Соединение конденсаторов.
Как правильно соединять конденсаторы?
У многих начинающих любителей электроники в процессе сборки самодельного устройства возникает вопрос: “Как правильно соединять конденсаторы?”
Казалось бы, зачем это надо, ведь если на принципиальной схеме указано, что в данном месте схемы должен быть установлен конденсатор на 47 микрофарад, значит, берём и ставим. Но, согласитесь, что в мастерской даже заядлого электронщика может не оказаться конденсатора с необходимым номиналом!
Похожая ситуация может возникнуть и при ремонте какого-либо прибора. Например, необходим электролитический конденсатор ёмкостью 1000 микрофарад, а под рукой лишь два-три на 470 микрофарад. Ставить 470 микрофарад, вместо положенных 1000? Нет, это допустимо не всегда. Так как же быть? Ехать на радиорынок за несколько десятков километров и покупать недостающую деталь?
Как выйти из сложившейся ситуации? Можно соединить несколько конденсаторов и в результате получить необходимую нам ёмкость. В электронике существует два способа соединения конденсаторов:
В реальности это выглядит так:
Параллельное соединение
Принципиальная схема параллельного соединения
Последовательное соединение
Принципиальная схема последовательного соединения
Также можно комбинировать параллельное и последовательное соединение. Но на практике вам вряд ли это пригодиться.
Как рассчитать общую ёмкость соединённых конденсаторов?
Помогут нам в этом несколько простых формул. Не сомневайтесь, если вы будете заниматься электроникой, то эти простые формулы рано или поздно вас выручат.
Общая ёмкость параллельно соединённых конденсаторов:
С1 – ёмкость первого;
С2
С3 – ёмкость третьего;
СN – ёмкость N-ого конденсатора;
Cобщ – суммарная ёмкость составного конденсатора.
Как видим, при параллельном соединении ёмкости нужно всего-навсего сложить!
Внимание! Все расчёты необходимо производить в одних единицах. Если выполняем расчёты в микрофарадах, то нужно указывать ёмкость C1, C2 в микрофарадах. Результат также получим в микрофарадах. Это правило стоит соблюдать, иначе ошибки не избежать!
Чтобы не допустить ошибку при переводе микрофарад в пикофарады, а нанофарад в микрофарады, необходимо знать сокращённую запись численных величин. Также в этом вам поможет таблица. В ней указаны приставки, используемые для краткой записи и множители, с помощью которых можно производить пересчёт. Подробнее об этом читайте здесь.
Ёмкость двух последовательно соединённых конденсаторов можно рассчитать по другой формуле. Она будет чуть сложнее:
Внимание! Данная формула справедлива только для двух конденсаторов! Если их больше, то потребуется другая формула. Она более запутанная, да и на деле не всегда пригождается .
Или то же самое, но более понятно:
Если вы проведёте несколько расчётов, то увидите, что при последовательном соединении результирующая ёмкость будет всегда меньше наименьшей, включённой в данную цепочку. Что это значить? А это значит, что если соединить последовательно конденсаторы ёмкостью 5, 100 и 35 пикофарад, то общая ёмкость будет меньше 5.
В том случае, если для последовательного соединения применены конденсаторы одинаковой ёмкости, эта громоздкая формула волшебным образом упрощается и принимает вид:
Здесь, вместо буквы M ставиться количество конденсаторов, а C1 – его ёмкость.
Стоит также запомнить простое правило:
При последовательном соединении двух конденсаторов с одинаковой ёмкостью результирующая ёмкость будет в два раза меньше ёмкости каждого из них.
Таким образом, если вы последовательно соедините два конденсатора, ёмкость каждого из которых 10 нанофарад, то в результате она составит 5 нанофарад.
Не будем пускать слов по ветру, а проверим конденсатор, замерив ёмкость, и на практике подтвердим правильность показанных здесь формул.
Возьмём два плёночных конденсатора. Один на 15 нанофарад (0,015 мкф.),а другой на 10 нанофарад (0,01 мкф.) Соединим их последовательно. Теперь возьмём мультиметр Victor VC9805+ и замерим суммарную ёмкость двух конденсаторов. Вот что мы получим (см. фото).
Замер ёмкости при последовательном соединении
Ёмкость составного конденсатора составила 6 нанофарад (0,006 мкф.)
А теперь проделаем то же самое, но для параллельного соединения. Проверим результат с помощью того же тестера (см. фото).
Измерение ёмкости при параллельном соединении
Как видим, при параллельном соединении ёмкость двух конденсаторов сложилась и составляет 25 нанофарад (0,025 мкф.).
Что ещё необходимо знать, чтобы правильно соединять конденсаторы?
Во-первых, не стоит забывать, что есть ещё один немаловажный параметр, как номинальное напряжение.
При последовательном соединении конденсаторов напряжение между ними распределяется обратно пропорционально их ёмкостям. Поэтому, есть смысл при последовательном соединении применять конденсаторы с номинальным напряжением равным тому, которое имеет конденсатор, взамен которого мы ставим составной.
Если же используются конденсаторы с одинаковой ёмкостью, то напряжение между ними разделится поровну.
Для электролитических конденсаторов.
При соединении электролитических конденсаторов (электролитов) строго соблюдайте полярность! При параллельном соединении всегда подключайте минусовой вывод одного конденсатора к минусовому выводу другого,а плюсовой вывод с плюсовым.
Параллельное соединение электролитов
Схема параллельного соединения
В последовательном соединении электролитов ситуация обратная. Необходимо подключать плюсовой вывод к минусовому. Получается что-то вроде последовательного соединения батареек.
Последовательное соединение электролитов
Схема последовательного соединения
Также не забывайте про номинальное напряжение. При параллельном соединении каждый из задействованных конденсаторов должен иметь то номинальное напряжение, как если бы мы ставили в схему один конденсатор. То есть если в схему нужно установить конденсатор с номинальным напряжением на 35 вольт и ёмкостью, например, 200 микрофарад, то взамен его можно параллельно соединить два конденсатора на 100 микрофарад и 35 вольт. Если хоть один из них будет иметь меньшее номинальное напряжение (например, 25 вольт), то он вскоре выйдет из строя.
Желательно, чтобы для составного конденсатора подбирались конденсаторы одного типа (плёночные, керамические, слюдяные, металлобумажные). Лучше всего будет, если они взяты из одной партии, так как в таком случае разброс параметров у них будет небольшой.
Конечно, возможно и смешанное (комбинированное) соединение, но в практике оно не применяется (я не видел ). Расчёт ёмкости при смешанном соединении обычно достаётся тем, кто решает задачи по физике или сдаёт экзамены 🙂
Тем же, кто не на шутку увлёкся электроникой непременно надо знать, как правильно соединять резисторы и рассчитывать их общее сопротивление!
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Соединение конденсаторов — Основы электроники
Рисунок 1. Способы соединения конденсаторов.
Параллельное соединение конденсаторов.
Если группа конденсаторов включена в цепь таким образом, что к точкам включения непосредственно присоединены пластины всех конденсаторов, то такое соединение называется параллельным соединением конденсаторов (рисунок 2.).
При заряде группы конденсаторов, соединенных параллельно, между пластинами всех конденсаторов будет одна и та же разность потенциалов, так как все они заряжаются от одного и того же источника тока. Общее же количество электричества на всех конденсаторах будет равно сумме количеств электричества, помещающихся на каждом из конденсаторов, так как заряд каждого их конденсаторов происходит независимо от заряда других конденсаторов данной группы. Исходя из этого, всю систему параллельно соединенных конденсаторов можно рассматривать как один эквивалентный (равноценный) конденсатор. Тогда общая емкость конденсаторов при параллельном соединении равна сумме емкостей всех соединенных конденсаторов.
