Что такое конденсатор, виды конденсаторов и их применение

Основные параметры конденсатора

Основными параметрами являются емкость и рабочее напряжение. Кроме
того, свойства конденсаторов характеризуются рядом паразитных
параметров.

Номинальная емкость и допустимое отклонение от номинала . Номинальные значения емкости высокочастотных конденсаторов так же как и номинальные значения сопротивлений стандартизированы и определяются рядами Е6, Е12, Е24 и т.д. Номинальные значения емкости электролитических конденсаторов определяются рядом: 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30;50; 100; 200; 300; 500; 1000; 2000:5000 мкф.

Номинальные значения емкости бумажных пленочных конденсаторов определяются рядом: 0,5; 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 6; 8; 20; 20; 40; 60; 80; 100; 200;400; 600; 800; 1000 мкф.

По отклонению от номинала конденсаторы разделяются на классы (табл. 2).

Таблица 2

Класс	0,01	0,02	0,05	00	I	II	III	IV	V	VI
Допуск, %	±0,1	±0,2	±0,5	±1	±2	±5	±10	±20	-10 +20	-20 +30	-20 +50

Конденсаторы I, II, и III классов точности являются конденсаторами широкого применения и соответствуют рядам Е24, Е12 и Е6.

В зависимости от назначения в РЭА применяют конденсаторы различных
классов точности. Блокировочные и разделительные конденсаторы обычно
выбирают по II и III классам точности, контурные конденсаторы обычно
имеют 1,0 или 00 классы точности, а фильтровые – IV, V и VI классы
точности.

Электрическая прочность конденсаторов характеризуется
величиной напряжения пробоя и зависит в основном от изоляционных
свойств диэлектрика. Все конденсаторы в процессе изготовления
подвергаются воздействию испытательного напряжения в течении 2 – 5 с. В
технической документации указывается номинальное напряжение, т.е. такое
максимальное напряжение, при котором конденсатор может работать
длительное время при соблюдении условий, указанных в технической
документации. Для повышения надежности РЭА конденсаторы используют при
напряжении, которое меньше номинального.

Стабильность емкости определяется ее изменением под
воздействием внешних факторов. Наибольшее влияние на величину емкости
оказывает температура. Ее влияние оценивается температурным
коэффициентом емкости (ТКЕ):

Изменение емкости обусловлено изменением диэлектрической
проницаемости диэлектрика, изменением линейных размеров обкладок
конденсатора и
диэлектрика.

В основном же изменение емкости вызывается изменением диэлектрической проницаемости.

У высокочастотных конденсаторов величина ТКЕ не зависит от
температуры и указывается на корпусе конденсатора путем окраски корпуса в
определенный цвет и нанесения цветной метки.

У низкочастотных конденсаторов температурная зависимость емкости
носит нелинейный характер. Температурная стабильность этих конденсаторов
оценивается величиной предельного отклонения емкости при крайних
значениях температуры. Низкочастотные конденсаторы разделены на три
группы по величине температурной нестабильности: Н20 – ±20%; НЗО – ±30%; Н90 – (+50 -90)%.

Стабильность конденсаторов во времени характеризуется коэффициентом старения

Потери энергии в конденсаторах обусловлены электропроводностью и поляризацией диэлектрика и характеризуются тангенсом угла диэлектрических потерь . Конденсаторы с керамическим диэлектриком имеют > 10-4, конденсаторы со слюдяным диэлектриком – 10-4, с бумажным – 0,01-0,02, с оксидным-0,1-1,0.

Проверка при установке

После того, как был выбран подходящий пусковой конденсатор, его необходимо проверить. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

• Сначала необходимо от электромотора отключить питание.
• Нужно обесточить конденсатор, поскольку на нём мог сохраниться остаточный заряд. Для этого требуется закоротить его обмотки.
• Теперь нужно снять одну из клемм и подключить прибор для измерения ёмкости.
• Щупы подключают к выводам конденсатора. После этого измерительный прибор покажет точное значение ёмкости.

При использовании мультиметра предварительно нужно установить главный переключатель в режим измерения ёмкости.

