Šta je kondenzator? §52. Kondenzatori, njihova namjena i dizajn Kakvu ulogu imaju kondenzatori u tehnologiji?

U kojoj alternator proizvodi sinusni napon. Pogledajmo šta se dešava u kolu kada zatvorimo ključ. Razmotrićemo početni trenutak kada je napon generatora nula.

U prvoj četvrtini perioda, napon na terminalima generatora će porasti, počevši od nule, i kondenzator će početi da se puni. U krugu će se pojaviti struja, ali u prvom trenutku punjenja kondenzatora, unatoč činjenici da se napon na njegovim pločama tek pojavio i još uvijek je vrlo mali, struja u krugu (struja punjenja) bit će najveća. Kako se naboj na kondenzatoru povećava, struja u kolu se smanjuje i dostiže nulu u trenutku kada je kondenzator potpuno napunjen. U tom slučaju napon na pločama kondenzatora, striktno prateći napon generatora, postaje u ovom trenutku maksimalan, ali suprotnog predznaka, odnosno usmjeren prema naponu generatora.



Rice. 1. Promjena struje i napona u kolu sa kapacitivnošću

Dakle, struja juri najvećom silom u kondenzator bez punjenja, ali odmah počinje opadati kako se ploče kondenzatora pune nabojima i pada na nulu, potpuno ga napune.

Uporedimo ovu pojavu sa onim što se dešava sa protokom vode u cevi koja povezuje dve međusobno povezane posude (slika 2), od kojih je jedna napunjena, a druga prazna. Čim izvučete ventil koji blokira put vodi, voda će odmah juriti iz lijeve posude pod visokim pritiskom kroz cijev u praznu desnu posudu. Međutim, odmah će pritisak vode u cijevi početi postepeno slabiti, zbog izjednačavanja nivoa u posudama, i pasti na nulu. Protok vode će prestati.

Rice. 2. Promjena tlaka vode u cijevi koja povezuje komunikacione posude slična je promjeni struje u kolu tokom punjenja kondenzatora

Slično, struja prvo teče u nenapunjeni kondenzator, a zatim postepeno slabi kako se puni.

S početkom druge četvrtine perioda, kada napon generatora u početku počinje polako, a zatim sve brže opada, napunjeni kondenzator će se isprazniti do generatora, što će uzrokovati struju pražnjenja u kolu. Kako napon generatora opada, kondenzator se sve više prazni i struja pražnjenja u krugu raste. Smjer struje pražnjenja u ovoj četvrtini perioda je suprotan smjeru struje punjenja u prvoj četvrtini perioda. U skladu s tim, trenutna kriva, nakon što je prošla nultu vrijednost, sada se nalazi ispod vremenske ose.

Do kraja prvog poluciklusa napon na generatoru, kao i na kondenzatoru, brzo se približava nuli, a struja u kolu polako dostiže svoju maksimalnu vrijednost. Sjećajući se da je veličina struje u krugu veća, što je veća količina naboja koja se prenosi duž kruga, postat će jasno zašto struja dosegne svoj maksimum kada napon na pločama kondenzatora, a samim tim i naboj kondenzatora, brzo opada.

S početkom treće četvrtine perioda, kondenzator se ponovo počinje puniti, ali polaritet njegovih ploča, kao i polaritet generatora, mijenja se na suprotan, a struja nastavlja teći u istom smjeru Na kraju treće četvrtine perioda, kada naponi na generatoru i kondenzatoru dostignu svoj maksimum, struja postaje nula.

U posljednjoj četvrtini perioda, napon, opadajući, pada na nulu, a struja, mijenjajući svoj smjer u kolu, dostiže svoju maksimalnu vrijednost. Time se završava period, nakon čega počinje sljedeći, tačno ponavljajući prethodni itd.

dakle, pod uticajem naizmeničnog napona iz generatora, kondenzator se puni dva puta po periodu (prva i treća četvrtina perioda) i dva puta prazni (druga i četvrta četvrtina perioda). Ali pošto je izmjenjivanje jedna za drugom svaki put praćeno prolaskom struja punjenja i pražnjenja kroz kolo, možemo zaključiti da .

To možete provjeriti pomoću sljedećeg jednostavnog eksperimenta. Povežite kondenzator kapaciteta 4-6 mikrofarada na AC mrežu preko električne sijalice od 25 W. Lampica će se upaliti i neće se ugasiti dok se strujno kolo ne prekine. Ovo ukazuje da je naizmjenična struja prošla kroz kolo s kapacitivnošću. Međutim, on, naravno, nije prošao kroz dielektrik kondenzatora, već je u svakom trenutku predstavljao ili struju punjenja ili struju pražnjenja kondenzatora.

Dielektrik se, kao što znamo, polarizira pod utjecajem električnog polja koje u njemu nastaje kada se kondenzator napuni, a njegova polarizacija nestaje kada se kondenzator isprazni.

U ovom slučaju, dielektrik sa strujom prednapona koja nastaje u njemu služi kao neka vrsta nastavka kruga za izmjeničnu struju i prekida krug za jednosmjernu struju. Ali struja pomaka se generira samo unutar dielektrika kondenzatora, pa se stoga ne događa prijenos naboja kroz krug.

Otpor koji kondenzator daje naizmjeničnoj struji ovisi o vrijednosti kapacitivnosti kondenzatora i frekvenciji struje.