Обозначим суммарную емкость соединенных в батарею конденсаторов буквой Собщ, емкость первого конденсатора С1 емкость второго С2 и емкость третьего С3. Тогда для параллельного соединения конденсаторов будет справедлива следующая формула:
Последний знак + и многоточие указывают на то, что этой формулой можно пользоваться при четырех, пяти и вообще при любом числе конденсаторов.
Последовательное соединение конденсаторов.
Если же соединение конденсаторов в батарею производится в виде цепочки и к точкам включения в цепь непосредственно присоединены пластины только первого и последнего конденсаторов, то такое соединение конденсаторов называется
Рисунок 2. Последовательное соединение конденсаторов.
При последовательном соединении все конденсаторы заряжаются одинаковым количеством электричества, так как непосредственно от источника тока заряжаются только крайние пластины (1 и 6), а остальные пластины (2, 3, 4 и 5) заряжаются через влияние. При этом заряд пластины 2 будет равен по величине и противоположен по знаку заряду пластины 1, заряд пластины 3 будет равен по величине и противоположен по знаку заряду пластины 2 и т. д.
Напряжения на различных конденсаторах будут, вообще говоря, различными, так как для заряда одним и тем же количеством электричества конденсаторов различной емкости всегда требуются различные напряжения. Чем меньше емкость конденсатора, тем большее напряжение необходимо для того, чтобы зарядить этот конденсатор требуемым количеством электричества, и наоборот.
Таким образом, при заряде группы конденсаторов, соединенных последовательно, на конденсаторах малой емкости напряжения будут больше, а на конденсаторах большой емкости — меньше.
Аналогично предыдущему случаю можно рассматривать всю группу конденсаторов, соединенных последовательно, как один эквивалентный конденсатор, между пластинами которого существует напряжение, равное сумме напряжений на всех конденсаторах группы, а заряд которого равен заряду любого из конденсаторов группы.
Возьмем самый маленький конденсатор в группе. На нем должно быть самое большое напряжение. Но напряжение на этом конденсаторе составляет только часть общего напряжения, существующего на всей группе конденсаторов. Напряжение на всей группе больше напряжения на конденсаторе, имеющем самую малую емкость. А отсюда непосредственно следует, что общая емкость группы конденсаторов, соединенных последовательно, меньше емкости самого малого конденсатора в группе.
Для вычисления общей емкости при последовательном соединении конденсаторов удобнее всего пользоваться следующей формулой:
Для частного случая двух последовательно соединенных конденсаторов формула для вычисления их общей емкости будет иметь вид:
Последовательно-параллельное (смешанное) соединение конденсаторов
Последовательно-параллельным соединением конденсаторов называется цепь имеющая в своем составе участки, как с параллельным, так и с последовательным соединением конденсаторов.
На рисунке 4 приведен пример участка цепи со смешанным соединением конденсаторов.
Рисунок 4. Последовательно-параллельное соединение конденсаторов.
При расчете общей емкости такого участка цепи с последовательно-параллельным соединением конденсаторов этот участок разбивают на простейшие участки, состоящие только из групп с последовательным или параллельным соединением конденсаторов. Дальше алгоритм расчета имеет вид:
1. Определяют эквивалентную емкость участков с последовательным соединением конденсаторов.
2. Если эти участки содержат последовательно соединенные конденсаторы, то сначала вычисляют их емкость.
3. После расчета эквивалентных емкостей конденсаторов перерисовывают схему. Обычно получается цепь из последовательно соединенных эквивалентных конденсаторов.
4. Рассчитывают емкость полученной схемы.
Один из примеров расчета емкости при смешанном соединении конденсаторов приведен на рисунке 5.
Рисунок 5. Пример расчета последовательно-параллельного соединения конденсаторов.
Подробнее о расчетах соединения конденсаторов можно узнать в мультимедийном учебнике по основам электротехники и электроники:
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Похожие материалы:
Добавить комментарий
Параллельное и последовательное соединение конденсаторов
В предыдущих статьях были рассмотрены вопросы работы и характеристики конденсаторов. Сейчас Я расскажу о всех методах соединения конденсаторов для подключения в схему. Сразу скажу, что в жизни практически везде, за исключением редких случаев используется только параллельная схема подключения.
Следует знать, что в цепи переменного тока конденсатор выступает еще как емкостное сопротивление. При чем с увеличением величины емкости конденсатора- уменьшается сопротивление в цепи переменного тока.
Параллельное соединение конденсаторов
При параллельной схеме подключения все обкладки конденсаторов соединяются в две группы, причем один вывод с каждого конденсатора соединяется в одну группу с другими, а второй — в другую. Наглядный пример параллельного соединения и схема на картинке.
Все параллельно соединенные конденсаторы подключаются к одному источнику напряжения, поэтому существует на них две точки разности потенциалов или напряжения. На всех выводах конденсаторов будет абсолютно одинаковое напряжение.
При подключении параллельно все конденсаторы вместе, образуют принципиально одну емкость, величина которой будет равняться сумме всех емкостей подключенных в цепи конденсаторов.При параллельном подключении через каждый из конденсаторов потечет разный ток, который будет зависеть от величины емкости каждого из них. Чем выше емкость, тем больший ток потечет через неё.
Параллельное соединение очень часто встречается в жизни. С его помощью можно из группы конденсаторов собрать любую необходимую емкость. Например, для запуска 3 фазного электродвигателя в однофазной сети 220 Вольт в результате расчетов Вы получили что необходима рабочая емкость 125 мкФ. Такой емкости конденсаторов Вы не найдете в продаже. Для того, что бы получить необходимую емкость придется купить и соединить параллельно 3 конденсатора один на 100 мкФ, второй- на 20, и третий на 5 мкФ.
Соединение конденсаторов последовательно
При последовательном соединении конденсаторов каждая из обкладок соединяется только в одной точке с одной обкладкой другого конденсатора. Получается цепочка конденсаторов. Крайние два вывода подключаются к источнику тока, в результате чего происходит перераспределение между ними электрических зарядов. Заряды на всех промежуточных обкладках одинаковые величине с чередованием по знаку.
Через все соединенные конденсаторы последовательно протекает одинаковой величины ток, потому что у него нет другого пути прохождения.
Общая же емкость будет ограничиваться площадью обкладок самого маленького по величине, потому что как только зарядится полностью конденсатор с самой маленькой емкостью- вся цепочка перестанет пропускать ток и заряд остальных прервется. Высчитывается же емкость по этой формуле:Но при последовательном соединении увеличивается расстояние (или изоляция) между обкладками до величины равной сумме расстояний между обкладками всех последовательно подключенных конденсаторов. Например, если взять два конденсатора с рабочим напряжением 200 Вольт и соединить последовательно, то изоляция между их обкладками сможет выдержать 1000 Вольт при подключении в схему.
Из выше сказанного можно сделать вывод, что последовательно соединять необходимо:
- Для получения эквивалентного меньшего по емкости конденсатора.
- Если необходима емкость, работающая на более высоких напряжениях.
- Для создания емкостного делителя напряжения, который позволяет получить меньшей величины напряжение из более высокого.