При проведении расчётов можно использовать упрощённый вариант. Известно, что пусковой ток может превышать номинальный в 3-8 раз. Поэтому можно просто использовать ёмкость в 2-3 раза большую, чем у рабочего конденсатора. Если ёмкости для запуска недостаточно, достаточно просто взять более подходящий конденсатор.

Подробные характеристики пускового конденсатораИсточник electrikexpert.ru

Виды конденсаторов. Фото и описание

Существует несколько различных видов конденсаторов, каждый из которых обладает определяющими характерными особенностями.

• Некоторые виды хороши для хранения большого количества заряда, но могут иметь высокие токи утечки и плохие допуски.
• Другие виды могут иметь большие допуски и низкие токи утечки, но могут не иметь возможности хранить большое количество заряда.
• Некоторые семейства предназначены для работы с высоким напряжением, но могут быть громоздкими и дорогими.
• Другие семейства могут не выдерживать высоких напряжений, но могут иметь хорошие допуски и хорошие температурные характеристики.
• Полярные конденсаторы, в отличие от неполярных, специально разработаны для использования с постоянным напряжением (неполярный конденсатор может выдерживать как постоянное, так и переменное напряжение). Полярный конденсатор имеет положительный вывод, который должен быть помещен в цепь с более высоким потенциалом и имеет отрицательный вывод, который должен быть установлен на более низкий потенциал.

Предупреждение!

Установка такого конденсатора в неправильном направлении может привести к его разрушению.

Конденсаторы также бывают постоянные и переменные. Переменные конденсаторы имеют ручку, которую можно поворачивать для регулировки уровня емкости. Символы для постоянных, полярных и переменных конденсаторов показаны ниже.

Рисунок 2. Обозначение конденсаторов на схеме

Теперь подробнее рассмотрим виды конденсаторов.

Электролитический конденсатор

Эти конденсаторы включают в себя как алюминиевые, так и танталовые электролиты.

Они изготавливаются путем электрохимического образования оксидной пленки на металлической (алюминиевой или танталовой) поверхности. Металл, на котором образуется оксидная пленка, служит анодом или положительным выводом. Оксидная пленка действует как диэлектрик, а проводящая жидкость или гель действует как катод или отрицательный вывод.

Танталовые электролитические конденсаторы имеют большее отношение емкости к объему по сравнению с алюминиевыми электролитическими. Большинство электролитических конденсаторов поляризованы.

Электролитические конденсаторы, по сравнению с неэлектролитическими конденсаторами, обычно имеют большую емкость, но имеют плохие допуски (до 100% для алюминия и от 5 до 20% для тантала), плохую температурную стабильность, высокую утечку и короткий срок службы.

Емкости варьируются примерно от 1 мкФ до 1 Ф для алюминия и от 0,001 до 1000 мкФ для тантала, при максимальных номинальных напряжениях от 6 до 450 В.

Рисунок 3. Электролитический конденсатор

Керамический конденсатор

Это очень популярный неполяризованный конденсатор, который мал и недорог, но имеет плохую температурную стабильность и низкую точность. Он содержит керамический диэлектрик и фенольное покрытие.

Допуски варьируются от 5 до 100 процентов, а емкости варьируются от 1 пФ до 2,2 мкФ, при максимальном номинальном напряжении от 3 В до 6 кВ.

Рисунок 4. Керамический конденсатор

Майларовый пленочный конденсатор

Это очень популярный неполяризованный конденсатор, который надежен, недорог и имеет низкий ток утечки, но плохую температурную стабильность. Емкости варьируются от 0,001 до 10 мкФ, а номинальные напряжения — от 50 до 600 В.

Рисунок 5. Пленочный конденсатор

Слюдяной конденсатор

Это чрезвычайно точное устройство с очень низкими токами утечки. Он изготовлен из чередующихся слоев металлической фольги и слюдяной изоляции, уложенных друг на друга и герметизированных.

Эти конденсаторы имеют малую емкость и часто используются в высокочастотных цепях (например, ВЧ-цепях). Они очень стабильны при переменном напряжении и температуре.

