Содержание
Что такое конденсатор и для чего он нужен
Обновлена: 10 Октября 2022
10600
5
Поделиться с друзьями
Конденсатор – это устройство, способное накапливать электрический заряд.
Такую же функцию выполняет и аккумуляторная батарея, но в отличие от неё конденсатор может моментально отдать весь накопленный заряд.
Количество заряда, которое способен накопить конденсатор, называют «емкостью». Эта величина измеряется в фарадах.
Содержание статьи
Принцип работы конденсаторов
При подсоединении цепи к источнику электрического тока через конденсатор начинает течь электрический ток.
В процессе накопления заряда электроны скапливаются на одной пластинке, а положительные ионы – на другой. Между пластинами заряд не перетекает из-за присутствия диэлектрика. Так устройство накапливает заряд. Это явление называется накоплением электрических зарядов, а конденсатор –накопителем электрического поля.
Устройство конденсаторов
Конструкции современных конденсаторов отличаются разнообразием, но можно выделить несколько типичных вариантов:
Пакетная конструкция
Используется в стеклоэмалевых, керамических и стеклокерамических конденсаторах. Пакеты образованы чередующимися слоями обкладок и диэлектрика. Обкладки могут изготавливаться из фольги, а могут представлять собой слои на диэлектрических пластинах – напыленный или нанесенный вжиганием.
Каждый пакетный конденсатор имеет верхнюю и нижнюю обкладки, имеющие контакты с торцов пакета. Выводы изготавливаются из проволоки или ленточных полосок. Пакет опрессовывается, герметизируется, покрывается защитной эмалью.
Трубчатая конструкция
Такую конструкцию могут иметь высокочастотные конденсаторы. Они представляют собой керамическую трубку с толщиной стенки 0,25 мм. На ее наружную и внутреннюю стороны способом вжигания наносится серебряный проводящий слой. Снаружи деталь обрабатывается изоляционным веществом. Внутреннюю обкладку выводят на наружный слой для присоединения к ней гибкого вывода.
Дисковая конструкция
Эта конструкция, как и трубчатая, применяется при изготовлении высокочастотных конденсаторов.
Диэлектриком в дисковых конденсаторах является керамический диск. На него вжигают серебряные обкладки, к которым подсоединены гибкие выводы.
Литая секционированная конструкция
Применяется в монолитных многослойных керамических конденсаторах, используемых в современной аппаратуре, в том числе с интегральными микросхемами.
Рулонная конструкция
Характерна для бумажных пленочных низкочастотных конденсаторов с большой емкостью. Бумажная лента и металлическая фольга сворачиваются в рулон. В металлобумажных конденсаторах на бумажную ленту наносят металлический слой толщиной до 1 мкм.
Где используются конденсаторы
Конденсаторы применяются практически во всех современных устройствах: сабвуферах, электродвигателях, автомобилях, насосах, электроинструменте, кондиционерах, холодильниках, мобильных телефонах и т.п.
В зависимости от выполняемых функций их разделяют на общего назначения и узкоспециальные.
К конденсаторам общего назначения относятся низковольтные накопители, которые используются в большинстве видов электроаппаратуры.
К узкоспециализированным относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические ипусковые конденсаторы.
Функции, выполняемые конденсаторами:
Поведение конденсатора в цепях постоянного и переменного тока
В цепях постоянного тока заряженный конденсатор образует разрыв, мешающий протеканию тока. Если напряжение приложить к обкладкам разряженной детали, то ток потечет. При этом конденсатор будет заряжаться, сила тока падать, напряжение на обкладках повышаться. При достижении равенства напряжения на обкладках и источника электропитания течение тока прекращается.
При постоянном напряжении конденсатор удерживает заряд при включенном питании.
Переменный ток заряженный конденсатор тоже не пропускает. Но за один период синусоиды дважды происходит зарядка и разрядка накопителя, поэтому ток получает возможность протекать через конденсаторв периодего разрядки.
Виды и классификация конденсаторов
Конденсаторы различных типов приспособлены к разным условиям работы, направлены на выполнение определенных задач и обладают различными побочными эффектами.
Основной признак, по которому классифицируют конденсатор, – это вид диэлектрика. Именно диэлектрический материал определяет многие характеристики конденсатора.
Электролитические конденсаторы
В электролитических конденсаторах анодом служит металлическая пластина, диэлектриком – оксидная пленка, а катодом – твердый, жидкий или гелеобразный электролит. Наличие гелеобразного электролита делает устройство полярным, то есть ток через него может протекать только в одном направлении.
Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют емкость от 0,1 до нескольких тысяч мкФ. Обычно они применяются на звуковых частотах. Электрохимическая ячейка плотно упакована, что обеспечивает большую эффективную индуктивность, которая не позволяет использовать алюминиевые накопители на сверхвысоких частотах.
В танталовых конденсаторах катод изготавливается из диоксида марганца. Сочетание значительной площади поверхности анода и диэлектрических характеристик оксида тантала обеспечивает высокую удельную емкость (емкость в единице объема или массы диэлектрика). Это значит, что танталовые конденсаторы гораздо компактнее алюминиевых такой же емкости.
У танталовых конденсаторов есть свои недостатки. Устройства ранних поколений грешат отказами, возможны возгорания. Они могут произойти при подаче слишком высокого пускового тока, который меняет структурное состояние диэлектрика.
Пленочные и металлопленочные конденсаторы
Пленочные конденсаторы имеют диэлектрический слой из полимерной пленки, расположенный между слоями металлофольги.
Такие устройства имеют небольшую емкость (от 100 пФ до нескольких мкФ), но могут работать при высоких напряжениях – до 1000 В.
Существует целое семейство пленочных конденсаторов, но для всех видов характерны небольшие емкость и индуктивность. Благодаря малой индуктивности, эти приборы используются в высокочастотных схемах.
Основные различия между конденсаторами с разными типами пленок:
Керамические конденсаторы
В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используются керамические пластины.
Керамические конденсаторы отличаются небольшой емкостью – от одного пФ до нескольких десятков мкФ.
Керамика имеет пьезоэлектрический эффект (способность диэлектрика поляризоваться под воздействием механических усилий), поэтому некоторые виды этих конденсаторов обладают микрофонным эффектом. Это нежелательное явление, при котором часть электроцепи воспринимает вибрации, как микрофон, что становится причиной помех.
Бумажные и металлобумажные конденсаторы
В качестве диэлектрика в этих конденсаторах используется бумага, часто промасленная. Устройства с промасленной бумагой отличаются большими размерами. Модели с непромасленной бумагой более компактны, но они имеют существенный недостаток – увеличивают энергопотери под воздействием влаги даже в герметичной упаковке. В последнее время эти детали используются редко.
Подробнее о видах и аналогах конденсаторов
Основные параметры конденсаторов
Емкость
Этот показатель характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость тем больше, чем больше площадь проводниковых обкладок и чем меньше толщина диэлектрического слоя. Также эта характеристика зависит от материала диэлектрика. На приборе указывается номинальная емкость. Реальная емкость, в зависимости от эксплуатационных условий, может отличаться от номинальной в значительных пределах.
Классические конденсаторы имеют положительную емкость, то есть чем больше приложенное напряжение, тем больше накопленный заряд. Но сегодня в стадии разработки находятся устройства с уникальными свойствами, которые ученые называют «антиконденсаторами». Они обладают отрицательной емкостью, то есть с ростом напряжения их заряд уменьшается, и наоборот. Внедрение таких антиконденсаторов в электронную промышленность позволит ускорить работу компьютеров и снизить риск их перегрева.