Što je veći kapacitet kondenzatora, to je veći naboj koji se prenosi kroz kolo tokom punjenja i pražnjenja kondenzatora, a samim tim i struja u kolu. Povećanje struje u krugu ukazuje da se njegov otpor smanjio.

dakle, Kako se kapacitivnost povećava, otpor kola naizmjeničnu struju opada.

Povećanje povećava količinu naboja prenesenog kroz krug, budući da se punjenje (kao i pražnjenje) kondenzatora mora dogoditi brže nego na niskoj frekvenciji. Istovremeno, povećanje količine prenesenog naboja po jedinici vremena ekvivalentno je povećanju struje u krugu i, posljedično, smanjenju njegovog otpora.

Ako nekako postupno smanjimo frekvenciju izmjenične struje i smanjimo struju na konstantnu, tada će se otpor kondenzatora spojenog na krug postupno povećavati i postati beskonačno velik (otvoren krug) do trenutka kada se pojavi.

dakle, Kako frekvencija raste, otpor kondenzatora na izmjeničnu struju se smanjuje.

Baš kao što se otpor zavojnice naizmjeničnom strujom naziva induktivnim, otpor kondenzatora se obično naziva kapacitivnim.

dakle, Kapacitivnost je veća, što je niža kapacitivnost kola i frekvencija struje koja ga napaja.

Kapacitet se označava sa Xc i meri se u omima.

Ovisnost kapacitivnosti o strujnoj frekvenciji i kapacitivnosti kola određena je formulom Xc = 1/ωS, gdje je ω - kružna frekvencija jednaka proizvodu 2π f, C-kapacitivnost kola u faradima.

Kapacitivna reaktancija, kao i induktivna reaktancija, je reaktivna po prirodi, budući da kondenzator ne troši energiju izvora struje.

Formula za kolo sa kapacitivnošću je I = U/Xc, gdje su I i U efektivne vrijednosti struje i napona; Xc je kapacitivnost kola.

Svojstvo kondenzatora da pružaju visoku otpornost na niskofrekventne struje i lako prolaze visokofrekventne struje široko se koristi u krugovima komunikacijske opreme.

Uz pomoć kondenzatora, na primjer, postiže se odvajanje jednosmjernih i niskofrekventnih struja od visokofrekventnih struja potrebnih za rad kola.

Ako je potrebno blokirati put niskofrekventne struje u visokofrekventni dio kola, serijski se spaja mali kondenzator. Pruža veliku otpornost na niskofrekventnu struju i istovremeno lako propušta struju visoke frekvencije.

Ako je potrebno spriječiti visokofrekventnu struju, na primjer, da uđe u strujni krug radio stanice, tada se koristi veliki kondenzator, spojen paralelno s izvorom struje. U ovom slučaju, struja visoke frekvencije prolazi kroz kondenzator, zaobilazeći krug napajanja radio stanice.

Aktivni otpor i kondenzator u kolu naizmjenične struje

U praksi se često dešavaju slučajevi kada je kolo u seriji sa kapacitivnošću.Ukupni otpor kola u ovom slučaju određuje se formulom

dakle, ukupni otpor kola koje se sastoji od aktivnog i kapacitivnog otpora naizmjenične struje jednak je kvadratnom korijenu zbira kvadrata aktivnog i kapacitivnog otpora ovog kola.

Ohmov zakon ostaje važeći za ovo kolo I = U/Z.

Na sl. Slika 3 prikazuje krivulje koje karakteriziraju fazne odnose između struje i napona u kolu koje sadrži kapacitivni i aktivni otpor.

Rice. 3. Struja, napon i snaga u kolu sa kondenzatorom i aktivnim otporom

Kao što se može vidjeti sa slike, struja u ovom slučaju ne vodi napon za četvrtinu perioda, već manje, jer je aktivni otpor narušio čisto kapacitivnu (reaktivnu) prirodu kola, o čemu svjedoči smanjena faza smjena. Sada će se napon na stezaljkama kola odrediti kao zbir dvije komponente: reaktivne komponente napona u c, koja ide na savladavanje kapacitivnosti kola, i aktivne komponente napona, koja savladava njegov aktivni otpor.

Što je veći aktivni otpor kola, manji će biti fazni pomak između struje i napona.

Kriva promjene snage u kolu (vidi sliku 3) dva puta je u toku perioda dobila negativan predznak, što je, kao što već znamo, posljedica reaktivne prirode kola. Što je krug manje reaktivan, to je manji fazni pomak između struje i napona i više energije troši strujni izvor.

Kondenzator, konder, klima uređaj - tako ga nazivaju iskusni stručnjaci - jedan od najčešćih elemenata koji se koriste u različitim električnim krugovima. Kondenzator je sposoban pohraniti naboj električne struje i prenijeti ga na druge elemente u električnom kolu.
Najjednostavniji kondenzator sastoji se od dvije pločaste elektrode razdvojene dielektrikom; na tim elektrodama se akumulira električni naboj različitog polariteta; jedna ploča će imati pozitivan naboj, a druga negativan naboj.

Princip rada kondenzatora i njegova namjena- Pokušaću da odgovorim kratko i vrlo jasno na ova pitanja. U električnim krugovima ovi uređaji se mogu koristiti u različite svrhe, ali njihova glavna funkcija je pohranjivanje električnog naboja, odnosno kondenzator prima električnu struju, pohranjuje je i potom je prenosi u kolo.