Практически, для получения первого и второго достаточно просто купить один конденсатор с необходимой величиной емкости или рабочим напряжением. Поэтому данный метод соединения в жизни не встречается.
Смешанное соединение конденсаторов
Встречается смешанное соединение только на различных платах. Для него характерно наличие в одной цепи параллельного и последовательного соединения конденсаторов. При чем смешанное соединение может быть как последовательного, так параллельного характера.
В жизни подробные знания о смешанном соединении могут только пригодится радиолюбителям, поэтому не буду на этом подробно останавливаться.
Из следующей статьи Вы узнаете как правильно проверить и определить емкость конденсатора.
Соединение конденсаторов
Конденсаторы, как и резисторы, можно соединять последовательно и параллельно. Рассмотрим соединение конденсаторов: для чего применяются каждая из схем, и их итоговые характеристики.
Параллельное соединение конденсаторов
Параллельное соединение конденсаторовЭта схема – самая распространенная. В ней обкладки конденсаторов соединяются между собой, образуя эквивалентную емкость, равную сумме соединяемых емкостей.
При параллельном соединении электролитических конденсаторов необходимо, чтобы между собой соединялись выводы одной полярности.
Особенность такого соединения – одинаковое напряжение на всех соединяемых конденсаторах. Номинальное напряжение группы параллельно соединенных конденсаторов равно рабочему напряжению конденсатора группы, у которого оно минимально.
Токи через конденсаторы группы протекают разные: через конденсатор с большей емкостью потечет больший ток.
На практике параллельное соединение применяется для получения емкости нужной величины, когда она выходит за границы диапазона, выпускаемого промышленностью, или не укладываются в стандартный ряд емкостей. В системах регулирования коэффициента мощности (cos ϕ) изменение емкости происходит за счет автоматического подключения или отключения конденсаторов в параллель.
Последовательное соединение конденсаторов
Последовательное соединение конденсаторовПри последовательном соединении обкладки конденсатором соединяются друг к другу, образуя цепочку. Крайние обкладки подключаются к источнику, а ток по всем конденсаторам группы потечет одинаковый.
Эквивалентная емкость последовательно соединенных конденсаторов ограничена самой маленькой емкостью в группе. Объясняется это тем, что как только она полностью зарядится, ток прекратится. Подсчитать общую емкость двух последовательно соединенных конденсаторов можно по формуле
а трех –
Но применение последовательного соединения для получения нестандартных номиналов емкостей не так распространено, как параллельного.
При последовательном соединении напряжение источника питания распределяется между конденсаторами группы. Это позволяет получить батарею конденсаторов, рассчитанную на большее напряжение, чем номинальное напряжение входящих в нее компонентов. Так из дешевых и небольших по размерам конденсаторов изготавливаются блоки, выдерживающие высокие напряжения.
Еще одна область применения последовательного соединения конденсаторов связана с перераспределением напряжений между ними. Если емкости одинаковы, напряжение делится пополам, если нет – на конденсаторе большей емкости напряжение получается большим. Устройство, работающее на этом принципе, называют емкостным делителем напряжения.
Смешанное соединение конденсаторов
Пример смешанного соединения конденсаторовТакие схемы существуют, но в устройствах специального назначения, требующие высокой точности получения величины емкости, а также для их точной настройки.
Оцените качество статьи:
Параллельное соединение конденсаторов | Практическая электроника
Достаточно часто в электронных схемах применяют параллельное соединение конденсаторов в основном для получения большей общей емкости.
При параллельном соединении емкости складываются и результирующая емкость будет равна сумме емкостей объединенных конденсаторов.
Важно помнить, что максимальное напряжение которое выдержит эта сборка конденсаторов будет равно значению напряжения у самого низковольтного конденсатора.
Из того что было
Чаще всего параллелят конденсаторы на одинаковое напряжение, но от недостатка нужных компонентов под рукой можно изготовить и «икебану» подобрав разнородные конденсаторы на разные напряжения, емкость и род тока.
Главное помнить, что полярные конденсаторы можно использовать только на постоянном токе, причем нужно обязательно соблюдать полярность: чтобы на положительной обкладке конденсатора всегда был «+», а на отрицательной «-» . А вот неполярные конденсаторы можно применять как в цепях с переменным током, так и в цепях с постоянным.
Параллельно соединяем конденсаторы для борьбы с помехами
Чаще всего конденсатор используется для сглаживания и фильтрации напряжения в электронных схемах. Помехи с которыми должен бороться конденсатор могут иметь разные частоты.
Конденсаторы с маленькими значениями емкости (это обычно керамические и пленочные конденсаторы) лучше подавляют высокочастотные помехи, а конденсаторы с большими значениям емкости (танталовые, электролитические) низкочастотные помехи.
Казалось, бы ставь максимальную емкость и она отфильтрует коротенькие импульсы и достаточно длинные. Вот только в силу конструктивных особенностей конденсаторы с большими значениями емкости, имеют длинные выводы, длинные обкладки конденсаторов, все это создает распределенные индуктивности, которые в свою очередь мешают конденсатору фильтровать высокочастотные помехи.
Таким образом если нужно сгладить и отфильтровать сигнал, то нужно для сглаживания применять конденсатор с большим значением емкости, а для фильтрации помех — в параллель первому ставить второй высокочастотный.
Как определить полярность конденсатора и не перепутать?
Все конденсаторы имеют высокий показатель удельной емкости. Это объяснятся применением оксидной пленки в качестве диэлектрика, который располагается между обкладками. Этот слой появляется на поверхности металла – AL, Ta, Nb. Она характеризуется большой электрической прочностью, а также своими вентильными свойствами. Ее толщина колеблется от 0,01 до 1мкм.
Если создается напряжение в 100 вольт, создается напряженность на этом слое в 107В на см. Таким образом приближается к максимальному пределу своей прочность, исходя из теории ионной кристаллов.
В статье разобраны все аспекты как определить полярность конденсаторы и что такое полярность конденсаторов. В качестве дополнения есть ролик и скачиваемый файл на эту тему.
Полярность конденсаторов.
Параметры, которыми характеризуется конденсаторы
Вообще говоря, таких параметров много. У нас тут не нобелевская лекция, поэтому ограничимся только необходимым минимумом, который пригодится в практической деятельности. Номинальное рабочее напряжение. Конденсатор может использоваться в режимах, когда напряжение на нём не превышает рабочего. Использовать, например, электролитический конденсатор с рабочим напряжением 10 В в цепях +5 В или +3 В можно.
Чем больше рабочее напряжение электролитического конденсатора при равной ёмкости, тем больше его габариты. Рабочее напряжение на керамических и других конденсаторах может явно не указываться или не указываться вообще — особенно, если конденсатор имеет маленькие размеры. ESR (Equivalent Series Resistance) — эквивалентное последовательное сопротивление. Выводы конденсатора и их контакты с обкладками имеет не нулевое, хотя и очень небольшое сопротивление. Это сопротивление активное, поэтому, в соответствии с законами Ома и Джоуля-Ленца, при протекании тока на этом сопротивление будет рассеиваться тепло.
Маркировка конденсаторов.
Это приведет к нагреву конденсатора. Поэтому на электролитических конденсаторах обычно указывает максимальную рабочую температуру. В компьютерных блоках питания и материнских платах используются специальные конденсаторы — с пониженным ESR. Величина ESR может для таких конденсаторов быть в пределах от сотых до десятых долей Ома. Что будет, если вместо конденсатора с пониженным ESR при ремонте блоков питания или материнских плат поставить обычный? Некоторое время он поработает. Но так как его ESR больше, то через цепь такого конденсатора будет протекать больший ток, который вызовет ускоренную деградацию конденсатора. Поэтому он быстро выйдет из строя.
