă tensiune. Condensatorii speciali sunt toate celelalte tipuri de dispozitive care sunt de înaltă tensiune, impuls, pornire și alte tipuri diferite.

Caracteristicile unui condensator cu plăci paralele

Deoarece un condensator este un dispozitiv conceput pentru a acumula tensiune și a o distribui în continuare, trebuie să alegeți unul cu o capacitate electrică bună și o tensiune de „defalcare”. Unul dintre acestea este un condensator cu placă paralelă. Este produs sub formă de două plăci subțiri de o anumită zonă, care sunt situate la o distanță apropiată una de cealaltă. Un condensator plat are două sarcini: pozitivă și negativă.

Plăcile unui condensator plat au un câmp electric uniform între ele. Acest tip de dispozitiv nu interacționează cu alte dispozitive. Placa condensatorului este capabilă să mărească câmpul electric.

Încărcare corectă a condensatorului

Este un depozit pentru sarcini electrice care trebuie încărcate constant. Condensatorul este încărcat prin conectarea lui la rețea. Pentru a încărca dispozitivul, trebuie să-l conectați corect. Pentru a face acest lucru, luați un circuit care constă dintr-un condensator descărcat cu o capacitate, un rezistor și conectați-l la o sursă de tensiune constantă.

Condensatorul este descărcat după următorul tip: întrerupătorul este închis și plăcile sale sunt conectate între ele. În acest moment, condensatorul este descărcat, iar câmpul electric dintre plăcile sale dispare. Dacă condensatorul este descărcat prin fire, va dura mult timp deoarece în ele se acumulează multă energie.

De ce ai nevoie de un circuit condensator?

Circuitele conțin condensatori, care sunt formați dintr-o pereche de plăci. Sunt fabricate din aluminiu sau alamă. Buna funcționare a tehnologiei radio depinde de configurația corectă a circuitelor. Cel mai comun circuit de circuit este format dintr-o bobină și un condensator, care sunt conectate între ele într-un circuit electric. Există condiții care afectează aspectul oscilațiilor, așa că cel mai adesea circuitul condensatorului se numește oscilator.

Concluzie

Un condensator este un dispozitiv pasiv într-un circuit electric care este utilizat ca capacitate de stocare a energiei electrice. Pentru ca dispozitivul de stocare a energiei în circuitele electrice, numit condensator, să funcționeze mult timp, trebuie să respectați condițiile specificate, care sunt scrise pe corpul dispozitivului. Domeniul de aplicare este larg. Condensatorii sunt utilizați în electronica radio și în diverse echipamente. Dispozitivele sunt împărțite în multe tipuri diferite și vin într-o varietate de modele. Condensatorii pot fi conectați în două tipuri: paralel și în serie. De asemenea, pe corpul dispozitivului există informații despre capacitate, tensiune, toleranță și tipul acestuia. Merită să ne amintim că atunci când conectați un condensator, ar trebui să respectați polaritatea. În caz contrar, dispozitivul va eșua rapid.