Kada je kondenzator spojen na električnu mrežu, električni naboj počinje da se akumulira na elektrodama kondenzatora. Na početku punjenja kondenzator troši najveću količinu električne struje; kako se kondenzator puni, električna struja se smanjuje i kada se kapacitet kondenzatora popuni, struja će potpuno nestati.

Kada se električni krug odvoji od izvora napajanja i spoji opterećenje, kondenzator prestaje primati naboj i prenosi akumuliranu struju na druge elemente, i sam, takoreći, postaje izvor napajanja.

Glavna tehnička karakteristika kondenzatora je njegov kapacitet. Kapacitet je sposobnost kondenzatora da akumulira električni naboj. Što je veći kapacitet kondenzatora, to više naboja može akumulirati i, shodno tome, otpustiti natrag u električni krug. Kapacitet kondenzatora se mjeri u Faradima. Kondenzatori se razlikuju po dizajnu, materijalima od kojih su napravljeni i područjima primjene. Najčešći kondenzator je - konstantni kondenzator, označen je na sljedeći način:

Kondenzatori konstantnog kapaciteta se izrađuju od širokog spektra materijala i mogu biti od metalnog papira, liskuna ili keramike. Takvi kondenzatori kao električna komponenta koriste se u svim elektroničkim uređajima.

Elektrolitički kondenzator

Sljedeći uobičajeni tip kondenzatora je polarni elektrolitički kondenzatori, njegova slika na električnoj shemi izgleda ovako -

Elektrolitički kondenzator se može nazvati i trajnim kondenzatorom jer se njegov kapacitet ne mijenja.

Ali eh elektrolitički kondenzatori imaju vrlo važnu razliku, znak (+) u blizini jedne od elektroda kondenzatora ukazuje da je riječ o polarnom kondenzatoru i kada ga povezujete u krug, mora se poštovati polaritet. Pozitivna elektroda mora biti povezana plus izvora napajanja, a negativ (koji nema znak plus) u skladu s negativnim - (na tijelu modernih kondenzatora primijenjena je oznaka negativne elektrode, ali pozitivna elektroda nije ni na koji način označena ).


Nepoštovanje ovog pravila može dovesti do kvara kondenzatora, pa čak i eksplozije, praćene rasipanjem folijskog papira i neugodnim mirisom (iz kondenzatora, naravno...). Elektrolitički kondenzatori mogu imati vrlo veliki kapacitet i, shodno tome, akumuliraju prilično veliki potencijal. Stoga su elektrolitski kondenzatori opasni čak i nakon isključenja struje, a ako se s njima nepažljivo rukuje, možete dobiti jak strujni udar. Stoga, nakon skidanja napona, za siguran rad s električnim uređajem (popravak elektronike, podešavanje i sl.), elektrolitički kondenzator se mora isprazniti kratkim spojem njegovih elektroda (to se mora učiniti posebnim pražnječem), posebno za velike kondenzatori koji se ugrađuju na izvore napajanja gdje postoji visoki napon.

Varijabilni kondenzatori.


Kao što razumijete iz imena, promjenjivi kondenzatori mogu promijeniti svoj kapacitet - na primjer, prilikom podešavanja radio prijemnika. U novije vrijeme, samo promjenjivi kondenzatori su korišteni za podešavanje radio prijemnika na željenu stanicu; rotiranjem gumba za podešavanje prijemnika mijenja se kapacitet kondenzatora. Varijabilni kondenzatori se i danas koriste u jednostavnim, jeftinim prijemnicima i predajnicima. Dizajn varijabilnog kondenzatora je vrlo jednostavan. Strukturno se sastoji od ploča statora i rotora, rotorske ploče su pomične i ulaze u statorske ploče bez dodirivanja potonjih. Dielektrik u takvom kondenzatoru je zrak. Kada ploče statora uđu u ploče rotora, kapacitivnost kondenzatora se povećava, a kada ploče rotora izađu, kapacitivnost se smanjuje. Oznaka varijabilnog kondenzatora izgleda ovako -

PRIMENA KONDENZATORA

Kondenzatori se široko koriste u svim oblastima elektrotehnike, koriste se u različitim električnim krugovima.
U kolu naizmjenične struje mogu poslužiti kao kapacitivnost. Uzmimo ovaj primjer: kada su kondenzator i sijalica spojeni serijski na bateriju (jednosmjerna struja), sijalica se neće upaliti.


Ako spojite takav krug na izvor izmjenične struje, sijalica će zasvijetliti, a intenzitet svjetla će direktno ovisiti o vrijednosti kapacitivnosti korištenog kondenzatora.

Zahvaljujući ovim kvalitetama, kondenzatori se koriste kao filteri u krugovima koji potiskuju visokofrekventne i niskofrekventne smetnje.

Kondenzatori se također koriste u raznim impulsnim krugovima gdje je potrebno brzo nakupljanje i oslobađanje velikog električnog naboja, u akceleratorima, foto bljeskalicama, impulsnim laserima, zbog sposobnosti akumulacije velikog električnog naboja i brzog prijenosa na druge elemente mreža sa malim otporom, stvarajući snažan impuls.Kondenzatori se koriste za izglađivanje talasa tokom ispravljanja napona. Sposobnost kondenzatora da zadrži naboj dugo vremena omogućava njihovu upotrebu za pohranjivanje informacija. A ovo je samo kratka lista svega gdje se kondenzator može koristiti.

Kako nastavite sa studijama elektrotehnike, otkrit ćete još mnogo zanimljivih stvari, uključujući rad i korištenje kondenzatora. Ali ove informacije će vam biti dovoljne da shvatite i krenete naprijed.