Величиной ESR можно узнать по специальной маркировке (чаще всего 2 латинских буквы) на корпусе конденсатора. Соответствие этих букв реальным значениям ESR указывается в даташите.
Параллельное соединение
Несколько конденсаторов могут включаться последовательно или параллельно. При параллельном соединении ёмкости всех конденсаторов суммируются. При последовательном соединении общая ёмкость батареи конденсаторов меньше самой маленькой, так как складываются величины, обратные емкости. Но зато напряжение, при котором можно работать такая батарея, будет больше рабочего напряжения одного конденсатора.
Материал в тему: все о переменном конденсаторе.
На материнских платах в цепи низковольтного источника напряжения, питающего ядро процессора, используется несколько однотипных конденсаторов, соединенных параллельно. Интересный вопрос: почему бы не поставить один конденсатор емкостью, эквивалентной емкости батареи конденсаторов? Дело в том, что у параллельно соединенных конденсаторов суммарное ESR будет гораздо меньше, чем ESR одного конденсатора. Потому что при параллельном соединении сопротивлений общее сопротивление уменьшается.
Соединения конденсаторов.
Что будет если перепутать полярность
Если ошибиться с полярностью электролитического конденсатора – он обязательно выйдет из строя! Сопротивление конденсатора при обратной полярности небольшое, поэтому через его цепь потечет значительный ток. Это вызовет быстрый перегрев, закипание электролита, пары которого разорвут корпус. Такой же эффект вызовет и увеличение рабочего напряжения выше указанного на корпусе. Чтобы исключить нехорошие последствия, верхняя крышка корпуса делается профилированной, с канавками-углублениями на верхней крышке.
При повышенном давлении внутри крышка расходится по этим канавкам, выпуская пары наружу. Следует отметить, что электролитические конденсаторы, использующиеся в компьютерных блоках питания и материнских платах, могут выйти из строя после нескольких лет эксплуатации в нормальном рабочем режиме. Дело в том, что в конденсаторах из-за наличия электролита постоянно протекают электрохимические процессы, усугубляющиеся тяжелым режимом работы и повышенной температурой.
Как определить полярность электролитического конденсатора
Если у вас оказался оксидная емкость со стертой маркировкой, то прежде чем задействовать ее в какой-либо радиолюбительской схеме, нужно обязательно определить полярность, т.к эти радио компоненты нельзя включать, не соблюдая полярность. Иначе из-за огромного тока утечки конденсатор не будет работать правильно Итак, чтобы узнать полярность нужно всего лишь заряжать емкость низким током, сравнимым с этими самыми утечками. При их появлении их, этот компонент, не сумеет зарядиться до напряжения, подаваемого от источника питания.
Если его подсоединить в правильной полярности, подавая плюс на положительный, а минус на отрицательный вывод, то конденсатор медленно зарядится. При обратной полярности, он зарядится до меньшего уровня- наполовину или даже ниже.
В последнем случае напряжение будет зависеть от соотношения зарядного тока, определяемого сопротивлением, и тока утечки. Но в любом случае, оно будет заметно ниже. Аналогичным способом определить полярность можно и при помощи миллиамперметра, включенного в разрыв цепи. Если он будет показывать наличие повышенного тока утечки, то конденсатор подключен неправильно.
Как определить полярность электролитического конденсатора.
Полярные и неполярные конденсаторы – в чем отличие
Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными. В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности?
В этом и попробуем сейчас разобраться. Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.
Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.
Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой. Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора. Отрицательная обкладка (катод) – просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.
Полярные и неполярные конденсаторы.
Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.
Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.
Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов. Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.
Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.
Полярность конденсатора.
А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.
На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.
Полярный и неполярный конденсатор
Полярные (электролитические) конденсаторыЕсть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика. Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки. Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора.
Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны. На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.
полярный и неполярный конденсатор
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с большим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.
В данной статье были рассмотрены основные особенности трансформаторов. Больше информации можно найти в скачиваемой версии учебника по электромеханике Электрические конденсаторы В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:
www.nauchebe.net
www.masterkit.ru
www.radiostorage.net
www.texnic.ru
www.radioelementy.ru
ПредыдущаяКонденсаторыЧто такое плоские конденсаторы
СледующаяКонденсаторыСколько стоят керамические конденсаторы?
Неполярные электролитические конденсаторы: отличия от полярных
Неполярный конденсатор является распространенным элементом многих радиоэлектронных схем. Специалист, работающий в этой области, должен знать основные конструктивные и эксплуатационные особенности этих устройств, уметь их правильно монтировать и тестировать.
Внешний вид неполярных конденсаторов
Определение неполярных конденсаторов
Данные устройства представляют собой пассивные элементы, способные накапливать и хранить электрический заряд. Их отличительной особенностью является сохранение корректной работы при любом порядке подключения выводов в цепь. Это объясняется отсутствием серьезных различий в характеристиках сред, образующихся с двух сторон границы обкладок и диэлектрика.
В чем отличие полярного и неполярного конденсатора
Полярные конденсаторы имеют пару электродов: плюсовой и минусовой. Чтобы устройство могло функционировать, при его подсоединении в электроцепь необходимо соблюдение полярности. В противном случае элемент быстро придет в негодность или даже взорвется. Электролитические накопители этого типа имеют также черты полупроводникового элемента.
От неполярных эти устройства отличаются наличием существенной разницы физико-химических свойств между средами с двух сторон раздела, которые и создают полярность. В изготовлении обоих видов устройств применяются такие токопроводящие материалы, как алюминий и тантал.
Алюминиевые электролиты
Неполярный электролитический конденсатор с алюминиевыми обкладками отличается от других изделий довольно высоким показателем индуктивности. Она образуется вследствие скручивания обкладочных заготовок для более удобной установки в корпус-цилиндр. Несмотря на нецелесообразность индуктивных явлений в ряде случаев, изделия из алюминия пользуются популярностью, благодаря невысокой цене и доступности. Изготавливаются они в smd форме для монтажа на поверхность печатной плиты.
Главная сфера их применения – нивелирование пульсаций в цепях, где выпрямляется переменный ток. Также с помощью этих устройств пульсирующий электроток разделяется на постоянную и переменную компоненты (это применяется в устройствах, проигрывающих звукозаписи).
Важно! При выборе конденсатора желательно брать образец с меньшим значением ESR (эквивалентного последовательного сопротивления). Особенно это критично для систем, требующих фильтрации пульсаций с высокими частотами (например, блок питания ЭВМ).
Конденсаторы с электролитом из алюминия
Электролиты на основе тантала
Этот материал дает возможность создания высокоемких изделий, сохраняющих это свойство при значительных показателях рабочего напряжения. В отличие от предыдущего типа, они почти не имеют индуктивности, что обеспечивает им большую широту сферы применения. Изделия малогабаритны, работают стабильно, служат долго. Выпускаются в двух вариантах исполнения корпуса, заточенных под разные типы монтажа. Smd-варианты предназначены для размещения на поверхности платы. Они обладают высокой емкостью при миниатюрных размерах. Монтаж таких элементов осуществляется роботами. Есть изделия, снабженные длинными выводами, продеваемыми в дырочки на платах.
Изделия из полимеров
В таких устройствах вместо металлических обкладок применяются полимерные материалы, проводящие ток. В остальном по особенностям строения они идентичны ранее описанным категориям.