Что будет, если поставить накопитель большей/меньшей емкости, по сравнению с требуемой? Если речь идет о сглаживании пульсаций напряжения в блоках питания, то установка конденсатора с емкостью, превышающей нужную величину (в разумных пределах – до 90% от номинала), в большинстве случаев улучшает ситуацию. Монтаж конденсатора с меньшей емкостью может ухудшить работу схемы.
Удельная емкость
Отношение номинальной емкости к объему (или массе) диэлектрика. Чем тоньше диэлектрический слой, тем выше удельная емкость, но тем меньше его напряжение пробоя.
Плотность энергии
Это понятие относится к электролитическим конденсаторам. Максимальная плотность характерна для больших конденсаторов, в которых масса корпуса значительно ниже, чем масса обкладок и электролита.
Номинальное напряжение
Его значение отражается на корпусе и характеризует напряжение, при котором конденсатор работает в течение срока службы с колебанием параметров в заданных пределах. Эксплуатационное напряжение не должно превышать номинальное значение. Для многих конденсаторов с повышением температуры номинальное напряжение снижается.
Полярность
К полярным относятся электролитические конденсаторы, имеющие положительный и отрицательный заряды.
Что будет, если перепутать полярность конденсатора? Обычно в этом случае приборы выходят из строя. Это происходит из-за химического разрушения диэлектрика, которое вызывает рост силы тока, вскипание электролита и, как следствие, вздутие корпуса и вероятный взрыв.
К группе неполярных конденсаторов относится большинство накопителей заряда. Эти детали обеспечивают корректную работу при любом порядке подключения выводов в цепь.
Паразитные параметры конденсаторов
Конденсаторы, помимо основных характеристик, имеют так называемые «паразитные параметры», которые искажают рабочие свойства колебательного контура.
К таким параметрам относятся собственное сопротивление и индуктивность, которые разделяются на следующие составляющие:
К паразитным параметрам также относится Vloss – незначительная величина, выражаемая в процентах, которая показывает, насколько падает напряжение сразу после прекращения зарядки конденсатора.
Обозначение конденсаторов на схеме
На чертежах конденсатор с постоянной емкостью обозначают двумя параллельными черточками — обкладками. Их подписывают буквой «C». Рядом с буквой ставят порядковый номер элемента на схеме и значение емкости в пФ или мкФ.
В конденсаторах переменной емкости параллельные черточки перечеркиваются диагональной чертой со стрелкой. Подстроечные модели обозначаются двумя параллельными линиями, перечеркнутыми диагональной чертой с черточкой на конце. На обозначении полярных конденсаторов указывается положительно заряженная обкладка.
Особенности соединения нескольких конденсаторов в цепи
Соединение нескольких конденсаторов между собой может быть последовательным или параллельным.
Последовательное
Последовательное соединение позволяет подавать на обкладки большее напряжение, чем на отдельно стоящую деталь. Напряжение распределяется в зависимости от емкости каждого накопителя. Если емкости деталей равны, то напряжение распределяется поровну.
Получаемая емкость в такой цепи находится по формуле:
Собщ = 1/(1/С1+1/С2…+1/Сn)
Если провести вычисления, то станет понятно, что увеличение напряжения в цепи достигается существенным падением емкости. Например, если в цепь подсоединить последовательно два конденсатора емкостью 10 мкФ, то общая емкость будет равна всего 5 мкФ.
Параллельное
Это наиболее распространенный на практике способ, позволяющий увеличить общую емкость в схеме. Параллельное соединение позволяет создать один большой конденсатор с суммарной площадью проводящих пластин. Общая емкость системы представляет собой сумму емкостей соединенных деталей.
С общ = С1+С2+…+Сn
Напряжение на всех элементах будет одинаковым.
Маркировка конденсаторов
В маркировке конденсатора, независимо от его типа, присутствуют два обязательных параметра – емкость и номинальное напряжение. Наиболее распространена цифровая маркировка, указывающая величину сопротивления. В ней используется три или четыре цифры.
Кратко суть трехфциферной маркировки: первые две цифры, находящиеся слева, указывают значение емкости в пикофарадах. Самая правая цифра показывает, сколько нулей надо прибавить к стоящим слева цифрам. Результат получается в пикофарадах. Пример: 154 = 15х104 пФ. На конденсаторах зарубежного производства пФ обозначаются как mmf.
В кодовом обозначении с четырьмя цифрами емкость в пикофарадах обозначают первые три цифры, а четвертая указывает на количество нулей, которые требуется добавить. Например: 2353=235х103 пФ.
Для обозначения емкости также может применяться буквенно-цифровая маркировка, содержащая букву R, которая указывает место установки десятичной запятой.
На корпусе значение напряжения указывается числом, после которого ставятся буквы: V, WV (что означает «рабочее напряжение»). Если указание на допустимое напряжение отсутствует, то конденсатор может использоваться только в низковольтных цепях.
Помимо емкости и напряжения, на корпусе могут указываться и другие характеристики детали:
Как проверить работоспособность конденсатора
Для проверки конденсатора на работоспособность используют мультиметр. Прежде чем проверить накопитель, необходимо определить, какой именно прибор находится в схеме – полярный (электролитический) или неполярный.
Проверка полярного конденсатора
При проверке полярного конденсатора необходимо соблюдать правильную полярность подключения щупов: плюсовой должен быть прижат к плюсовой ножке, минусовой – к минусу. Если вы перепутаете полярность, конденсатор выйдет из строя.
После выпайки детали ее кладут на свободное пространство. Мультиметр включают в режим измерения сопротивления («прозвонки»).
Щупами дотрагиваются до выводов прибора с соблюдением полярности. Правильная ситуация, когда на дисплее появляется первое значение, которое начинает постепенно расти. Максимальное значение, которое должно быть достигнуто для исправного устройства, – 1. Если вы только прикоснулись щупами к выводам, а на экране появилась сразу цифра 1, значит, прибор неисправен. Появление на экране «0» означает, что внутри детали произошло короткое замыкание.
Проверка неполярного конденсатора
В этом случае проверка предельно простая.
Как зарядить и разрядить конденсатор
|
Деталь, имеющая 2 паза, изготавливается литьем керамики. Пазы заполняют серебряной пастой, которую закрепляют методом вживания. К серебряным вставкам припаивают гибкие выводы.
После выключения заряд сбрасывается через нагрузки, присутствующие в цепи.
Представители этого семейства – алюминиевые и танталовые конденсаторы.
Дело в том, что оксид тантала в аморфном состоянии является хорошим диэлектриком. При подаче большого пускового тока оксид тантала из аморфного состояния переходит в кристаллическое и превращается в проводник. Кристаллический оксид тантала еще больше увеличивает силу тока, что и приводит к возгоранию. Современные танталовые конденсаторы производятся по передовым технологиям и практически не дают отказов, не вздуваются, не возгораются.
Они подходят для систем питания, подавления ЭМП.
Стандартные варианты номинальной емкости – от единиц пикофарад до нескольких тысяч микрофарад. Некоторые модели могут иметь емкость в несколько десятков фарад.
В других случаях возможность установки детали с параметрами, отличающимися от заданных, определяют конкретно для каждого случая.
На устройствах отечественного производства обычно ставился знак «+» у положительного электрода. На импортных приборах обозначается отрицательный электрод, возле которого стоит знак «-». Такие конденсаторы могут выполнять свои функции только при корректном подключении полярности напряжения. Этот факт объясняется химическими особенностями реакции электролита с диэлектриком.
Их необходимо учитывать при проектировании схемы.