Kako provjeriti kondenzator

Za provjeru kondenzatora potreban vam je uređaj, tester ili drugi multimetar. Postoje posebni uređaji koji mjere kapacitivnost (C), ali ti uređaji koštaju, a često ih nema smisla kupovati za kućnu radionicu, pogotovo jer na tržištu postoje jeftini kineski multimetri s funkcijom mjerenja kapaciteta. Ako vaš tester nema takvu funkciju, možete koristiti uobičajenu funkciju biranja - do kako zvoniti multimetrom, kao kod provjere otpornika - šta je otpornik. Kondenzator se može provjeriti na "kvar", u ovom slučaju otpor kondenzatora je vrlo velik, gotovo beskonačan (ovisno o materijalu od kojeg je kondenzator napravljen). Elektrolitički kondenzatori se provjeravaju na sljedeći način - Potrebno je uključiti tester u režimu kontinuiteta, spojiti sonde uređaja na elektrode (noge) kondenzatora i pratiti očitavanje na indikatoru multimetra, očitavanje multimetra će se promijeniti prema dolje dok se potpuno ne zaustavi. Nakon čega trebate zamijeniti sonde, očitanja će se početi smanjivati ​​gotovo na nulu. Ako se sve desilo kako sam opisao, Conder radi. Ako nema promjene u očitanjima ili očitanja odmah postanu velika ili uređaj pokazuje nulu, kondenzator je neispravan. Lično, više volim da provjeravam "klima uređaje" pomoću mjerača; glatko kretanje igle je lakše pratiti nego treptanje brojeva u prozoru indikatora.


Kapacitet kondenzatora mjereno u faradima, 1 farad je ogromna vrijednost. Takav kapacitet će imati metalnu kuglu čije će dimenzije premašiti veličinu našeg sunca za 13 puta. Sfera veličine planete Zemlje imala bi kapacitet od samo 710 mikrofarada. Obično je kapacitet kondenzatora koje koristimo u električnim uređajima naznačen u mikrofaradima (mF), pikofaradima (nF), nanofaradima (nF). Trebali biste znati da je 1 mikrofarad jednak 1000 nanofarada. Prema tome, 0,1 uF je jednako 100 nF. Pored glavnog parametra, na tijelu elemenata je naznačeno dopušteno odstupanje stvarnog kapaciteta od navedenog i napon za koji je uređaj dizajniran. Ako se prekorači, uređaj može pokvariti.

Ovo znanje će vam biti dovoljno da započnete i da samostalno nastavite proučavati kondenzatore i njihova fizička svojstva u specijalnoj tehničkoj literaturi. Želim vam uspjeh i istrajnost!

Ljudi koji su daleko od tehnologije ni ne pomišljaju da dizajn modernih električnih uređaja sadrži različite elemente koji ovu opremu čine da radi. Oni čak i ne razumiju o čemu govore kada stručnjaci oko njih govore o tehnologiji. Ali ponekad ih radoznalost nadvlada i počnu postavljati pitanja. Na primjer, zasto ti treba kondenzator?

Da bismo zadovoljili radoznalost, pokušat ćemo objasniti njegove funkcije i identificirati u kojim područjima su kondenzatori našli svoju primjenu.

Šta je kondenzator?

Kondenzator, popularno poznat kao "conder", je uređaj koji se koristi u električnim krugovima za skladištenje električne energije. Kondenzatori se koriste u filtriranju šuma, u filterima za uglađivanje u izvorima napajanja, međustepenim komunikacijskim krugovima i u mnogim drugim oblastima radiotehnike.

Dizajn i korišteni materijali određuju električne karakteristike Condera. Kondenzatorski uređaj uključuje ploče (ili ploče) koje se nalaze jedna ispred druge. Izrađene su od provodljivog i izolacionog materijala. Liskun ili papir se mogu koristiti kao izolacija.

Kapacitet kondenzatora može varirati. Povećava se u veličini proporcionalno površini ploča, a njegovo smanjenje se događa ovisno o udaljenosti između njih. Radni napon kondenzatora je veoma važan. Ako je maksimalni napon prekoračen, kondenzator se može pokvariti zbog proboja dielektrika.

Kako je sve počelo

Princip proizvodnje ovog uređaja bio je poznat dosta dugo, zahvaljujući njemačkom fizičaru Ewaldu Jurgenu von Kleistu i njegovom holandskom kolegi Peteru van Musschenbroecku. Oni su bili tvorci prvog kondenzatora na svijetu. Njihova zamisao bila je mnogo primitivnija od svojih modernih kolega, jer su zidovi staklene posude djelovali kao dielektrik. Danas je tehnologija mnogo naprednija, a stvaranje novih materijala uvelike je poboljšalo dizajn kondenzatora.

Sjajni inženjer elektrotehnike Pavel Yablochkov također je mogao postići izvanredne rezultate u razvoju kondenzatora i njihovoj upotrebi. Napravio je mnoge publikacije na ovu temu. Pavel Nikolajevič je savršeno razumio zašto ti treba kondenzator , dakle, bio je jedan od prvih koji je uključio "konder" u krug naizmjenične struje. To je bilo od velikog značaja za razvoj i uspostavljanje elektro i radiotehnike.

Danas su dostupni različiti kondenzatori, ali svi se oslanjaju na dvije metalne ploče koje su izolovane jedna od druge.