Особенности конструкции и включения НЭК
Отличительная особенность таких изделий – отсутствие постоянного смещения масс электронов на обкладочных элементах. Это достигается благодаря тому, что детали из алюминия подвергаются окислению с двух сторон диэлектрика.
Конструкция
Из-за особенностей строения рассматриваемые устройства можно сравнить с парой встречно соединенных полярных электролитических элементов, не имеющих заряда на обкладочных поверхностях. Поэтому, когда такой конденсатор подсоединяется в цепь, потребности в жесткой привязке к потенциалам не возникает. Таким образом, эти изделия способны функционировать на разных участках электроцепи и поддерживать нужные емкостные показатели.
Особенности включения
Если при подключении полярного устройства перепутать местами плюсовой и минусовой выводы, оно не сможет заряжаться и разряжаться. Поэтому нормально работать такой элемент не будет. Неполярные электролитические устройства способны работать при подключении в разные схемы без внимания к полярности. Это связано с их строением – у них отсутствуют анод и катод (пластинки с отрицательным и положительным зарядами).
Помимо электролитических, есть другая разновидность неполярных устройств. Их конструкция включает в себя пару обкладочных поверхностей (без поляризации) с вмонтированным промеж них диэлектриком. В электроцепях такие детали ставятся в роли малоемких элементов с функциями разделения тока на компоненты, блокировки и задания времени.
Как сделать неполярный конденсатор из полярного
Порой случаются ситуации, когда для усилителя или иного прибора нужно применить неполярный конденсаторный элемент, но под рукой присутствуют исключительно полярные. Заменить неполяризованный конденсатор можно парой изделий с полюсами с емкостью, вдвое превышающей ту, которая требуется в схеме. Они соединяются друг с другом встречно-последовательно: идентичные (положительные или отрицательные) выводы соединяются между собой, другие два запаиваются в схему.
Схожий принцип имеет строение НЭК с окисями на обеих обкладках. За счет этого такие продукты имеют более крупные габариты, чем полярные изделия с тем же параметром электролитической емкости. Базируясь на этом же механизме, производят НЭК с опцией пуска, заточенные под эксплуатацию в цепях переменного тока.
Соединение неполярных устройств с целью получения полярного
Как проверить неполярный конденсатор мультиметром
Чтобы провести процедуру тестирования, аппарат потребуется установить в режим омметра. Его основное назначение – измерить параметр сопротивления. При работе с данной группой элементов проверяется сопротивление утечки. Рабочие щупы подсоединяются к выводам конденсатора, подвергающегося проверке. Теперь нужно смотреть на показания прибора. Если на экране отображается единица, значение сопротивления превышает 2 мегаом. Это считается нормальным показателем. Если сопротивление ниже, имеет место значительная утечка.
Важно! Нужно избегать держания обеими руками выводов тестируемого устройства и щупов измерительного прибора. Это приведет к получению некорректных результатов измерений.
Проверка с помощью мультиметра
Маркировка
Обозначение емкости на таких изделиях состоит из трех цифр. Последняя из них показывает число нулей, другие две – значение параметра в пикофарадах. Например, если на устройстве имеются цифры 123, емкость можно посчитать так: 12 пФ и 3 нуля – 12 000 пФ, то есть 0,012 мкФ. Маркировка малоемких элементов (меньше 10 пФ) отличается использованием латинской литеры R в качестве символа, разделяющего целую и дробную части числа.
Неполярные керамические изделия для smd-монтажа маркировкой не снабжаются вовсе. Емкость таких компонентов может находиться в диапазоне от 1 пФ до 10 мкФ. Танталовые и алюминиевые элементы имеют цифровую или цифробуквенную кодировку. Они различаются формой корпуса: у первых она прямоугольная, у вторых – цилиндрическая.
Будучи менее требовательными к условиям подключения, чем поляризованные изделия, неполярные элементы широко используются при монтаже электросхем. Они способны правильно работать в любом месте электроцепи и давать нужное значение емкости.
Видео
Учебный курс Фрэнка
Конденсаторы
Конденсатор — это пассивный электронный компонент, который в основном состоит из двух параллельных металлических слоев, разделенных изолятор. Типы конденсаторов названы в честь этого диэлектрика. Мы используем конденсаторы с диэлектриками из керамика, слюда, полиэстер, тантал и др.
Конденсаторы используются для блокировки или хранения напряжений и фильтрации сигналов.
Конденсаторы всегда имеют два контакта. Некоторые биполярные, другие монополярные.
Монополярные конденсаторы имеют два разных ведет, один положительный и один отрицательный.
| Конденсаторы разных форм и размеров. Монополярные конденсаторы обычно цилиндрические, а биполярные.
имеют дисковую или прямоугольную форму. |
Единицы, значения и символы
Буквенное обозначение конденсаторов C.Обозначения конденсаторов на принципиальных схемах показаны ниже. Специально для электролитических конденсаторов несколько существуют разные символы.
| Неполярный конденсатор (слева) и три монополярных конденсатора. |
Конденсатор характеризуется емкостью, которая измеряется в фарадах (Ф).
На практике это Ф, нФ, пФ.
1000 пФ = 1 нФ
1000 нФ = 1 Ф
Неполяризованные конденсаторы
Конденсаторы этого типа не имеют положительной и отрицательной клемм и могут устанавливаться в электронном блоке обоими способами. доска.Обычные неполяризованные конденсаторы изготавливаются из керамики, слюды или полипропилена. Керамические конденсаторы маленькие, дешевые и используются для высокочастотных приложений.
Основная характеристика неполяризованных конденсаторов заключается в том, что они блокируют постоянный ток и пропускают переменный ток. Они также могут хранить напряжения на короткое время.
Конденсаторы в электронике в основном используются в приложениях переменного тока, таких как фильтры сигналов и схемы синхронизации.
В отличие от диэлектрика в поляризованных конденсаторах, диэлектрик в неполяризованных конденсаторах представляет собой твердый материал. что делает устройство прочным и надежным.Отказы такого типа случаются редко.
| Конденсаторы неполярные разные. Маленькие диски представляют собой керамические конденсаторы. |
Помимо конденсаторов постоянной емкости, существуют также конденсаторы переменной емкости. Но в больничном оборудовании они есть необычно.
Поляризованные конденсаторы
Некоторые конденсаторы, такие как электролитические и танталовые, поляризованы. У них есть два разных вывода, плюс (+) и минус (-). Это означает, что они должны быть правильно подключены.Отведения всегда четко обозначены.Поляризованные конденсаторы — это в основном электролитические конденсаторы. Конструкция цилиндрическая с присоединительным кабелем. оба конца (осевые) для горизонтального монтажа или только с одной стороны (радиальные) для стоячего монтажного положения.
Для меньших напряжений и емкостей часто используются поляризованные конденсаторы из тантала. Они меньше и Выглядит иначе. Они имеют каплевидную форму.
Электролитические конденсаторы обладают очень высокой емкостью. Емкость электролитических конденсаторов всегда F.
Электролитические конденсаторы всегда имеют маркировку с указанием максимального рабочего напряжения. Напряжение на выводах
никогда не должен превышать это значение.