Например, 0R8=0,8 пФ.
Диапазон измерений выставляют на отметку 2 МОм. Щупы присоединяют к выводам конденсатора в любом порядке. Полученное значение должно превышать двойку. Если на дисплее высвечивается значение менее 2 МОм, то деталь неисправна.
Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.Радиоэлектроника для начинающих — статьи по основам радиоэлектроники для новичка
#SMD-резистор #резистор #биполярный_транзистор #транзистор #варистор #аналоги_конденсаторов #конденсатор #диод #термодатчик #батарейки #источник_питания #отвертки #электронный_переключатель #электромеханический_переключатель #танталовый_конденсатор #выпрямитель_напряжения #герконовое_реле #реле #радиодетали #схемы #динистор #диод_Шоттки #контрактор #заземление #фототиристор #тиристор #паяльник_для_микросхем #паяльник_для_проводов #мультиметр #акустический_кабель #диодный_мост #тестер_для_транзистора #туннельный_диод #маркировка_резиторов #печатная_плата #конвертер_конденсатора #керамический_конденсатор #маркировка_конденсаторов #микросборка #варикап #переключатель_фаз #переменный_резистор #МОП-транзистор #светодиод #тепловое_реле #твердотельное_реле #тумблер #стабилитрон #защитный_диод #осциллограф
Переменный резистор: типы, устройство и принцип работы
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра.
Магазин электронных компонентов и радиодеталей «Радиоэлемент»
Читать полностью393
#резистор #переменный_резистор
Тумблеры
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Конструктивные особенности тумблеров. Типы, виды. Какие характеристики нужно учитывать при выборе. Как правильно подключить тумблер. Инструкция и советы в одной статье.
Читать полностью414
#тумблер
Как проверять транзисторы тестером – отвечаем
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем и показываем как правильно проверить работу транзисторов с помощью цифрового мультиметра. Магазин электронных компонентов и радиодеталей «Радиоэлемент»
Читать полностью585
#тестер_для_транзистора #транзистор
Как пользоваться мультиметром
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Что такое и как устроен мультиметр.
Как правильно пользоваться мультиметром: как измерить напряжение, силу тока и напряжение. Как проверить емкость и индуктивность
Читать полностью735
#мультиметр
Выпрямитель напряжения: принцип работы и разновидности
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Выпрямитель напряжения электрической сети: как устроен, применение, обозначение на схемах. Как работает и для чего предназначается выпрямитель напряжения.
Читать полностью1185
#выпрямитель_напряжения
Переключатель фаз (напряжения): устройство, принцип действия, виды
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная статья о переключателях фаз: устройство и разновидности. Рекомендации по подключению и настройке. Рекомендации по выбору: популярные модели.
Читать полностью427
#переключатель_фаз
Как выбрать паяльник для проводов и микросхем
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Особенности выбора хорошего паяльника для проводов и микросхем: разновидности конструкций, требования.
Какие существуют нагреватели и жала. Дополнительные возможности.
Читать полностью621
#паяльник_для_микросхем #паяльник_для_проводов
Что такое защитный диод и как он применяется
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
В статье разбираются особенности защитных диодов, их устройство и маркировка, а также применения в реальных условиях. Даны рекомендации по проверке и подбору супрессоров.
Читать полностью2984
#защитный_диод #диод
Варистор: устройство, принцип действия и применение
20 Сентября 2022 — Анатолий Мельник
В статье разбирается устройство варисторов: маркировка, основные параметры. Вы узнаете в чем заключаются достоинства и недостатки варисторов, а также как выбрать и проверить компоненты.
Читать полностью890
#варистор
Виды отверток по назначению и применению
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Виды отверток по сферам применения.
В статье рассматриваются простые, ударные, диэлектрические и другие отвертки.
Читать полностью670
#отвертки
Виды шлицов у отверток
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
В статье рассматривается, что такое шлицы и какие бывают виды, их маркировка, основные размеры: крестообразные, прямые, звездочки, наружные, комбинированные и другие виды шлицов.
Читать полностью1188
#отвертки
Виды и типы батареек
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная статья о батарейках: виды и типы батереек, как различаются батарейки. Как обозначаются батарейки (маркировка)
Читать полностью1171
#батарейки #источник_питания
Для чего нужен контактор и как его подключить
20 Сентября 2022 — Анатолий Мельник
Для чего нужен контактор и как он устроен.
Как правильно выбрать и подключить контактор для управления в автоматическом режиме электрическими приборами.
Читать полностью2238
#контрактор
Как проверить тиристор: способы проверки
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Как самому проверить тиристор? Способы проверки тиристора мультиметром, тестером. Проверка тиристора без выпаивания. Пошаговые инструкции с фото.
Читать полностью1012
#тиристор
Как правильно выбрать акустический кабель для колонок
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Статья про выбор акустического кабеля: типы и виды акустического кабеля. Как маркируется кабель. Как рассчитать сечение кабеля. Правила эксплуатации и советы по выбору.
Читать полностью1162
#акустический_кабель
Что такое цифровой осциллограф и как он работает
20 Сентября 2022 — Анатолий Мельник
Обзор принципа работы цифровых осциллографов.
Виды осциллографов, их отличия от аналоговых. Применение цифрового осциллографа
Читать полностью1366
#осциллограф
Как проверить варистор: используем мультиметр и другие способы
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Статья-инструкция о том, как проверить варистор на исправность мультиметром или тестором. Принцип работы варистора и основные параметры варисторов, обнозначение на схеме.
Читать полностью3262
#варистор #мультиметр
Герконовые реле: что это такое, чем отличается, как работает
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Статья об устройстве герконовых реле: обзор конструкции, характеристик и принципа работы. Преимущества и недостатки. Назначение герконовых реле, где используются компоненты.
Читать полностью4518
#герконовое_реле #реле
Диоды Шоттки: что это такое, чем отличается, как работает
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Статья ответит на вопросы: что такое диоды Шоттки, как они устроены, плюсы и минусы данного вида диодов.
Обозначение диодов на схемах. Сферы применения.
Читать полностью5244
#диод_Шоттки #диод
Как правильно заряжать конденсаторы
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Способы зарядки и разрядки конденсаторов. Виды конденсаторов: основные параметры, принципы работы и области применения.
Читать полностью2527
#конденсатор
Светодиоды: виды и схема подключения
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Светодиодами называют полупроводниковые приборы, которые при подаче напряжения создают оптическое излучение. Их международное буквенное обозначение – LED (LightEmittingDiode). На схеме светодиод обозначается как обычный диод с двумя параллельными стрелками, направленными наружу и указывающими на его излучающий характер.
Читать полностью4467
#светодиод #диод
Микросборка
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Микросборка (МСБ) – конструктивная составляющая радиоэлектронной аппаратуры микроминиатюрного исполнения, предназначенная для реализации определенной функции.
МСБ обычно не выпускаются в качестве самостоятельных изделий, предназначенных для широкого применения.
Читать полностью2856
#микросборка
Применение, принцип действия и конструкция фототиристора
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Фототиристор (ТФ) – полупроводниковое устройство со структурой, сходной с обычным тиристором, но с одним существенным отличием. Он включается не подачей напряжения, а с помощью света, падающего на него. Этот прибор сочетает функции управляемого тиристора и фотоприемника, преобразующего световую энергию в электрический управляющий импульс. Изготавливается обычно из кремния, имеет спектральную характеристику, аналогичную другим фоточувствительным элементам с кремниевой полупроводниковой структурой.
Читать полностью261
#тиристор #фототиристор
Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев.
Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключение в схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя.
Читать полностью5884
#тепловое_реле #реле
Динисторы – принцип работы, как проверить, технические характеристики
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Динистор – неуправляемая разновидность тиристоров, иначе он называется триггер-диодом. Изготавливается из полупроводникового монокристалла, имеющего несколько p-n переходов. Обладает двумя устойчивыми состояниями: открытым и закрытым. Подходят для применения в цепях непрерывного действия, в которых наибольшее значение тока составляет 2 А, а также в импульсных режимах, при условии, что максимальный ток – 10А, а напряжения находятся в диапазоне 10-200 В.
Этот элемент обычно выполняет функции электронного ключа. Его открытое положение соответствует высокой проводимости, закрытое – низкой. Переход из открытого в закрытое состояние происходит практически мгновенно.
Читать полностью1917
#динистор
Маркировка керамических конденсаторов
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Правильно выбрать конденсатор для микросхемы определенного назначения помогает маркировка, нанесенная на корпус. Но у конденсаторов она сложная и разнообразная, поэтому определить характеристики этих элементов затруднительно, особенно если они имеют незначительную площадь поверхности. Параметры, указываемые в обозначении: код производителя, номинальное напряжение, емкость, допустимое отклонение от номинала, температурный коэффициент емкости (ТКЕ).
Читать полностью1704
#керамический_конденсатор #конденсатор
Компактные источники питания на печатную плату
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Выбор ИП печатной платы напрямую влияет на ее работоспособность.
Главная задача такого прибора – получить переменное напряжение от питающей сети, преобразовать его в постоянное и подать на оборудование. Если компонент выбран неверно или неисправен, он может перегореть или не справиться с входным напряжением. В худшем случае пострадает и плата – ее придется либо ремонтировать, либо выбрасывать и покупать новую.
Читать полностью818
#источник_питания #печатная_плата
SMD-резисторы: устройство и назначение
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
SMD-резисторы – это мелкие электронные компоненты, разработанные для поверхностного монтажа на печатную плату. Ранее при сборке радиоэлектронной аппаратуры осуществлялся навесной монтаж элементов или их продевание в печатную плату через предусмотренные отверстия.
Читать полностью40
#SMD-резистор #резистор
Принцип работы полевого МОП-транзистора
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
МОП-транзистор (MOSFET, «металл-оксид-полупроводник») – полевой транзистор с изолированным затвором (канал разделен с затвором тонким диэлектрическим слоем).
Читать полностью2855
#МОП-транзистор #транзистор
Проверка микросхем мультиметром: инструкция и советы
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Как проверить микросхему? Рассмотрим как проверить микросхему на исправность и работоспособность мультиметром, влияние разновидности микросхем на способы проверки.
Читать полностью8887
#мультиметр
Характеристики, маркировка и принцип работы стабилитрона
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Полупроводниковый стабилитрон, или диод Зенера, представляет собой диод особого типа. При прямом включении обычный диод и стабилитрон ведут себя аналогично. Разница между ними проявляется при обратном включении.
Читать полностью2
#стабилитрон
Что такое реле: виды, принцип действия и устройство
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Реле – одно из наиболее распространенных устройств, применяемых для автоматизации процессов в электротехнике.
В этой статье мы подробно разберем, что такое реле, какие виды реле существуют и для чего они применяются.
Читать полностью783
#реле
Конденсатор: что это такое и для чего он нужен
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Конденсатор – это устройство, способное накапливать и моментально отдавать электрический заряд. В статье подробно разберем, в чем суть конденсатора, что он делает, из чего состоит и какие его основные параметры.
Читать полностью10589
#конденсатор
Все о танталовых конденсаторах — максимально подробно
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
В этой статье я максимально подробно расскажу о назначении, видах, области применения танталовых конденсаторов. Покажу как они выглядят в живую и на схеме, объясню, как считать буквенную маркировку конденсаторов.
Читать полностью13654
#танталовый_конденсатор #конденсатор
Как проверить резистор мультиметром
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем как правильно проверить резистор мультиметром на плате, как узнать его сопротивление и определить работоспособность не выпаивая.
Узнайте, как настроить тестер для проверки резисторов.
Читать полностью4094
#резистор #мультиметр
Что такое резистор
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Резистор (от латинского «resisto» — сопротивляюсь) – это пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления. Резисторы предназначены для линейного преобразования силы тока в напряжение и наоборот, а также для ограничения тока и поглощения электрической энергии.
Читать полностью2771
#резистор
Как проверить диодный мост мультиметром
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Подробная инструкция по проверке работоспособности диодного моста с помощью мультиметра или лампы.
Читать полностью13700
#диодный_мост #мультиметр #диод
Что такое диодный мост
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Диодный мост – электрическое устройство, предназначенное выпрямления тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный.
Читать полностью1297
#диодный_мост #диод
Виды и принцип работы термодатчиков
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Принцип работы и виды термодатчиков. Особенности различных типов датчиков.
Читать полностью4533
#термодатчик
Заземление: виды, схемы
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Заземление – соединение проводящих элементов промышленного или бытового оборудования с грунтом или общим проводом электрической системы, относительно которого производят измерения электрического потенциала. Из нашей статьи вы узнаете о видах заземления и их изображении на схемах.
Читать полностью2393
#заземление
Как определить выводы транзистора
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Способы определения выводов от базы, эмиттера и коллектора полупроводникового транзистора.
Читать полностью1636
#транзистор
Назначение и области применения транзисторов
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Полупроводниковый транзистор – радиоэлемент, изготавливаемый из полупроводникового материала, чаще всего кремния. Основное назначение транзистора – управление током в электрической цепи. В этой статье мы кратко перечислим области применения полупроводниковых транзисторов, присутствующих практически во всех электронных компонентах современных приборов и аппаратов.
Читать полностью2109
#транзистор
Как работает транзистор: принцип и устройство
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Транзистор – прибор, предназначенный для управления током в электрической цепи. Применяется практически во всех моделях видео- и аудио аппаратуры. В этой статье мы постараемся простыми словами изложить, что такое транзистор, как он устроен и что делает.
Читать полностью8168
#транзистор
Виды электронных и электромеханических переключателей
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Переключатель (свитчер) – устройство, служащее в радиоэлектронике для коммутации электроцепей постоянного и переменного тока и обеспечивающее требуемый рабочий режим. От функциональности этого компонента часто зависит работоспособность всего аппарата. В этой статье мы расскажем об основных видах переключателей
Читать полностью881
#электронный_переключатель #электромеханический_переключатель
Как устроен туннельный диод
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Рассказываем про устройство туннельных диодов, их отличия от обычных, цветовую маркировку и обозначение туннельных диодов на схемах. Также из этой статьи вы узнаете об истории создания данного типа диодов.
Читать полностью3961
#туннельный_диод #диод
Виды и аналоги конденсаторов
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Конденсаторы – электронные компоненты, состоящие из двух проводников-обкладок и находящимся между ними диэлектриком. Существует множество видов конденсаторов, имеющих сходную конструкцию, но различных по материалам, из которых изготавливаются обкладки и диэлектрический слой, и функциям в электронных схемах. Тип изделия определяется по форме, цвету, маркировке на корпусе.
Читать полностью6440
#аналоги_конденсаторов #конденсатор
Твердотельные реле: подробное описание устройства
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Твердотельное реле (ТТР) – полупроводниковое устройство, применяемое для создания контакта между низковольтными и высоковольтными цепями, является современной альтернативой традиционным пускателям и контакторам.
Применяется в бытовой технике, промавтоматике, автомобильной электронике.