Допуски варьируются от 0,25 до 5 процентов. Емкости варьируются от 1 пФ до 0,01 мкФ, при максимальных номинальных напряжениях от 100 В до 2,5 кВ.

Рисунок 6. Слюдяной конденсатор

Основные характеристики и свойства

К параметрам конденсатора, которые используют для создания и ремонта электронных устройств, относят:

1. Ёмкость — С. Определяет количество заряда, которое удерживает прибор. На корпусе указывается значение номинальной ёмкости. Для создания требуемых значений элементы включают в цепь параллельно или последовательно. Эксплуатационные величины не совпадают с расчетными.
2. Резонансная частота — fр. Если частота тока больше резонансной, то проявляются индуктивные свойства элемента. Это затрудняет работу. Чтобы обеспечить расчетную мощность в цепи, конденсатор разумно использовать на частотах меньше резонансных значений.
3. Номинальное напряжение — Uн. Для предупреждения пробоя элемента рабочее напряжение устанавливают меньше номинального. Параметр указывается на корпусе конденсатора.
4. Полярность. При неверном подключении произойдет пробой и выход из строя.
5. Электрическое сопротивление изоляции — Rd. Определяет ток утечки прибора. В устройствах детали располагаются близко друг к другу. При высоком токе утечки возможны паразитные связи в цепях. Это приводит к неисправностям. Ток утечки ухудшает емкостные свойства элемента.
6. Температурный коэффициент — TKE. Значение определяет, как ёмкость прибора меняется при колебаниях температуры среды. Параметр используют, когда разрабатывают устройства для эксплуатации в тяжелых климатических условиях.
7. Паразитный пьезоэффект. Некоторые типы конденсаторов при деформации создают шумы в устройствах.

Виды и типы конденсаторов

Емкостные элементы классифицируют по типу диэлектрика, применяемого в конструкции.

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

Элементы используются в цепях с постоянным или слабо пульсирующим напряжением. Простота конструкции оборачивается пониженной на 10-25% стабильностью характеристик и возросшей величиной потерь.

В бумажных конденсаторах обкладки из алюминиевой фольги разделяет бумага. Сборки скручивают и помещают в корпус в форме цилиндра или прямоугольного параллелепипеда.

Приборы работают при температурах -60…+125°C, с номинальным напряжением у низковольтных приборов до 1600 В, высоковольтных — выше 1600 В и ёмкостью до десятков мкФ.

В металлобумажных приборах вместо фольги на диэлектрическую бумагу наносят тонкий слой металла. Это помогает изготовить элементы меньших размеров. При незначительных пробоях возможно самовосстановление диэлектрика. Металлобумажные элементы уступают бумажным по сопротивлению изоляции.

Электролитические конденсаторы

Конструкция изделий напоминает бумажные. Но при изготовлении электролитических элементов бумагу пропитывают оксидами металлов.

В изделиях с электролитом без бумаги оксид наносится на металлический электрод. У оксидов металлов односторонняя проводимость, что делает прибор полярным.

В некоторых моделях электролитических элементов обкладки изготавливают с канавками, которые увеличивают площадь поверхности электрода. Зазоры в пространстве между пластинами устраняют с помощью заливания электролитом. Это улучшает емкостные свойства изделия.

Большая ёмкость электролитических приборов — сотни мкФ, используется в фильтрах, чтобы сглаживать пульсации напряжения.

Алюминиевые электролитические

В приборах этого типа анодная обкладка делается из алюминиевой фольги. Поверхность покрывают оксидом металла — диэлектриком. Катодная обкладка — твердый или жидкий электролит, который подбирается так, чтобы при работе восстанавливался слой оксида на фольге. Самовосстановление диэлектрика продлевает время работы элемента.

Конденсаторы такой конструкции требуют соблюдения полярности. При обратном включении разорвет корпус.

Приборы, внутри которых располагаются встречно-последовательные полярные сборки, используют в 2 направлениях. Ёмкость алюминиевых электролитических элементов достигает нескольких тысяч мкФ.