В отличие от неполяризованных конденсаторов электролит — жидкость. На практике этот факт является источником многих проблем.
| Всегда упоминается поляризация. Часто отмечается отрицательный (-) вывод. Конденсаторы доступны для вертикального и горизонтального монтажа. |
Стандартные значения
Как и в случае резисторов, доступные номиналы конденсаторов стандартизированы в серии E. Самая распространенная серия is E-12:10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82
Пример: Доступные конденсаторы: 33 пФ, 220 нФ, 0,68 Ф
Электролитические конденсаторы имеют более высокий допуск.Они доступны только в градации E-6 или даже E-3.
Пример: 10 F, 220 F, 4.700 F
Напряжение
Вторая важная характеристика конденсатора — это испытательное напряжение. Это максимальное напряжение конденсатора. может быть использован. Особенно это касается электролитических конденсаторов.Биполярные конденсаторы для электронных целей (низкое напряжение) часто не показывают испытательного напряжения, потому что напряжения для электронных плат намного меньше испытательного напряжения конденсаторов.Только для сетевого применения (например, 230 В) необходимо учитывать контрольное напряжение.
| Конденсатор сетевой. Здесь очень важно испытательное напряжение (275 В переменного тока). |
Допуск
Помимо емкости и испытательного напряжения, допустимое значение указано на корпусе прибора. конденсатор. Допуск обозначается одной буквой:Дж 5% K 10% M 20%
Пример: конденсатор, на котором имеется следующий текст.
корпус: 105 K 330 V
имеет следующие характеристики:
1 F (объяснение в следующей главе), допуск 10%, максимум
напряжение 330 В.
Обычно допуск электролитических конденсаторов выше, чем допуск неполярных конденсаторов. Допуски электролитических конденсаторов не важны, поэтому они не упоминаются на конденсаторах. Обычно допускаются 20% и более.
Чтение конденсатора
Если вам повезет, на конденсаторе четко обозначены емкость и максимальное рабочее напряжение.| 47 означает 0,47 Ф или 470 нФ Дж соответствует 5% отклонению 63 максимальное рабочее напряжение в В |
Часто чтение значений не очень четкое.Слишком много цифр и букв может сбить вас с толку. Всегда ищите числа из стандартных значений.
| Только цифра 10n наверху конденсатора указывает емкость: 10 нФ K означает допуск 10%, а 100, вероятно, означает испытательное напряжение. 1829 или 93 или 30 не являются числами стандартных значений. Они могут означать все, но не ценность. |
Считывание значения часто бывает непростым, потому что блоки, специально предназначенные для биполярных конденсаторов, не работают. часто отсутствует.В принципе, тогда значение означает F.
| Значение 0,33 означает 0,33 Ф или 330 нФ |
Различаются только керамические (дисковые) конденсаторы. Поскольку их значение всегда очень мало, теперь это значение означает пФ.
| Керамический конденсатор без блока. 27 в данном случае означает 27 пФ. |
Чтобы сделать его более запутанным, иногда значение выражается в виде трехзначного цифрового кода, особенно на керамических изделиях. конденсаторы.Первые две цифры являются основанием значения, а третье число указывает множитель или проще говоря, количество нулей.
| Еще один керамический конденсатор без блока. Опять же, единица измерения должна быть пФ. 47 выражает часть стоимости (серия E) а 3 — количество нулей значения. Этот конденсатор имеет емкость 47 000 пФ или 47 нФ. |
| 683 K означает 68 (3x 0) = 68 -000- пФ или 68 нФ с допуском 10% |
Пример: 102 = 10 00 = 1000 пФ или 1 нФ
224 = 22 0000 = 220 000 пФ или 220 нФ или 0.22 F
471 = 47 0 = 470 пФ
Упражнение: Что означают следующие характеристики
конденсаторы имеются ввиду?
(Чтобы увидеть ответ, просто
пространство за ценностями)
104 K 50V
0,1 Ф, 10%, 50 В
473 М 100 В
47 нФ, 20%, 100 В
68 К 50 В
68пФ, 10%, 50В
Для электролитических конденсаторов нагляднее. Значение всегда F, и это также всегда упоминается.
Поляризация также всегда четко указана.
| Емкость и напряжение четко указаны на электролитических конденсаторах. 1000 F |
Комбинации
Подобно резисторам, несколько конденсаторов могут быть подключены параллельно или последовательно. Но в отличие от резисторов мощность последовательно уменьшается, а мощность параллельна больше.| Конденсаторы последовательно.Емкость становится меньше, но испытательное напряжение становится больше. |
| Наиболее распространенная комбинация: конденсаторы, включенные параллельно. Емкость можно просто добавить. Емкость получает больше. Контрольное напряжение остается прежним. |
На практике иногда бывает полезна параллельная комбинация: необходимого вам конденсатора нет, кроме двух меньшая емкость. Емкости просто складываются.Испытательное напряжение каждого конденсатора должно быть таким же высоким (или выше), как оригинал.
Пример: требуется конденсатор 1000 Ф / 25 В, но его нет в наличии. Но есть два конденсатора по
470 Ф / 50 В. Параллельно значение будет
940 F, что примерно на 6% на
меньше оригинала. Поскольку допуски 20%
обычно можно использовать эту комбинацию
. Это решение даже лучше
чем оригинал, из-за более высокого испытательного напряжения
.
Приложения
Две основные характеристики конденсаторов — это хранение напряжений и фильтрация.DC-Applications: хранилище
Хранение напряжения — типичное применение постоянного тока. В конденсаторе некоторое время сохраняется постоянное напряжение. Время Хранение зависит от емкости и может составлять миллисекунды или несколько секунд. Типичное применение — источники питания. где конденсаторы буферизируют напряжение постоянного тока, чтобы поддерживать его стабильность, и схемы таймера, где конденсаторы определяют переключение время.| Для накопителей напряжения конденсатор заземлен (всегда вертикально). После при выключении постоянное напряжение медленно падает. |
Время хранения зависит от емкости. Чем больше емкость, тем дольше время. Для хранения или буферизации используются поляризованные электролитические конденсаторы большой емкости.
| После выключения светодиод медленно гаснет.Чем больше емкость, тем медленнее время. |
В источниках питания для буферизации и сглаживания напряжения используются электролиты с высокой емкостью. Конденсаторы очищают постоянное напряжение от колебаний и неровностей.
| Это часть источника питания пульсоксиметра. Устройство в центре — микросхема стабилизатора напряжения. Входное и выходное напряжение фильтруются конденсаторы. |
Применение переменного тока: фильтрация
Конденсатор развязки — это конденсатор, используемый для отделения одной части электронного каскада от другой.Это это важно, потому что разные (аналоговые) ступени работают от разных напряжений постоянного тока. Ступени должны быть разделены по постоянному току. Постоянный ток должен быть заблокирован, но сигнал переменного тока должен пройти. Конденсатор отфильтровывает переменную часть сигнала.На схемах развязывающие конденсаторы обычно рисуются горизонтально. Направление сигнала слева направо. (слева = вход, справа = выход).
| Конденсатор А блокирует прохождение постоянного тока. A Напряжение постоянного тока на одной стороне, поскольку на другой стороне конденсатора постоянное напряжение не действует. |
| переменного тока может проходить через конденсатор. Потери (сопротивление переменному току) зависят от емкости и частоты. AC-сигнала. |
В электронике сигналы переменного тока (звуки, удары сердца, видеоизображения …) очень часто должны быть усилены или преобразованы. Электронным ступеням нужна мощность питание (постоянный ток) для работы. Во время процесса сигнал переменного тока и напряжение постоянного тока накладываются друг на друга.Конденсаторы нужны для разделить каскады по постоянному току и подключить каскады по переменному току.
| Это небольшой предварительный усилитель. Микрофону необходимо определенное напряжение постоянного тока, а также транзистор. Напряжения постоянного тока должны быть развязаны, но микрофонный сигнал (AC) должен пройти. C1 выполняет эту работу. Также конденсатор C2 выводит выходной сигнал на следующий этап без постоянного напряжения. Ступени связаны по переменному току и изолированы по постоянному току. |
Тестирование
Измеритель емкости — это электронное испытательное оборудование, используемое для измерения конденсаторов.Элитный цифровой мультиметр часто содержат функцию измерения емкости. Но на практике функция измерения емкости не работает. действительно необходимо, потому что дефекты на конденсаторах обычно видны.При измерении электролитических конденсаторов имейте в виду, что они имеют плохие допуски.