Читать полностью3661
#твердотельное_реле #реле
Конвертер единиц емкости конденсатора
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.
Читать полностью2093
#конвертер_конденсатора #конденсатор
Графическое обозначение радиодеталей на схемах
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Радиодетали – электронные компоненты, собираемые в аналоговые и цифровые устройства: телевизоры, измерительные приборы, смартфоны, компьютеры, ноутбуки, планшеты.
Если ранее детали изображались приближенно к их натуральному виду, то сегодня используются условные графические обозначения радиодеталей на схеме, разработанные и утвержденные Международной электротехнической комиссией.
Читать полностью3075
#радиодетали #схемы
Биполярные транзисторы: принцип работы, характеристики и параметры
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Биполярные транзисторы – электронные полупроводниковые приборы, отличающиеся от полевых способом переноса заряда. В полевых (однополярных) транзисторах, используемых в основном в цифровых устройствах, заряд переносится или дырками, или электронами. В биполярных же в процессе участвуют и электроны, и дырки. Биполярные транзисторы, как и другие типы транзисторов, в основном используются в качестве усилителей сигнала. Применяются в аналоговых устройствах.
Читать полностью3359
#биполярный_транзистор #транзистор
Как подобрать резистор по назначению и принципу работы
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Характеристики самых распространенных видов резисторов по типу, материалу, назначению, принципу работы.
Какие параметры необходимо учитывать при работе. Номинальное и реальное сопротивление.
Читать полностью393
#резистор
Тиристоры: принцип работы, назначение, характеристики, проверка работоспособности
20 Сентября 2022 — Анатолий Мельник
Тиристор представляет собой вид полупроводниковых приборов, предназначенный для однонаправленного преобразования тока (т.е. ток пропускается только в одну сторону). Прибор выполняет функции коммутатора разомкнутой цепи и ректификационного диода в сетях постоянного тока.
Читать полностью1741
#тиристор
Зарубежные и отечественные транзисторы
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Как подобрать отечественный аналог зарубежному транзистору? Читайте в нашей статье!
Читать полностью3947
#транзистор
Исчерпывающая информация о фотодиодах
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Обзор фотодиодной технологии с подробным описанием основ, принципа работы, а также различных типов фотодиодов и их применения.
Читать полностью4131
#фототиристор #тиристор
Калькулятор цветовой маркировки резисторов
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Резисторы – это элементы для построения электрических схем, предназначенные для контроля и регулирования величины силы тока. Разделяют на постоянные, переменные, подстроечные. Для идентификации постоянных резисторов SMD – устройств, монтируемых на поверхность, – все производители разработали буквенно-цифровые обозначения для крупных элементов и цветовой код для деталей очень маленьких размеров.
Читать полностью2482
#маркировка_резиторов #резистор
Область применения и принцип работы варикапа
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Варикап – полупроводниковый диод, главным параметром которого является изменяемая под напряжением емкость. В устройстве применяется зависимость емкости p-n перехода и приложенного обратного напряжения.
Читать полностью5829
#варикап
Маркировка конденсаторов
10 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Выбор конденсаторов по маркировке – процесс достаточно сложный, поскольку разные производители используют различные системы кодирования. Особенно трудно прочесть зашифрованную информацию на незначительной поверхности маленьких конденсаторов.
Читать полностью6489
#маркировка_конденсаторов #конденсатор
Виды и классификация диодов
11 Октября 2022 — Анатолий Мельник
Диод – электронный прибор с двумя (иногда тремя) электродами, обладающий односторонней проводимостью. В этой статье вы найдёте подробную классификацию диодов по видам, характеристикам, материалам изготовления и сфере использования.
Читать полностью1113
#диод
Конденсаторы — SparkFun Learn
Авторы:
Джимблом
Избранное
Любимый
81
Введение
Конденсатор представляет собой электрический компонент с двумя выводами.
Наряду с резисторами и катушками индуктивности они являются одними из самых основных пассивных компонентов , которые мы используем. Вам пришлось бы очень постараться, чтобы найти схему, в которой не было бы с конденсатором.
Что делает конденсаторы особенными, так это их способность накапливать энергию ; они как полностью заряженная электрическая батарея. Колпачки , как мы их обычно называем, имеют все виды важных применений в цепях. Общие области применения включают локальное накопление энергии, подавление скачков напряжения и сложную фильтрацию сигналов.
Рассматривается в этом руководстве
В этом руководстве мы рассмотрим всевозможные темы, связанные с конденсаторами, в том числе:
- Как изготавливается конденсатор
- Как работает конденсатор
- Единицы измерения емкости
- Типы конденсаторов
- Как распознать конденсаторы
- Как емкость объединяется последовательно и параллельно
- Общие области применения конденсаторов
Рекомендуемая литература
Некоторые понятия в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники.
Прежде чем приступить к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (хотя бы бегло просмотреть) следующие:
- Что такое электричество?
- Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома
- Что такое цепь
- против параллельных цепей
- Как пользоваться мультиметром
- Метрические префиксы
Серия
Обозначения и единицы измерения
Обозначения цепей
Существует два распространенных способа изображения конденсатора на схеме. У них всегда есть две клеммы, которые соединяются с остальной частью схемы. Символ конденсаторов состоит из двух параллельных линий, плоских или изогнутых; обе линии должны быть параллельны друг другу, близко, но не соприкасаться (это на самом деле показывает, как сделан конденсатор. Трудно описать, проще просто показать:
(1) и (2) являются стандартными символами цепи конденсатора. (3) является примером символов конденсаторов в действии в цепи регулятора напряжения.
Символ с изогнутой линией (№ 2 на фотографии выше) указывает на то, что конденсатор поляризован, что означает, что это, вероятно, электролитический конденсатор. Подробнее об этом в разделе типов конденсаторов этого руководства.
Каждый конденсатор должен сопровождаться именем — C1, C2 и т. д. — и номиналом. Значение должно указывать емкость конденсатора; сколько в нем фарад. Говоря о фарадах…
Единицы измерения емкости
Не все конденсаторы одинаковы. Каждый конденсатор рассчитан на определенную емкость. Емкость конденсатора говорит вам , сколько заряда он может хранить , чем больше емкость, тем больше емкость для хранения заряда. Стандартная единица измерения емкости называется фарад , что сокращенно обозначается как Ф .
Получается, что фарад — это лот емкости, даже 0,001Ф (1 мФ — 1мФ) — большой конденсатор. Обычно вы увидите конденсаторы с номиналом в пико- (10 -12 ) до микрофарад (10 -6 ).
| Prefix Name | Abbreviation | Weight | Equivalent Farads |
|---|---|---|---|
| Picofarad | pF | 10 -12 | 0.000000000001 F |
| Nanofarad | nF | 10 -9 | 0,000000001 Ф |
| Микрофарад | мкФ | 10 -6 | 0.000001 F |
| Milifarad | mF | 10 -3 | 0.001 F |
| Kilofarad | kF | 10 3 | 1000 F |
When you get into the от фарада до килофарадного диапазона емкости, вы начинаете говорить о специальных конденсаторах под названием super или ultra -конденсаторы.
Теория конденсаторов
Примечание : Информация на этой странице не очень важна для понимания новичками в области электроники.
.. и к концу она становится немного сложной. Рекомендуем прочитать Как изготавливается конденсатор , остальные можно пропустить, если они вызывают у вас головную боль.