Gdje se koriste kondenzatori?

Kondenzatori nas okružuju u mnogim područjima, zauzimajući posebnu nišu u elektronici.

  1. Televizijska ili radijska oprema ne može bez kondenzatora. Koriste se za ispravljačke filtere, kreiranje i podešavanje oscilatornih kola, razdvajanje kola sa različitim frekvencijama i još mnogo toga.
  2. Radarska tehnologija ih koristi za proizvodnju impulsa veće snage i za oblikovanje impulsa.
  3. Za gašenje varnica u kontaktima, razdvajanje struja različitih frekvencija, razdvajanje kola jednosmerne i naizmenične struje, potrebni su „konderi“ u telegrafiji i telefoniji.
  4. U telemehanici i automatizaciji koriste se za kreiranje senzora po kapacitivnom principu. Ovdje je potrebno i gašenje iskri u kontaktima, odvajanje strujnih krugova itd.
  5. U posebnim uređajima za skladištenje koji se koriste u računarskoj tehnici.
  6. Za dobijanje snažnih impulsa u laserskoj tehnologiji.

Moderna elektroprivreda koristi i cijeli ovaj izum: za povezivanje potrebne opreme na dalekovod radi povećanja faktora snage, za regulaciju napona u distributivnim mrežama, za zaštitu od prenapona, za električno zavarivanje, suzbijanje radio smetnji i još mnogo toga. .

Zašto vam treba kondenzator? više? Za metalnu industriju, automobilsku i medicinsku opremu, za korištenje atomske energije, u fotografskoj tehnologiji za proizvodnju svjetlosnih bljeskova i zračnoj fotografiji. Čak ni rudarska industrija ne može bez kondenzatora. Neki kondenzatori mogu biti vrlo sićušni i težiti manje od jednog grama, dok su njihovi drugi "drugovi" teški nekoliko tona i visoki su više od dva metra.

Ogromna raznolikost vrsta kondenzatora omogućila je njihovu upotrebu u različitim područjima djelatnosti, tako da ne možemo bez njih.

Kondenzator je pasivna elektronska komponenta koja ima dva pola sa fiksnom ili promjenjivom vrijednošću kapacitivnosti. Takođe ima nisku provodljivost. Važno je razumjeti zašto je potreban kondenzator u elektromotoru, jer prema informacijama predstavljenim na forumima, mnogi ljudi imaju pogrešnu ideju o tome i jednostavno podcjenjuju važnost ovog uređaja.

Za šta se koristi kondenzator?

Uređaj se koristi u svim električnim i radio krugovima. Za koje je svrhe kondenzator uključen u krug:

  1. Djeluje kao otpor, što mu omogućava da se koristi kao filter za suzbijanje visokofrekventnih i niskofrekventnih smetnji.
  2. Koriste se za foto bliceve i lasere, a sve zahvaljujući sposobnosti uređaja da akumulira punjenje i brzo se prazni, stvarajući puls.
  3. Pomaže u kompenziranju reaktivne energije, omogućavajući joj upotrebu u industriji.
  4. Zahvaljujući sposobnosti akumuliranja i zadržavanja naboja dugo vremena, kondenzator se može koristiti za pohranjivanje informacija i napajanje uređaja male snage.

Za šta se koristi automobilski kondenzator?

Ovaj uređaj može obavljati nekoliko funkcija u automobilu. Na primjer, koriste se za stvaranje visokog napona u cijelom električnom sistemu u automobilu. Najčešće se za akustiku automobila koristi kondenzator. Govoreći o tome zašto su kondenzati potrebni u audio sistemu automobila, napominjemo da je njegova glavna svrha pomoći pojačalu da brzo isporuči dostupnu snagu na niskim frekvencijskim vrhovima.

Ako se kondenzator ne koristi u sistemu zvučnika, tada bas zvuk neće biti tako jasan, a može doći i do nestanka u napajanju cijele električne mreže automobila. Takvi udari struje u konačnici mogu dovesti do jednostavnog kvara subwoofera.

Prilikom odabira kondenzatora za automobil držite se pravila da na 1 kW snage treba biti 1 F. Birajte kvalitetne kondenzatore i najbolje je da imaju mogućnost kontrole punjenja.

Također je vrijedno shvatiti kako pravilno instalirati kondenzator. Najbolje je to učiniti što bliže pojačalu subwoofera, jer je to mjesto gdje je najveće opterećenje. Razmak ne smije biti veći od 60 cm Vrsta priključka – paralelna.

Zašto je potreban kondenzator u elektromotoru?

Da bi neki motori ispravno radili, potrebno je koristiti kondenzator za pokretanje i rad. Glavna svrha startnog kondenzatora je poboljšanje performansi pokretanja motora. Ovaj uređaj pomaže u smanjenju vremena koje je potrebno motoru da uđe u svoj radni režim, istovremeno povećavajući obrtni moment i olakšavajući proces pokretanja motora.

Što se tiče radnog kondenzatora, on je uključen u rad tokom cijelog radnog vremena motora. Ovaj uređaj osigurava zagrijavanje namotaja dozvoljeno standardima, optimalnu nosivost i efikasnost elektromotora. On je takođe Pomaže maksimizirati okretni moment i produžiti vijek trajanja motora.