Допуски 20% являются общими.
Если у вас нет измерителя емкости, работу электролитических конденсаторов можно проверить, подключив и
отключение напряжения и измерение накопленного напряжения с помощью вольтметра.В зависимости от емкости напряжение
упадет более-менее быстро.
С помощью какого-нибудь мультиметра вы можете включить диапазон Ω для зарядки конденсатора (используя внутреннюю батарею), а затем
переключитесь в диапазон V, чтобы увидеть падение напряжения.
Устранение неисправностей
Большинство проблем с конденсаторами происходит из-за электролитических конденсаторов. Биполярные конденсаторы в электронике доски обычно служат вечно.Причины неисправности электролитических конденсаторов — утечки, нагрев и низкое качество изготовления.Очень часто самое дешевое качество используется с испытательными напряжениями, очень близкими к рабочему напряжению. Через некоторое время работы над ограничить конденсаторы становятся поврежденными. Электролитические конденсаторы могут протечь, треснуть или даже взорваться. В большинстве случаев дефект виден. Необычно то, что электролитические конденсаторы теряют емкость без каких-либо признаков повреждения.
Эту потерю емкости часто бывает трудно обнаружить. Ток не становится больше, предохранители не срабатывают и ничего не греется.Оборудование вроде как-то работает, но не корректно. Напряжения не буферизуются, сигналы — нет. могут появиться отфильтрованные и другие странные эффекты.
Причина неисправности — электролит внутри конденсатора. Часто конденсатор не герметичен. и конденсатор протекает. Диэлектрическая жидкость также может испаряться при высокой температуре, может создавать давление. на корпусе конденсатора и заставляет конденсатор разбухать или даже взорваться.
Утечка электролита также может вызвать коррозию печатной платы, на которой установлен конденсатор.Искать коррозии, очистите плату и замените места пайки.
| Дефекты электролитических конденсаторов обычно заметны. Здесь тело лопается и диэлектрик выходит наружу. |
| Для предотвращения взрыва электролитические конденсаторы имеют перфорацию для выхода газов или диэлектрика. жидкость при выходе из строя. |
При замене конденсатора имейте в виду следующее:
Убедитесь, что полярность правильная.
Электролитические конденсаторы сохраняют напряжение в течение длительного времени.
Разрядите электролитические конденсаторы.
путем короткого замыкания двух клеммных проводов. Конденсаторы высокого напряжения следует укоротить на
резистора (например, 1 кОм). Проверьте напряжение с помощью мультиметра.
Выбирайте конденсаторы с максимально высоким испытательным напряжением.
или лучше выше оригинала.
Цены
Дефекты неполяризованных конденсаторов встречаются редко. Нет необходимости иметь их на складе. Но немного электролитического конденсаторы должны быть в наличии в каждой мастерской.Вот типичные цены на конденсаторы в Европе:
| Керамика | 0,10 € |
| МКС 630В | 0,20 € |
| Конденсатор SMD | 0,30 € |
| Тантал 10 F / 25V | 0,30 € |
| Электролитический 10 F / 40V | 0,20 € |
| Электролитический 1000 F / 40 В | 0.80 € |
| Электролитический 4700 F / 63 В | 4.00 € |
Источники и дополнительная информация
Конденсаторы: http://en.wikipedia.org/wiki/КонденсаторыТипы: http://en.wikipedia.org/wiki/Types_of_capacitor
Электролитические конденсаторы: http://en.wikipedia.org/wiki/Electrolytic_capacitor
Приложения: http://en.wikipedia.org/wiki/Applications_of_capacitors
Дефекты: http://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor_plague
Куда подключить внешнюю фольгу на конденсаторах
Куда подключать внешнюю фольгу на конденсаторахОбщие
Некоторые неэлектролитические конденсаторы имеют полосатый конец, иногда помеченный как «внешняя фольга».Эти конденсаторы обычно изготавливают, беря длинную узкую полоску изоляционного материала и помещая полоску металлической фольги с обеих сторон от нее. Два куска фольги становятся пластинами конденсатора, а изолятор — диэлектриком. Затем эта длинная полоса наматывается в цилиндрическую форму, к двум пленкам прикрепляются выводы, а затем вся сборка заливается каким-либо материалом, предназначенным для предотвращения попадания влаги в конденсатор и поддержания его механической устойчивости. Поскольку конденсатор намотан цилиндрической формы, одна сторона фольги находится снаружи, а другая — внутри.Затем внешнее оконечное соединение из фольги маркируется полосой, указывающей положение внешней фольги.
Почему маркирована внешняя фольга?
Почему производители конденсаторов стараются пометить внешнюю фольгу лентой? Разве не только электролитические конденсаторы имеют значение полярности? Хотя это правда, что полярность на неэлектролитическом конденсаторе не имеет значения, с точки зрения сигнала, внешняя фольга имеет маркировку, потому что ее можно использовать в качестве экрана от воздействия электрического поля на конденсатор.Чтобы воспользоваться преимуществами экранирующих свойств внешней фольги, конденсатор должен быть включен в цепь с определенной ориентацией.
Где подключить внешнюю фольгу?
Правильный способ подключения внешней фольги — это сторона цепи с низким импедансом, которая, в случае соединительных колпачков, обычно является пластиной предыдущего каскада. Если это байпасный колпачок на землю, подключите внешнюю фольгу к заземленной стороне.Если это байпасный колпачок от сигнала к B +, подключите внешнюю фольгу к B +. Наружная фольга будет действовать как экран против связи электрического поля с конденсатором, поэтому вы хотите, чтобы у него был путь возврата к земле с наименьшим импедансом.
Для сигналов переменного тока шина источника питания фактически имеет потенциал земли, как и шина заземления. Вот почему его удобно использовать в качестве заземляющего экрана. Эту концепцию иногда сложно понять, но если вы задумаетесь о том, как работает конденсатор, это станет ясно.Емкостное реактивное сопротивление конденсатора рассчитывается следующим образом:
Xc = 1 / (2 * Pi * f * C)где: Xc — емкостное реактивное сопротивление
f = частота сигнала, проходящего через конденсатор
C = емкость конденсатора.Как видно из приведенного выше уравнения, частотный член находится в знаменателе, поэтому с увеличением частоты емкостное реактивное сопротивление уменьшается. Поскольку реактивное сопротивление фактически является мерой «сопротивления переменного тока» конденсатора, конденсатор будет демонстрировать очень низкое сопротивление на более высоких частотах, в то же время выглядя как разомкнутая цепь для постоянного тока и частот, достаточно низких, чтобы сделать емкостное реактивное сопротивление значительным.Это означает, что большие электролитические байпасные конденсаторы в источнике питания эффективно «замыкают накоротко» на сигналы переменного тока выше определенной очень низкой частоты. Для всех практических целей экранирования подключение внешней фольги к шине источника питания так же хорошо, как и подключение ее к заземлению. Кстати, у электролитических конденсаторов есть внутреннее сопротивление, которое имеет тенденцию расти с увеличением частоты, что может сделать конденсатор менее идеальным в качестве байпаса на более высоких частотах. По этой причине иногда рекомендуется обойти электролитические конденсаторы с помощью фольги меньшего номинала или конденсатора другого типа.