Танталовые электролитические

Анодный электрод таких приборов изготовляют из пористой структуры, получаемой при нагреве до +2000°C порошка тантала. Материал внешне напоминает губку. Пористость увеличивает площадь поверхности.

С помощью электрохимического окисления на анод наносят слой пентаоксида тантала толщиной до 100 нанометров. Твердый диэлектрик делают из диоксида марганца. Готовую конструкцию прессуют в компаунд — специальную смолу.

Танталовые изделия используют на частотах тока свыше 100 кГц. Ёмкость создается до сотен мкФ, при рабочем напряжении до 75 В.

Полимерные

В конденсаторах используются электролит из твердых полимеров, что дает ряд преимуществ:

• увеличивается срок эксплуатации до 50 тыс. часов;
• сохраняются параметры при нагреве;
• расширяется диапазон допустимых пульсаций тока;
• сопротивление обкладок и выводов не шунтирует ёмкость.

Пленочные

Диэлектрик в этих моделях — пленка из тефлона, полиэстера, фторопласта или полипропилена.

Обкладки — фольга или напыление металлов на пленку. Конструкция используется для создания многослойных сборок с увеличенной площадью поверхности.

Пленочные конденсаторы при миниатюрных размерах обладают ёмкостью в сотни мкФ. В зависимости от размещения слоев и выводов контактов делают аксиальные или радиальные формы изделий.

В некоторых моделях номинальное напряжение 2 кВ и выше.

Где и как используются конденсаторы?

Перед тем как начать рассказывать об области применения конденсаторов, вспомним, что конденсатор это — две пластины, разделенные диэлектриком. Поэтому ток через конденсатор (в первом приближении) идти не может. Однако в цепи с конденсатором могут происходить процессы заряд и разряда. И во время этих процессов в цепи будут протекать токи заряда или разряда.

Таким образом, если переменное напряжение будет приложено  к цепи с конденсатором, в ней будет протекать переменный ток. Поэтому конденсатор можно охарактеризовать такой величиной как емкостное сопротивление (обозначается в технической литературе как Хс).

Емкостное сопротивление зависит от ёмкости конденсатора и частоты приложенного напряжения. Чем ёмкость и частота больше, тем меньше емкостное сопротивление. На этих эффектах основано применение конденсаторов в схемах фильтрации источников питания.

В компьютерных блоках питания для получения постоянных напряжений +3,3, +5, и +12 В используется двухполупериодная схема выпрямление с двумя диодами и фильтрующим конденсатором. Без конденсатора на нагрузке будет пульсирующее напряжение одной полярности.

Источник постоянного напряжения можно представить в виде эквивалентной схемы из генератора и двух сопротивлений, где R1 — это внутреннее сопротивление выпрямителя, а R2 — емкостное сопротивление конденсатора.

Генератор – это сумма постоянного и переменного напряжений (пульсирующее напряжение содержит в себе постоянную и переменную составляющую).

Таким образом, сигнал с генератора подается на частотно-зависимый делитель напряжения. Выходной сигнал снимается с нижнего плеча (конденсатора). Для постоянного напряжения сопротивление конденсатора очень велико, гораздо больше сопротивления выпрямителя. Поэтому уменьшения постоянного напряжения не происходит.

Для переменного напряжения сопротивления конденсатора очень мало, гораздо меньше сопротивления выпрямителя, поэтому происходит сильное ослабление переменной составляющей.

Вообще, такая комбинация активного сопротивления и конденсатора называется фильтром нижних частот, который пропускает постоянную составляющую и какой-то диапазон низких частот.

Чем выше частота входного переменного напряжения, тем сильнее оно ослабляется.

Так как необходимо сильное подавление пульсаций переменного напряжения, то используется электролитические конденсаторы большой емкости.

Назначение керамических SMD конденсаторов на материнской плате — подавлять высокочастотные помехи, возникающие при переключении транзисторов в микросхемах. Таким образом, электролитические конденсаторы фильтруют относительно низкочастотные помехи и пульсации, а керамические  — более высокочастотные.