Как изготавливается конденсатор
Схематичное обозначение конденсатора на самом деле очень похоже на способ его изготовления. Конденсатор состоит из двух металлических пластин и изоляционного материала, называемого диэлектриком . Металлические пластины расположены очень близко друг к другу, параллельно, но между ними находится диэлектрик, чтобы они не соприкасались.
Стандартный сэндвич-конденсатор: две металлические пластины, разделенные изолирующим диэлектриком.
Диэлектрик может быть изготовлен из любых изоляционных материалов: бумаги, стекла, резины, керамики, пластика или любого другого материала, препятствующего прохождению тока.
Пластины изготовлены из токопроводящего материала: алюминия, тантала, серебра или других металлов. Каждый из них подключен к терминальному проводу, который в конечном итоге соединяется с остальной частью схемы.
Емкость конденсатора — сколько у него фарад — зависит от его конструкции. Для большей емкости требуется больший конденсатор. Пластины с большей площадью перекрытия обеспечивают большую емкость, а большее расстояние между пластинами означает меньшую емкость. Материал диэлектрика даже влияет на то, сколько фарад имеет колпачок. Полную емкость конденсатора можно рассчитать по уравнению:
Где ε r — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика (постоянное значение, определяемое материалом диэлектрика), A — площадь, на которой пластины перекрывают друг друга, а d — расстояние между пластинами.
Как работает конденсатор
Электрический ток — это поток электрического заряда, который используется электрическими компонентами для освещения, вращения или других действий. Когда ток течет в конденсатор, заряды «застревают» на пластинах, потому что они не могут пройти через изолирующий диэлектрик. Электроны — отрицательно заряженные частицы — всасываются в одну из пластин, и в целом она становится отрицательно заряженной.
Большая масса отрицательных зарядов на одной пластине отталкивает заряды другой пластины, делая ее положительно заряженной.
Положительные и отрицательные заряды на каждой из этих пластин притягиваются друг к другу, потому что это то, что делают противоположные заряды. Но с диэлектриком, сидящим между ними, как бы они ни хотели соединиться, заряды навсегда застрянут на пластине (пока им некуда будет деться). Постоянные заряды на этих пластинах создают электрическое поле, влияющее на электрическую потенциальную энергию и напряжение. Когда заряды группируются на таком конденсаторе, колпачок накапливает электрическую энергию точно так же, как батарея может накапливать химическую энергию.
Зарядка и разрядка
Когда положительные и отрицательные заряды сливаются на пластинах конденсатора, конденсатор становится заряженным . Конденсатор может сохранять свое электрическое поле — удерживать свой заряд — потому что положительные и отрицательные заряды на каждой из пластин притягиваются друг к другу, но никогда не достигают друг друга.
В какой-то момент пластины конденсатора будут настолько заряжены, что просто не смогут больше принимать. На одной пластине достаточно отрицательных зарядов, чтобы они могли оттолкнуть любые другие, пытающиеся присоединиться. Вот где емкость (фарад) конденсатора вступает в игру, что говорит вам о максимальном количестве заряда, который может хранить крышка.
Если в цепи создается путь, который позволяет зарядам найти другой путь друг к другу, они покинут конденсатор, и он разрядится .
Например, в приведенной ниже схеме батарея может использоваться для создания электрического потенциала на конденсаторе. Это приведет к тому, что на каждой из пластин будут накапливаться одинаковые, но противоположные заряды, пока они не будут настолько заполнены, что будут отражать дальнейшее протекание тока. Светодиод, включенный последовательно с крышкой, может обеспечить путь для тока, а энергия, накопленная в конденсаторе, может использоваться для кратковременного освещения светодиода.
Расчет заряда, напряжения и тока
Емкость конденсатора — сколько у него фарад — говорит вам, сколько заряда он может хранить. Сколько заряда конденсатора в настоящее время хранит , зависит от разности потенциалов (напряжения) между его пластинами. Эта взаимосвязь между зарядом, емкостью и напряжением может быть смоделирована с помощью следующего уравнения:
Заряд (Q), хранящийся в конденсаторе, является произведением его емкости (C) и приложенного к нему напряжения (V).
Емкость конденсатора всегда должна быть постоянной известной величиной. Таким образом, мы можем регулировать напряжение, чтобы увеличить или уменьшить заряд крышки. Большее напряжение означает больше заряда, меньше напряжения… меньше заряда.
Это уравнение также дает нам хороший способ определить стоимость одного фарада. Один фарад (Ф) — это способность хранить одну единицу энергии (кулон) на каждый вольт.
Вычисление тока
Мы можем развить уравнение заряда/напряжения/емкости еще на один шаг, чтобы выяснить, как емкость и напряжение влияют на ток, потому что ток – это
.
0011 ставка потока заряда. Суть отношения конденсатора к напряжению и току такова: количество тока через конденсатор зависит как от емкости, так и от того, как быстро напряжение возрастает или падает . Если напряжение на конденсаторе быстро возрастает, через конденсатор индуцируется большой положительный ток. Более медленный рост напряжения на конденсаторе соответствует меньшему току через него. Если напряжение на конденсаторе постоянно и неизменно, то через него не будет проходить ток.
(Это уродливо и усложняет исчисление. Это не так уж необходимо, пока вы не изучите анализ во временной области, проектирование фильтров и другие неприятные вещи, поэтому переходите к следующей странице, если вам это не нравится. уравнение.) Уравнение для расчета тока через конденсатор:
dV/dt часть этого уравнения является производной (причудливый способ сказать мгновенная скорость ) напряжения во времени, это эквивалентно высказыванию «как быстро повышается или понижается напряжение в данный момент».
Большой вывод из этого уравнения заключается в том, что если напряжение стабильно , производная равна нулю, что означает ток также равен нулю . Вот почему ток не может течь через конденсатор, поддерживающий постоянное постоянное напряжение.
Типы конденсаторов
Существуют всевозможные типы конденсаторов, каждый из которых имеет определенные особенности и недостатки, которые делают его лучше для одних приложений, чем для других.
При выборе типа конденсатора необходимо учитывать несколько факторов:
- Размер — Размер как по физическому объему, так и по емкости. Конденсатор нередко является самым большим компонентом в цепи. Они также могут быть очень маленькими. Для большей емкости обычно требуется конденсатор большей емкости.
- Максимальное напряжение — Каждый конденсатор рассчитан на максимальное падение напряжения на нем. Некоторые конденсаторы могут быть рассчитаны на 1,5 В, другие — на 100 В.
Превышение максимального напряжения обычно приводит к разрушению конденсатора. - Ток утечки — Конденсаторы не идеальны. Каждая крышка склонна к утечке небольшого количества тока через диэлектрик от одной клеммы к другой. Эта крошечная потеря тока (обычно наноампер или меньше) называется утечкой. Утечка заставляет энергию, хранящуюся в конденсаторе, медленно, но верно утекать.
- Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) — Выводы конденсатора не являются на 100% проводящими, они всегда будут иметь небольшое сопротивление (обычно менее 0,01 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда через крышку проходит большой ток, вызывая потери тепла и мощности.
- Допуск — Конденсаторы также не могут иметь точную, точную емкость. Каждая крышка рассчитана на номинальную емкость, но, в зависимости от типа, точное значение может варьироваться от ±1% до ±20% от желаемого значения.
Превышение максимального напряжения обычно приводит к разрушению конденсатора.Керамические конденсаторы
Наиболее часто используемыми и производимыми конденсаторами являются керамические конденсаторы.
Название происходит от материала, из которого изготовлен их диэлектрик.