Sada morate saznati koji je kondenzator potreban za motor. Kapacitet ovog uređaja obično se bira na osnovu toga da treba biti 6,6 mF na 100 W. Ponekad je ova vrijednost pogrešna, pa je najbolje odabrati kapacitet eksperimentiranjem. Postoji nekoliko metoda odabira, ali najtočnije vrijednosti mogu se dobiti spajanjem motora preko ampermetra. Važno je kontrolirati trenutnu potrošnju na različitim kapacitetima. Zadatak je pronaći pri kojoj će kapacitivnosti trenutna vrijednost na ampermetru biti minimalna.

Kondenzatori obavljaju mnoge korisne funkcije u krugovima elektroničkih uređaja uprkos jednostavnom dizajnu. Ako rastavite nekoliko radio-elektronskih uređaja kako biste ih detaljno prebrojali, ispostavilo se da će broj elemenata o kojima se govori u ovom članku premašiti broj drugih pojedinačnih radioelektronskih uređaja, uključujući. S obzirom na ovu okolnost, posebnu pažnju treba obratiti na dizajn, strukturu i princip rada kondenzatora.

Princip rada kondenzatora

Da biste bolje razumjeli princip rada kondenzatora, razmotrite njegov dizajn. Najjednostavniji kondenzator se sastoji od dvije metalne ploče koje se nazivaju ploče. Između ploča nalazi se dielektrik, odnosno tvar koja praktički ne propušta električnu struju. Poklopci u pravilu imaju iste geometrijske dimenzije (kvadrat, pravougaonik, krug) i jednake su po površini. Ploče se izrađuju od aluminijuma, bakra ili plemenitih metala. Prisutnost plemenitih metala u sastavu ploča uzrokuje povećani lov na radio tržištima za sovjetskim uzorcima ovog radioelektronskog elementa.

Kao dielektrik koji se nalazi između ploča koristi se suvi papir, keramika, porculan, vazduh itd.

Princip rada kondenzatora je sljedeći. Ako je jedna ploča spojena na plus izvora električne struje, a druga na minus, tada će obje ploče biti napunjene suprotnim nabojima. Punjenje će se nastaviti na pločama čak i nakon što se izvor napajanja isključi. To se objašnjava činjenicom da naboji različitih znakova (“+” i “-”) teže međusobno privlačenju. Međutim, to je spriječeno dielektrikom (materijal koji ne provodi naboje) koji se nalazi na njihovom putu. Stoga naboji raspoređeni po cijeloj površini ploča ostaju na svojim mjestima i drže se silama uzajamnog privlačenja.

Dielektrična polarizacija

Ova pojava se naziva akumulacija električnih naboja. A kondenzator se naziva akumulatorom električnog polja, jer oko svakog naboja djeluje električno polje, pod čijim se utjecajem dielektrik polarizira, odnosno njegovi molekuli postaju polarni - imaju jasno definirane pozitivne i negativne polove. Polovi molekula neprovodne tvari orijentirani su duž linija električnog polja koje stvaraju naboji smješteni na pločama. Štaviše, negativni pol molekule je usmjeren prema pozitivnoj ploči, a pozitivni pol - prema negativnoj.

Sposobnost akumulacije električnih naboja karakterizira kapacitivnost kondenzatora, otuda i njegova oznaka na crtežima električnih kola C (engleski) c apacitoruređaj za skladištenje). Slično kao i kapacitet posude - što je veći kapacitet posude, to može zadržati više tekućine.

Kapacitet kondenzatora se odnosi na glavni parametar i mjeri se u farads [F ], nazvan po istaknutom engleskom fizičaru Michaelu Faradayu.

Imajte na umu: ispravno je reći ne “jedan farad”, već “jedan farad”.

Kondenzator ima kapacitet od jednog farada, koji akumulira naboj od , ako se na ploče primijeni napon od jednog volta.

Ranije se često moglo čuti izjava da je kapacitet in 1 F– ovo je mnogo – skoro kapacitet naše planete. Međutim, sada, s pojavom superkondenzatora, to više ne govore, jer kapacitet potonjih doseže stotine farada. Međutim, većina elektronskih kola koristi manje uređaje za skladištenje. C – pikofaradi, nanofaradi i mikrofaradi.

Proračun kapacitivnosti kondenzatora

Izračunavanje kapacitivnosti kondenzatora je prilično jednostavno. Određuje ga tri parametra: površina ploče S , razmak između ploča d i tip dielektrika ε :

Fizičko značenje ove formule je sljedeće: što je veća površina ploča, to se više naboja može locirati (akumulirati) na njoj; Što je veća udaljenost između ploča i, shodno tome, između naboja, to je manja sila njihovog međusobnog privlačenja - slabije se drže na pločama, pa je nabojima lakše napustiti ploče, što dovodi do smanjenja u njihovom broju, a samim tim i smanjenje kapaciteta uređaja za skladištenje električnog polja.

Dielektrična konstanta ε pokazuje koliko puta naelektrisanje kondenzatora sa datim dielektrikom premašuje naelektrisanje sličnog uređaja za skladištenje ako postoji vakuum između njegovih ploča iste površine i koje se nalaze na istoj udaljenosti. Za vazduh ε jednak jedinici, odnosno, praktično se ne razlikuje od vakuuma. Suvi papir ima dielektričnu konstantu dvostruko veću od zraka; porcelan - četiri i po puta ε = 4.5. Kondenzatorska keramika ima ε = 10..200 jedinica.

Iz ovoga slijedi važan zaključak: da bi se postigao maksimalni kapacitet uz zadržavanje istih geometrijskih dimenzija, treba koristiti dielektrik s maksimalnom dielektričnom konstantom. Stoga se keramika koristi u široko korištenim ravnim kondenzatorima.