Приведем еще один пример разделения переменной и постоянной составляющей. Пусть в схеме на рисунке сигнал в точке А будет иметь постоянную составляющую 5 В и переменную амплитудой 2 В.

После конденсатора,  в точке В будет уже только переменная составляющая той же амплитудой 2 В (если емкостное сопротивление конденсатора мало для такой частоты). Интересно, не правда ли?

По существу, это тоже частотно-зависимый делитель напряжения, где в виде нижнего плеча выступает сопротивление нагрузки. Такую комбинацию называют фильтром верхних частот, который не пропускает постоянную составляющие и низкие частоты, так как в емкостное сопротивление будет для них большим.

Заканчивая, отметим маленькую деталь: так как максимальное напряжение на конденсаторе будет равно сумме постоянной и переменной составляющей, его рабочее напряжение должно быть не менее этой величины.

Общая концепция

Конденсатор состоит из двух проводящих обкладок и диэлектрика между ними. И все, больше ничего. С виду простая радиодеталь, но работает на высоких и низких частотах по-разному.
Обозначается на схеме двумя параллельными линиями.

Принцип работы

Эта радиодеталь хорошо демонстрирует явление электростатической индукции. Разберем на примере.

Если подключить к конденсатору постоянный источник тока, то в начальный момент времени ток начнет скапливаться на обкладках конденсатора. Это происходит за счет электростатической индукции. Сопротивление практически равно нулю.

Электрическое поле за счет электростатической индукции притягивает разноименные заряды на две противоположные обкладки. Это свойство материи называется емкостью. Емкость есть у всех материалов. И даже у диэлектриков, но у проводников она значительно больше. Поэтому обкладки конденсатора выполнены из проводника.

Основное свойство конденсатора — это емкость. Она зависит от площади пластин, расстояния между ними и материала диэлектрика, которым заполняют пространство между обкладками.

Когда на обкладках не останется места для электрического тока, то и ток в цепи прекратится. Электростатическая индукция пропадает. Теперь остается электрическое поле, которое держит заряды на своих обкладках и не отпускает их. А электрическому току некуда деваться. Напряжение на конденсаторе станет равным ЭДС (напряжению) источнику тока.

А что будет, если повысить ЭДС (напряжение) источника тока? Электрическое поле начнет все сильнее давить на диэлектрик, поскольку места на обкладках уже нет. Но если напряжение на конденсаторе превысит допустимые знания, то диэлектрик пробьет. И конденсатор станет проводником, заряды освободятся, и ток пойдет по цепи. Как тогда использовать конденсатор для высоких напряжений? Можно увеличить размер диэлектрика и расстояние между обкладками, но при этом уменьшается емкость детали.

Между обкладками находится диэлектрик, который препятствует прохождению постоянного тока. Это именно барьер для постоянного тока. Потому, что постоянный ток создает и постоянное напряжение. А постоянное напряжение может создавать электростатическую индукцию только при замыкании цепи, то есть, когда конденсатор заряжается.

Так конденсатор может сохранять энергию до тех пор, пока к нему не подключится потребитель.

Конденсатор и цепь постоянного тока

Добавим в схему лампочку. Она загорится только во время зарядки.
Еще одна важная особенность — когда происходит процесс зарядки током, то напряжение отстает от тока. Напряжение как бы догоняет ток, поскольку сопротивление нарастает плавно, по мере зарядки. Электрические зарядам нужно время, чтобы переместиться к обкладкам конденсатора. Так называется время зарядки. Оно зависит от емкости, частоты и напряжения.

Лампочка затухает при полной зарядке.

Постоянный электрический ток не проходит через конденсатор только после его зарядки.

Цепь с переменным током

А что если поменять полярность на источнике тока? Тогда конденсатор начнет разряжаться, и снова заряжаться, поскольку меняется полярность источника.

Электростатическая индукция возникает постоянно, если электрический ток переменный. Каждый раз, когда ток начинает менять свое направление, начинается процесс зарядки и разрядки.

Поэтому, конденсатор пропускает переменный электрический ток.

Чем выше частота — тем меньше реактивное (емкостное) сопротивление конденсатора.