Керамические конденсаторы обычно имеют как физические, так и емкостные характеристики маленький . Трудно найти керамический конденсатор емкостью более 10 мкФ. Керамический колпачок для поверхностного монтажа обычно находится в крошечном корпусе 0402 (0,4 мм x 0,2 мм), 0603 (0,6 мм x 0,3 мм) или 0805. Керамические колпачки со сквозными отверстиями обычно выглядят как маленькие (обычно желтые или красные) лампочки с двумя выступающими выводами.
Две крышки в радиальной упаковке со сквозным отверстием; крышка 22 пФ слева и 0,1 мкФ справа. Посередине крошечная крышка 0,1 мкФ 0603 для поверхностного монтажа.
По сравнению с столь же популярными электролитическими конденсаторами керамические конденсаторы являются более близкими к идеальным конденсаторами (намного ниже ESR и токи утечки), но их небольшая емкость может быть ограничивающей. Как правило, они также являются наименее дорогим вариантом.
Эти конденсаторы хорошо подходят для высокочастотной связи и развязки.
Алюминий и тантал Электролитические
Электролиты хороши тем, что они могут упаковать большую емкость в относительно небольшой объем. Если вам нужен конденсатор емкостью от 1 мкФ до 1 мФ, скорее всего, вы найдете его в электролитической форме. Они особенно хорошо подходят для высоковольтных приложений из-за их относительно высоких значений максимального напряжения.
Алюминиевые электролитические конденсаторы, самые популярные из электролитических конденсаторов, обычно выглядят как маленькие жестяные банки, оба вывода которых выходят снизу.
Ассортимент электролитических конденсаторов для сквозного и поверхностного монтажа. Обратите внимание, что у каждого есть способ маркировки катода (отрицательного вывода).
К сожалению, электролитические крышки обычно поляризованы . У них есть положительный контакт — анод — и отрицательный контакт, называемый катодом.
Когда напряжение подается на электролитическую крышку, анод должен находиться под более высоким напряжением, чем катод. Катод электролитического конденсатора обычно обозначается маркировкой «-» и цветной полосой на корпусе. В качестве еще одного признака ножка анода может быть немного длиннее. Если к электролитической крышке приложить обратное напряжение, они эффектно выйдут из строя (сделав всплывает и разрывается), и навсегда. После выскакивания электролита будет вести себя как короткое замыкание.
Эти колпачки также печально известны своей утечкой — позволяют небольшому току (порядка нА) проходить через диэлектрик от одной клеммы к другой. Это делает электролитические конденсаторы далеко не идеальными для хранения энергии, что досадно, учитывая их высокую емкость и номинальное напряжение.
Суперконденсаторы
Если вы ищете конденсатор для хранения энергии, обратите внимание на суперконденсаторы. Эти бейсболки уникально разработаны, чтобы иметь очень большая емкость, в диапазоне фарад.
Суперконденсатор 1F (!) Высокая емкость, но рассчитана только на 2,5 В. Обратите внимание, что они также поляризованы.
Несмотря на то, что они могут накапливать огромное количество заряда, суперконденсаторы не могут работать с очень высокими напряжениями. Этот суперконденсатор 10F рассчитан только на максимальное напряжение 2,5 В. Что-то большее, чем это, уничтожит его. Суперконденсаторы обычно размещают последовательно для достижения более высокого номинального напряжения (при уменьшении общей емкости).
Основное применение суперконденсаторов находится в хранит и высвобождает энергию , подобно батареям, которые являются их основным конкурентом. Хотя суперконденсаторы не могут удерживать столько же энергии, сколько батарея такого же размера, они могут высвобождать ее намного быстрее и обычно имеют гораздо более длительный срок службы.
Другие
Электролитические и керамические конденсаторы покрывают около 80% всех типов конденсаторов (а суперконденсаторы только около 2%, но они супер!).
Другим распространенным типом конденсатора является пленочный конденсатор , который характеризуется очень низкими паразитными потерями (ESR), что делает его идеальным для работы с очень большими токами.
Есть много других менее распространенных конденсаторов. Переменные конденсаторы могут создавать различные емкости, что делает их хорошей альтернативой переменным резисторам в схемах настройки. Скрученные провода или печатные платы могут создавать емкость (иногда нежелательную), поскольку каждый из них состоит из двух проводников, разделенных изолятором. Лейденские банки — стеклянная банка, наполненная и окруженная проводниками — это О.Г. из семейства конденсаторов. Наконец, конечно, конденсаторы потока (странная комбинация катушки индуктивности и конденсатора) имеют решающее значение, если вы когда-нибудь планируете вернуться в дни славы.
Конденсаторы, соединенные последовательно/параллельно
Подобно резисторам, несколько конденсаторов можно соединять последовательно или параллельно для создания общей эквивалентной емкости.
Конденсаторы, однако, складываются таким образом, что полностью противоположны резисторов.
Параллельные конденсаторы
Когда конденсаторы расположены параллельно друг другу, общая емкость равна сумме всех емкостей . Это аналогично суммированию резисторов при последовательном соединении.
Так, например, если у вас есть три конденсатора номиналами 10 мкФ, 1 мкФ и 0,1 мкФ, соединенные параллельно, общая емкость будет 11,1 мкФ (10+1+0,1).
Конденсаторы в серии
Подобно тому, как резисторы сложно добавлять параллельно, конденсаторы становятся неприятными, когда их помещают в серию . Суммарная емкость последовательно соединенных конденсаторов N обратно пропорциональна сумме всех обратных емкостей.
Если у вас есть только два последовательно соединенных конденсатора , вы можете использовать метод «произведение на сумму» для расчета общей емкости:
Еще больше расширив это уравнение, если у вас есть два конденсатора одинаковой емкости, соединенные последовательно , общая емкость составляет половину их емкости.
Например, два последовательных суперконденсатора 10F будут давать общую емкость 5F (это также будет иметь преимущество в удвоении номинального напряжения общего конденсатора с 2,5 В до 5 В).
Примеры применения
Для этого изящного маленького (на самом деле, обычно довольно большого) пассивного компонента существует масса применений. Чтобы дать вам представление об их широком спектре применения, вот несколько примеров:
Развязывающие (шунтирующие) конденсаторы
Многие конденсаторы, которые вы видите в схемах, особенно с интегральной схемой, являются развязывающими. Работа развязывающего конденсатора заключается в подавлении высокочастотного шума в сигналах источника питания. Они устраняют крошечные пульсации напряжения, которые в противном случае могли бы быть вредными для чувствительных ИС, из источника питания.
В некотором смысле, развязывающие конденсаторы действуют как очень маленькие локальные источники питания для интегральных схем (почти как источники бесперебойного питания для компьютеров).
Если источник питания очень временно падает напряжение (что на самом деле довольно часто, особенно когда цепь, которую он питает, постоянно переключает требования к нагрузке), развязывающий конденсатор может кратковременно подавать питание с правильным напряжением. Вот почему эти конденсаторы также называются байпас колпачки; они могут временно действовать как источник питания, минуя источник питания.
Развязывающие конденсаторы подключаются между источником питания (5 В, 3,3 В и т. д.) и землей. Нередко используются два или более конденсатора с разными номиналами, даже разных типов, для обхода источника питания, потому что конденсаторы одних номиналов будут лучше других при фильтрации определенных частот шума.
В этой схеме используются три развязывающих конденсатора, которые помогают уменьшить шум в источнике питания акселерометра. Два керамических 0,1 мкФ и один танталовый электролитический 10 мкФ с раздельной развязкой.
Хотя кажется, что это может привести к короткому замыканию между питанием и землей, через конденсатор на землю могут проходить только высокочастотные сигналы.