Kondenzator u DC i AC krugovima

Budući da između ploča kondenzatora postoji dielektrik, električna struja ne može teći s jedne ploče na drugu, stoga se formira otvoreni krug za jednosmjernu i izmjeničnu struju. Stoga sa sigurnošću možemo reći da kondenzator ne propušta jednosmjernu struju! Također ne dozvoljava prolazak naizmjenične struje, ali naizmjenična struja stalno puni uređaj za skladištenje, što stvara sliku naizmjenične struje koja prolazi kroz ploče kondenzatora.

Ako se na ploče ispražnjenog kondenzatora primijeni konstantni napon, električna struja će početi teći u krugu. Kako se puni, struja će se smanjivati ​​i ako su naponi na pločama i izvoru napajanja jednaki, struja će prestati teći - nastat će prekid u električnom kolu.

Fiksni kondenzatori

Kapacitet takvih kondenzatora nije predviđen da se menja tokom rada radio-elektronske opreme. Odlikuju se najrazličitijim i geometrijskim veličinama - od glave šibica do ogromnih ormarića i najčešće se koriste u tiskanim pločama elektroničkih uređaja. Najčešći primjerci prikazani su na fotografiji.

Varijabilni kondenzatori KPE

Za promjenu kapacitivnosti zasebne jedinice električnog kruga direktno tijekom rada elektroničkog uređaja koriste se varijabilni kondenzatori (VCA). KPI su se uglavnom koristili u starim prijemnicima za podešavanje oscilirajućeg kruga na rezonantnu frekvenciju radio stanice. Međutim, sada se umjesto KPI-a koriste varikapi - poluvodičke diode, čiji je kapacitet određen vrijednošću isporučenog obrnutog napona. Sada je dovoljno promijeniti napon koji se dovodi do varikapa kako bi se promijenila kapacitivnost potonjeg, a kao rezultat, frekvencija oscilatornog kruga.

KPI se po pravilu sastoji od većeg broja paralelnih metalnih ploča razdvojenih zrakom, pa su njihove dimenzije vrlo značajne. Varikapi, naprotiv, imaju mnogo manje dimenzije, zbog čega su zamijenili KPE.

Trimer kondenzatori se koriste u jedinicama za finalno podešavanje elektronske opreme. Najčešće se nalaze u raznim vrstama oscilatornih kola ili u uređajima koji se odnose na formiranje frekvencije; u mernim instrumentima. Mogu se naći i u sondama digitalnih osciloskopa. Tamo se koriste za eliminaciju intrinzične kapacitivnosti mjernih sondi, što omogućava da se greške što je više moguće eliminišu pri izvođenju mjerenja visokofrekventnih signala.

Glavna razlika i prednost elektrolitskih kondenzatora je njihov veliki kapacitet uz male dimenzije. Zbog ovog svojstva, naširoko se koriste kao električni filteri za izravnavanje ispravljenog napona, što ih čini sastavnim dijelom svakog napajanja.

Konstrukcijski, elektrolitički kondenzator je napravljen od aluminijske folije, koja služi kao jedna od ploča. Folija je namotana u rolu u obliku cilindra, što vam omogućava da povećate aktivnu površinu obloge. Na foliju se nanosi oksidni sloj, koji je dielektrik. Druga ploča je sloj elektrolita ili poluvodiča. Iz tog razloga su elektrolitski kondenzatori polarni (nepolarni se koriste mnogo rjeđe), odnosno polaritet se mora poštovati prilikom njihovog povezivanja u krug. U suprotnom će propasti, najčešće će eksplodirati. Stoga biste trebali biti izuzetno oprezni pri povezivanju takvog radio-elektronskog elementa u električni krug, što se često zaboravlja učiniti prilikom zamjene ove komponente.

Negativni terminal novog elektrolitskog kondenzatora je kraći od pozitivnog, a na kućište pored njega se stavlja odgovarajući znak minus. U sovjetskom označavanju, naprotiv, označen je pozitivni terminal, na čijoj je strani znak "+" na kućištu.

Također, kućišta elektrolitskih kondenzatora moraju sadržavati vrijednosti tri glavna parametra: nominalna vrijednost kapaciteta , maksimalni dozvoljeni napon i maksimalna radna temperatura .

Ako je sve jasno sa kapacitetom i dozvoljenom temperaturom, onda posebnu pažnju treba obratiti na napon.

Elektrolitički kondenzator se ne smije napajati s naponom većim od onog naznačenog na kućištu. . U suprotnom će eksplodirati. Većina programera elektronske opreme savjetuje da napon na pločama ne prelazi 80% dozvoljene vrijednosti.

Označavanje kondenzatora u kolima

Na crtežima električnih dijagrama, oznaka kondenzatora je strogo standardizirana. Međutim, ovaj radio-elektronski element se uvijek može prepoznati u kolu po dvije paralelne, susjedne okomite linije. Dvije okomite linije označavaju dvije strane. Ove crtice su potpisane latiničnim slovom C , pored kojeg je naznačen serijski broj elementa u kolu, a ispod ili sa strane je naznačena vrijednost kapacitivnosti u mikrofaradima ili pikofaradima.