История одного ремонта: зачем насосу конденсатор?

Рассказ о небольшой, но важной детали , из-за которой может не работать ваш насос или другой агрегат с двигателем. Чинится просто — главное знать, что сделать !

Немного теории — зачем этот круглый бочонок?

Любой асинхронный двигатель — а это вентиляторы, станки, насосы, подъёмники и компрессоры, работает по простому принципу: в неподвижной обмотке, точнее системе обмоток, создаётся крутящееся магнитное поле , которое «тащит» за собой подвижный ротор — так получается преобразование электрической энергии в механическую.

Создать крутящееся поле с тремя фазами просто — подключаем на каждую обмотку свою фазу и готово. Но с одной фазой , то есть обычным напряжением 220 Вольт, придётся пойти на хитрость . Между любыми двумя обмотками подключается конденсатор — специальная деталь, накапливающая и отдающая электричество.

Если подключить к оставшимся концам 220 Вольт, энергия конденсатора создаст «толчок», запускающий ротор, а дальше он будет крутиться уже по инерции — достаточно будет перепада магнитного поля между нулём и фазой.

Само-собой, если конденсатор испортится, например потеряет ёмкость , его энергии будет недостаточно для запуска. Ротор будет стоять на месте, громко гудеть и расходовать огромное количество энергии — в 5 раз больше номинального тока!

Простой ремонт — если насос (станок, компрессор) не крутит

Ваш насос или другой агрегат включается, гудит, но мотор не крутит? Скорее всего вышел из строя конденсатор. Заменить его очень просто — снимите крышку двигателя и найдите круглый бочонок — это и есть наш виновник. На его корпусе указано напряжение, обычно 450 Вольт и самое главное — ёмкость . В нашем случае, на насосе Джилекс, ёмкость была равно 10 мкФ (микрофарад).

Купите или, как сделали мы, выньте подходящий конденсатор из «донора», его ёмкость может отличаться на 20% от номинала, например нам подошёл бы 8 — 12 мкФ, но мы вынули его из точно такого же насоса, так что совпадение было полным.

Само-собой, после замены насос начал работать как часы. Не откладывайте этот ремонт — мотор, застревающий на запуске перегревается и может выйти из строя. В этом случае ремонт окажется намного дороже — придётся менять или перематывать двигатель.

Спасибо за просмотр и удачного ремонта! Если вам пригодилась эта статья — поставьте палец вверх!

Параллельное соединение конденсаторов.

Если группа конденсаторов включена в цепь таким обра­зом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов (рисунок 2.).

Рисунок 2. Параллельное соединение конденсаторов.

При заряде группы конденсаторов, соединенных параллель­но, между пластинами всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются от одного и того же источника тока. Общее же количе­ство электричества на всех конденсаторах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждом из кон­денсаторов, так как заряд каждого их конденсаторов проис­ходит независимо от заряда других конденсаторов данной группы. Исходя из этого, всю систему параллельно соединен­ных конденсаторов можно рассматривать как один эквива­лентный (равноценный) конденсатор. Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов.

Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею конденсаторов бук­вой Собщ, емкость первого конденсатора С1 емкость второго С2 и емкость третьего С3. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:

Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться при четырех, пяти и во­обще при любом числе конденсаторов.

Что такое конденсатор

Конденсатор, это радиодеталь, обладающая электрической емкостью. Конденсатор можно зарядить и он будет хранить заряд, апотом готов отдать его «по первому требованию». На первый взгляд это похоже на работу аккумулятора, но только на первый взгляд.

Конденсатор не является химическим источником тока, да и вообще источником тока. Конденсатор можно назвать временным хранилищем заряда. Заряд в нем можно пополнять и забирать. Во время зарядки и разрядки конденсатора через него протекает ток.

Напряжение на разряженном конденсаторе равно нулю. Но в процессе зарядки напряжение увеличивается, и как только достигает величины напряжения источника тока, заряд прекращается. С нарастанием напряжения на конденсаторе 8 процессе его зарядки ток зарядки уменьшается.