Сигнал постоянного тока будет поступать на ИС, как и требуется. Еще одна причина, по которой они называются байпасными конденсаторами, заключается в том, что высокие частоты (в диапазоне кГц-МГц) обходят микросхему, вместо этого проходя через конденсатор, чтобы попасть на землю.
При физическом размещении развязывающих конденсаторов их всегда следует располагать как можно ближе к ИС. Чем дальше они находятся, тем менее эффективны.
Вот схема физической схемы из приведенной выше схемы. Крошечная черная микросхема окружена двумя конденсаторами емкостью 0,1 мкФ (коричневыми крышками) и одним электролитическим танталовым конденсатором емкостью 10 мкФ (высокая черно-серая прямоугольная крышка).
В соответствии с надлежащей инженерной практикой всегда добавляйте хотя бы один развязывающий конденсатор к каждой микросхеме. Обычно хорошим выбором является 0,1 мкФ, или даже добавьте несколько конденсаторов 1 мкФ или 10 мкФ. Это дешевое дополнение, и они помогают убедиться, что микросхема не подвергается большим провалам или скачкам напряжения.
Фильтрация источника питания
Диодные выпрямители можно использовать для преобразования переменного напряжения, выходящего из вашей стены, в постоянное напряжение, необходимое для большинства электронных устройств. Но диоды сами по себе не могут превратить сигнал переменного тока в чистый сигнал постоянного тока, им нужна помощь конденсаторов! При добавлении параллельного конденсатора к мостовому выпрямителю выпрямленный сигнал, подобный этому:
, можно превратить в сигнал постоянного тока ближнего уровня, подобный этому:
Напряжение. Конденсатор фильтра будет заряжаться по мере увеличения выпрямленного напряжения. Когда выпрямленное напряжение, поступающее на конденсатор, начинает быстро падать, конденсатор получает доступ к своему банку накопленной энергии и очень медленно разряжается, подавая энергию на нагрузку. Конденсатор не должен полностью разряжаться до того, как входной выпрямленный сигнал снова начнет увеличиваться, перезаряжая конденсатор.
Этот танец повторяется много раз в секунду, снова и снова, пока используется источник питания.
Цепь питания переменного тока в постоянный. Крышка фильтра (C1) имеет решающее значение для сглаживания сигнала постоянного тока, посылаемого в цепь нагрузки.
Если вы разберете любой блок питания переменного тока в постоянный, вы обязательно найдете по крайней мере один довольно большой конденсатор. Ниже показаны внутренности настенного адаптера постоянного тока на 9 В. Заметили там какие-нибудь конденсаторы?
Конденсаторов может быть больше, чем вы думаете! Есть четыре электролитических, похожих на консервные банки, конденсатора емкостью от 47 мкФ до 1000 мкФ. Большой желтый прямоугольник на переднем плане — колпачок из высоковольтной полипропиленовой пленки 0,1 мкФ. Синяя крышка в форме диска и маленькая зеленая посередине — керамические.
Хранение и подача энергии
Кажется очевидным, что если конденсатор хранит энергию, то одним из многих его применений будет подача этой энергии в цепь, как у батареи.
Проблема в том, что конденсаторы имеют гораздо более низкую плотность энергии , чем батареи; они просто не могут упаковать столько же энергии, сколько химические батареи того же размера (но этот разрыв сокращается!).
Преимущество конденсаторов в том, что они обычно служат дольше, чем батареи, что делает их более экологичным выбором. Они также способны отдавать энергию намного быстрее, чем батарея, что делает их подходящими для приложений, которым требуется кратковременный, но мощный всплеск мощности. Вспышка камеры могла получать питание от конденсатора (который, в свою очередь, вероятно, заряжался от батареи).
Аккумулятор или конденсатор?
| Battery | Capacitor | |
|---|---|---|
| Capacity | ✓ | |
| Energy Density | ✓ | |
| Charge/Discharge Rate | ✓ | |
| Life Span | ✓ |
Фильтрация сигналов
Конденсаторы обладают уникальной реакцией на сигналы различной частоты.
Они могут блокировать низкочастотные или постоянные компоненты сигнала, пропуская при этом более высокие частоты. Они как вышибала в очень эксклюзивном клубе только для высоких частот.
Фильтрация сигналов может быть полезна во всех приложениях обработки сигналов. Радиоприемники могут использовать конденсатор (среди других компонентов) для подавления нежелательных частот.
Другим примером конденсаторной фильтрации сигналов являются пассивные кроссоверные схемы внутри динамиков, которые разделяют один аудиосигнал на несколько. Последовательный конденсатор блокирует низкие частоты, поэтому оставшиеся высокочастотные части сигнала могут попасть на твитер динамика. В низкочастотной цепи сабвуфера высокие частоты в основном могут быть шунтированы на землю через параллельный конденсатор.
Очень простой пример схемы аудиокроссовера. Конденсатор блокирует низкие частоты, а катушка индуктивности блокирует высокие частоты. Каждый из них можно использовать для подачи надлежащего сигнала на настроенные аудиодрайверы.
Снижение номинального напряжения
При работе с конденсаторами важно проектировать свои схемы с конденсаторами, которые имеют гораздо более высокий допуск, чем потенциально самый высокий скачок напряжения в вашей системе.
Вот отличное видео от инженера SparkFun Шона о том, что происходит с различными типами конденсаторов, когда вы не снижаете номинал своих конденсаторов и превышаете их максимальное напряжение. Подробнее о его экспериментах можно прочитать здесь.
Покупка конденсаторов
Сохраните на этих небольших компонентах для хранения энергии или заставьте их работать в качестве начального блока питания.
Наши рекомендации:
Комплект конденсаторов SparkFun
В наличии
КОМПЛЕКТ-13698
11
Избранное
Любимый
84
Список желаний
Суперконденсатор — 10F/2.
5V
В наличии
COM-00746
3
Избранное
Любимый
33
Список желаний
Конденсатор керамический 0,1 мкФ
В наличии
COM-08375
1
Избранное
Любимый
16
Список желаний
Встраиваемая электроника для начинающих — комплект блока питания
Пенсионер
КОМПЛЕКТ-08373
Пенсионер
Избранное
Любимый
7
Список желаний
Хотите узнать больше об основных темах?
См.
нашу страницу Engineering Essentials , где представлен полный список краеугольных тем, связанных с электротехникой.
Отведи меня туда!
Ресурсы и дальнейшие действия
Ого. Почувствуйте себя экспертом по конденсаторам?! Хотите узнать больше об основах электроники? Если вы еще этого не сделали, почитайте о некоторых других распространенных компонентах электроники:
- Резисторы
- Диоды
- Переключатели
- Интегральные схемы
- Транзисторы
Или, может быть, некоторые из этих руководств привлекут ваше внимание?
- Аккумуляторные технологии
- Как включить проект
- Электроэнергия
ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- Нет ложки стр.
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Прорыв SparkFun VR IMU — BNO080 (Qwiic)
Нет в наличии
SEN-14686
5
Избранное
Любимый
14
Список желаний
SparkFun ESP8266 Thing Dev Starter Kit
Осталось всего 2!
КОМПЛЕКТ-15259
28,50 $
1
Избранное
Любимый
6
Список желаний
Датчик внешнего освещения SparkFun — VEML6030 (Qwiic)
Нет в наличии
SEN-15436
Избранное
Любимый
12
Список желаний
Комплект краевого света
В наличии
КОМПЛЕКТ-19791
25,00 $
Избранное
Любимый
0
Список желаний
Дрейфующий спуск с SparkFun OpenLog Artemis
26 августа 2020 г.