Oznake kondenzatora

Kako se elektronika razvija, tako se razvija i baza elemenata. Budući da mnoge zemlje proizvode svoje radioelektronske elemente, njihove oznake se razlikuju od oznaka radioelektronskih elemenata u drugim zemljama. Stoga su se u prvim fazama proizvodnje industrijske elektronike koristile mnoge različite vrste označavanja, ali je želja za unificiranjem dovela do manje ili više pojednostavljenja. To je omogućilo da se označavanje kondenzatora dovede do općih pravila. A prednost je ovdje očigledna - radio-elektronski element proizveden u jednoj zemlji sada se vrlo lako može uporediti s analogom proizvedenim u drugoj zemlji. Idealno bi bilo sve vrste oznaka i oznaka svesti na jednu vrstu, što je već gotovo u potpunosti ostvareno.

Međutim, sovjetski kondenzatori, koji se odlikuju malom, ali raznolikom oznakom, još uvijek su u širokoj opticaju. Sve je bilo uključeno u sovjetske oznake - brojevi, slova i boje. Štaviše, i brojevi i slova, kao i boje, brojevi i slova, aplicirani su na kućišta elemenata. Brojevi označavaju vrijednost, slova označavaju mjerne jedinice.

Češći tip označavanja sastoji se od brojeva koji označavaju kapacitet u pico farads , ne brkati sa faradima! Uvijek treba imati na umu da je, za razliku od otpornika koji se označavaju u omima, osnovna dimenzija, bez obzira na način označavanja, pico farads (ako su brojevi odvojeni zarezom, onda mikro farads ). Općenito, brojanje kapacitivnosti počinje od picofarad .

Također, ranije se koristilo samo označavanje u boji - jednobojna boja sa obojenom tačkom. Parametri se mogu odrediti samo pomoću priručnika.

Vrste oznaka o kojima je bilo riječi postupno izlaze iz upotrebe, ali ih se uvijek sjećaju stručnjaci koji popravljaju sovjetsku opremu u kojoj radioelementi imaju "staru" oznaku.

Najuspješniji i najsavršeniji način označavanja elektronskih elemenata je digitalno kodiranje. Digitalno kodiranje kondenzatora, poput otpornika, uključuje upotrebu samo tri znamenke. Ovaj pristup omogućava implementaciju mnogih kombinacija. Dvije cifre na lijevoj strani označavaju mantisu, odnosno značajan broj, a posljednja - treća cifra pokazuje koliko nula treba dodati prethodne dvije cifre. Na primjer, ako kućište pogona pokazuje 153 , tada je njegov kapacitet jednak 15 ×10 3 = 15000 pF = 15 nF = 0,015 µF.

Osim kapaciteta, drajvove karakterizira niz osnovnih parametara o kojima će biti riječi u nastavku.

Označavanje SMD kondenzatori

Označavanje SMD kondenzatora može se primijeniti na kućište u obliku digitalnog kodiranja, ali u velikoj većini je to pomalo zbunjujuća enkripcija koja se sastoji od jednog ili dva slova latinične abecede. Ako postoje dva slova, onda prvo označava proizvođača, što nas u manjoj mjeri zanima. Ali drugo ili jedino slovo označava mantisu, na isti način kao u digitalnom kodiranju. Preostala znamenka pokazuje broj nula nakon mantise. Možete dešifrirati digitalnu vrijednost slova koristeći donju tabelu.

SMD diskovi sa sličnim karakteristikama također se razlikuju po veličini. Brojne standardne veličine prikazane su u tabeli i slici ispod. Posebno je važno voditi računa o dimenzijama radioelektronskih elemenata prilikom projektovanja štampanih ploča.

Označavanje elektrolitskih SMD kondenzatora praktički se ne razlikuje od njihovih izlaznih kolega. Negativan jastučić je označen crnom oznakom na ravnoj strani kućišta na strani odgovarajućeg jastučića. Također su naznačeni dozvoljeni napon u voltima i kapacitet u mikrofaradima.

Vrlo često postoje slučajevi koji nemaju nikakve oznake na sebi. Ovdje može pomoći samo mjerač kapacitivnosti.

Serijsko povezivanje kondenzatora

Povezivanje kondenzatora u seriju omogućava vam da primijenite veći napon na njihove ploče nego na poseban uređaj za pohranu. Napon na pločama je raspoređen u zavisnosti od kapacitivnosti elementa.

Ako dva pogona imaju isti kapacitet, tada se dovedeni napon ravnomjerno raspoređuje između njih. Međutim, ukupan kapacitet će biti upola manji od zasebnog pogona.

Općenito, pravilo koje treba zapamtiti je da kada su kondenzatori povezani u seriju, oni mogu izdržati veće napone, ali to dolazi po cijenu smanjene kapacitivnosti.

Paralelno spajanje kondenzatora

Ovaj način povezivanja je najčešći u praktičnim primjenama, jer kapacitet jednog pogona nije uvijek dovoljan, posebno kod električnih filtera visokokvalitetnih izvora napajanja. Paralelno povezivanje kondenzatora ostvaruje zbir kapacitivnosti pojedinačnih uređaja za skladištenje podataka. Ovo je prilično lako zapamtiti, na osnovu gornje formule, koja pokazuje da kako se površina ploča povećava, kapacitivnost se povećava.

Stoga, kada se kondenzatori spajaju paralelno, dolazi do svojevrsnog povećanja površine ploča, zbog čega su u stanju akumulirati veći broj električnih naboja.

Ovdje se raspravlja o glavnim parametrima i nazivnim vrijednostima kondenzatora.