Физически конденсатор это две металлические пластины, разделенные тонким слоем изолятора. Так и есть. Выходит, что конденсатор пропускать электрический ток не может. Но в процессе зарядки и разрядки ток есть.

То есть, можно сказать, что конденсатор может пропускать изменяющийся ток. то есть, переменный. А постоянный он не пропускает. Это свойство широко используется в электронике и радиотехники для разделения переменного и постоянного токов, которые есть в одной и той же цепи.

Если сопротивление конденсатора постоянному току бесконечно (активное сопротивление), то на переменном токе он обладает весьма определенным реактивным сопротивлением, зависящим от емкости конденсатора и частоты переменного тока.

Еще конденсаторы применяют для задержки подачи напряжения, в таймерах. Там используется то свойство конденсатора, что скорость его заряда или разряда зависит от силы тока заряда или разряда. А если этот ток ограничить резистором, то чем больше будет сопротивление этого резистора, тем дольше будет процесс заряда или разряда.

Читать также: Вольфрам что это за материал

Если у резистора основным параметром является сопротивление, то у конденсатора -емкость, которая выражается 8 фарадах. Величина 1F (одна фарада) довольно велика, поэтому чаще всего речь идет о микрофарадах, нанофарадах, пикофарадах. Конденсаторы так же как и резисторы бывают постоянные (емкость которых не измена), переменные и подстроечные (с ручкой для регулировки емкости).

Пленочные конденсаторы

В данном виде конденсатора диэлектриком является пленка из пластика, например, полиэстер (KT, MKT, MFT), полипропилен (KP, MKP, MFP) или поликарбонат (KC, MKC).

Электроды могут быть напыленными на эту пленку (MKT, MKP, MKC) или изготовлены в виде отдельной металлической фольги, сматывающейся в рулон или спрессованной вместе с пленкой диэлектрика (KT, KP, KC). Современным материалом для пленки конденсаторов является полифениленсульфид (PPS).

Общие свойства пленочных конденсаторов (для всех видов диэлектриков):

• работают исправно при большом токе;
• имеют высокую прочность на растяжение;
• имеют относительно небольшую емкость;
• минимальный ток утечки;
• используется в резонансных цепях и в RC-снабберах.

Отдельные виды пленки отличаются:

• температурными свойствами (в том числе со знаком температурного коэффициента емкости, который является отрицательным для полипропилена и полистирола, и положительным для полиэстера и поликарбоната)
• максимальной рабочей температурой (от 125 °C, для полиэстера и поликарбоната, до 100 °C для полипропилена и 70 °С для полистирола)
• устойчивостью к электрическому пробою, и следовательно максимальным напряжением, которое можно приложить к определенной толщине пленки без пробоя.

Конденсаторы керамические

Этот вид конденсаторов изготавливают в виде одной пластины или пачки пластин из специального керамического материала. Металлические электроды напыляют на пластины и соединяют с выводами конденсатора. Используемые керамические материалы могут иметь очень разные свойства.

Разнообразие включает в себя, прежде всего, широкий диапазон значений относительной электрической проницаемости (до десятков тысяч) и такая величина имеется только у керамических материалов.

Столь высокое значение проницаемости позволяет производить керамические конденсаторы (многослойные) небольших размеров, емкость которых может конкурировать с емкостью электролитических конденсаторов, и при этом работающих с любой поляризацией и характеризующихся меньшими утечками.

Керамические материалы характеризуются сложной и нелинейной зависимостью параметров от температуры, частоты, напряжения. В виду малого размера корпуса — данный вид конденсаторов имеет особую маркировку.

Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Здесь диэлектриком является воздух. Такие конденсаторы отлично работают на высоких частотах, и часто выполняются как конденсаторы переменной емкости (для настройки).

Одним из видов электротехнических деталей является конденсатор. Он находит применение во многих электрических и практически во всех радиоэлектронных схемах. Кратко рассмотрим различные виды конденсаторов и их применение в технике.

Применение конденсаторов

Одно из основных применений конденсаторов — фильтрация сигналов. Они используются в электронных фильтрах для удаления нежелательных частот и шумов из электрических сигналов.

Конденсаторы также используются в источниках питания для сглаживания напряжения. Они служат для поддержания стабильного напряжения на выходе и предотвращения внезапных изменений напряжения.

В схемах с конденсаторами часто используются различные временные задержки. Конденсаторы могут накапливать заряд и затем медленно его высвобождать, создавая задержку во времени. Такие схемы широко используются в сигнальных цепях, таймерах и генераторах задержки.

Конденсаторы также находят применение в поддержании памяти. Они используются в электронных устройствах для сохранения информации, например, в аккумуляторах для сохранения заряда.

Конденсаторы также играют важную роль в различных электронных устройствах, таких как радио и телевизоры. Они используются для синхронизации частоты, сглаживания сигналов и устранения помех.

Кроме этого, конденсаторы широко применяются в электротехнике для управления электрическими цепями, включая электродвигатели, системы освещения и системы безопасности. Они также используются в электроэнергетике, автомобильной промышленности и других отраслях.

Таким образом, применение конденсаторов чрезвычайно широко и охватывает практически все сферы техники и электроники.

Конденсаторы в электротехнике

Основной принцип работы конденсатора основан на разделении зарядов между двумя проводящими пластинами, которые разделены диэлектриком. Когда на конденсатор подается напряжение, заряды накапливаются на пластинах, создавая электрическое поле между ними. Электрическое поле образует потенциалную разность, называемую напряжением конденсатора.

Применение конденсаторов в электротехнике очень широко. Они используются, например, в источниках питания для сглаживания напряжения и фильтрации высокочастотных помех. Конденсаторы также используются в схемах запуска и работы электродвигателей, где они выполняют функцию хранения энергии и создания фазового сдвига.

Кроме того, конденсаторы применяются в системах связи для передачи и приема сигналов, а также в системах управления для фильтрации и сглаживания сигналов. Они также используются в электронных схемах для сохранения и передачи данных, во временных задержках и таймерах.

В заключение, конденсаторы являются неотъемлемой частью электротехники и находят широкое применение во многих областях. Они выполняют различные функции, такие как хранение энергии, фильтрация сигналов и создание фазового сдвига. Знание о конденсаторах и их применении является важным для понимания электротехнических систем и устройств.

Конденсаторы в электронике

Принцип работы конденсатора основан на следующем: когда на конденсатор подается электрическое напряжение, заряжающее его, положительные и отрицательные заряды накапливаются на пластинах конденсатора. Между пластинами образуется электрическое поле, которое сохраняет заряд и энергию, пока конденсатор не разрядится. Заряд конденсатора измеряется в фарадах (Ф), а напряжение — в вольтах (В).

Одной из главных характеристик конденсатора является его емкость. Емкость определяет количество энергии, которую способен накопить конденсатор при заданном напряжении. Чем больше емкость конденсатора, тем больше энергии он может хранить.

Конденсаторы имеют широкий спектр применения в электронике. Они используются для фильтрации сигналов, сглаживания пульсаций во внешнем источнике питания, защиты от скачков напряжения и помех, создания временных задержек, памяти в электрических цепях и других целях. Они также применяются в электролитических конденсаторах, которые предоставляют высокую емкость при небольших размерах.

В заключение, конденсаторы играют важную роль в электронике, обеспечивая возможности хранения и использования энергии. Их разнообразные характеристики и высокая эффективность делают их незаменимыми элементами в различных устройствах и системах.

Эквивалентная схема конденсатора

Эквивалентная схема: поскольку пластины в конденсаторе имеют некоторое сопротивление, и поскольку ни один диэлектрик не является идеальным изолятором, не существует такой вещи, как «идеальный» конденсатор. В реальной жизни конденсатор имеет как последовательное сопротивление, так и параллельное сопротивление (сопротивление утечки), взаимодействующие с его чисто емкостными характеристиками:

Рисунок 2 – Эквивалентная схема конденсатора

К счастью, относительно легко изготовить конденсаторы с очень маленьким последовательным сопротивлением и очень высоким сопротивлением утечки!