Я видел, как один известный гитарный усилитель «гуру» сказал подключить конец с полосой к сети следующего каскада, потому что он находится под потенциалом земли. Это совершенно неверно, потому что сеточная цепь является точкой с очень высоким импедансом. Решетка самой лампы имеет очень высокий импеданс, и она обычно шунтируется высоким сопротивлением от 220 кОм до 1 мегабайт, а также обычно имеет большое последовательное сопротивление в качестве межкаскадного аттенюатора. Из-за этого он был бы очень плохим выбором для электростатического экранирования.Пластина, с другой стороны, имеет импеданс, равный внутреннему сопротивлению пластины трубки, параллельной пластинному резистору (при условии, что катод обходится), что для типичного 12AX7 составляет всего около 38 кОм. Если катодный резистор отключен, выходное сопротивление будет немного выше, около 68 кОм, в зависимости от номинала катодного резистора, но все же значительно ниже входного импеданса следующего каскада. Лампы с более низким внутренним сопротивлением пластины, такие как 12AT7, будут иметь еще более низкие выходные сопротивления.
Что делать, если конденсатор не имеет полосатого конца?
Эта маркировка внешней фольги была очень распространена в «старые добрые времена» электроники, но, к сожалению, в настоящее время большинство производителей конденсаторов не удосуживаются маркировать внешнюю фольгу, поэтому нам приходится заботиться о себе. Если у конденсатора нет полосатого конца, внешнее соединение из фольги может быть на любом конце, поэтому нет простого визуального метода для определения наилучшей ориентации конденсатора.Однако, если у вас есть доступ к осциллографу, вы можете провести простой тест, чтобы определить, какой из контактов является внешним фольгированным. Установите осциллограф на наиболее чувствительную вертикальную шкалу (предпочтительно 20 мВ или меньше) и подключите зонд осциллографа через конденсатор (заземление к одной стороне крышки, наконечник пробника к другой). Крепко возьмите конденсатор пальцами и обратите внимание на амплитуду индуцированного сигнала переменного тока частотой 60 Гц (или 50 Гц, если вы находитесь на другой стороне пруда). Продолжая крепко удерживать конденсатор, переверните провода осциллографа, и вы должны увидеть резкую разницу в амплитуде наведенного сигнала переменного тока.Ориентация с наименьшим наведенным сигналом — это та, которую вы хотите, и заземляющий провод прицела подключается к внешней фольге в этом положении. Отметьте его и подключите эту сторону крышки к точке с наименьшим импедансом в цепи, обычно к пластине источника возбуждения, если она используется в качестве соединительной крышки, или к заземленному концу, если используется в положении шунта. Если вы не можете увидеть достаточно сильный индуцированный сигнал переменного тока, удерживая конденсатор между пальцами, поместите конденсатор поверх сетевого шнура переменного тока (который, конечно, подключен к сетевой розетке!), Вместо того, чтобы держать его между пальцами и вы увидите более крупный сигнал на осциллографе.Если вы новичок в этом вопросе, начните с крышки 0,022 мкФ или около того, так как легче всего увидеть разницу между двумя ориентациями. Индуцированный сигнал меньше на частоте 60 Гц с конденсаторами большей емкости, и его труднее увидеть на прицеле.
В случае некоторых типов конденсаторов, таких как керамические диски, многослойная керамика или серебряная слюда, нет «внешней фольги», потому что конденсатор сделан из однослойного или уложенного слоями диэлектрического материала и дирижер.Ориентация этих конденсаторов не имеет значения. Кроме того, в некоторых пленочных крышках с более высоким напряжением (обычно 1000 В постоянного / 450 В переменного тока и более высокие значения, например, высоковольтные блоки Orange Drop 716P) используется метод «последовательной намотки», который состоит из двух отдельных секций, расположенных рядом, с общим «плавающий» уровень соединения, обычно в нижней части стека слоев. Эти колпачки также не будут иметь собственного экранирования.
Правильная ориентация конденсаторов сделает усилитель гораздо менее восприимчивым к внешнему шуму, включая гул, помехи от флуоресцентного освещения и склонность к колебаниям или пикам и провалам частотной характеристики из-за нежелательной обратной связи от близлежащих сигналов внутри усилителя, которые могут повлиять на тембр усилителя (и это причина, по которой некоторые люди утверждают, что усилитель звучит иначе, если крышки ориентированы противоположным образом — если нет случайного соединения, не будет тональной разницы, но все же будет преимущество шума полученный от правильной ориентации колпачков).
© Рэндалл Айкен, 1999, 2000, 2001, 2002,2003,2004,2005. Воспроизведение в любой форме без письменного разрешения Aiken Amplification запрещено.
Пересмотрена 19.02.14
Поляризованные конденсаторы: объяснение полярности электролитических конденсаторов | Arrow.com
Помимо обманчиво простого схематического символа поляризованного конденсатора (см. Рисунок 1), есть сложный, жизненно важный компонент многих электронных схем.Этот конденсатор, часто называемый электролитическим конденсатором или просто «электролитическим» из-за его конструкции, играет важную роль в обеспечении того, чтобы выходной сигнал источника питания мог обеспечивать необходимый ток при номинальном постоянном напряжении питания.
Рис. 1. Наиболее распространенный символ поляризованного конденсатора в а) США и б) Европе; есть много вариаций.
Зачем нужен такой конденсатор и почему он поляризован? Основная роль этого конденсатора заключается в том, чтобы действовать как резервный накопитель электрической энергии для нагрузки, даже если на выходе самого источника питания — обычно источника переменного / постоянного тока — есть пульсации с частотой 60/120 Гц (50/100 Гц в некоторых регионах мира) из-за характера схемы регулирования мощности.
Посмотреть связанный продукт
Алюминиевый конденсатор емкостью 33 мкФ от Lelon Electronics.
Конденсатор аналогичен резервуару: ядро источника питания закачивает энергию (воду) в резервуар, но не с постоянной скоростью. Нагрузка (пользователи) забирает воду с разной скоростью, иногда с медленными изменениями, а иногда с внезапным кратковременным увеличением спроса.Им необходимо это сделать, несмотря на колебания в главном водопроводном трубопроводе, ведущем от водоочистной установки. Они не хотят видеть колебания давления (напряжения) воды, несмотря на изменения расхода (тока) в источнике или нагрузке.
Конденсатор является амортизатором или буфером электрической энергии и выполняет две функции: сглаживает пульсации на выходе базового регулятора при постоянной нагрузке и подает энергию по мере необходимости при изменении нагрузки. По этим причинам электролитические конденсаторы большой емкости, используемые на выходе источников питания, часто называют компонентами «накопителя» и действуют как базовые фильтры против нежелательных колебаний выходного напряжения питания, несмотря на изменения входного напряжения регулятора или нагрузки.
Как изготавливаются электролитические конденсаторы?В принципе, конденсатор состоит из двух проводящих поверхностей, разделенных диэлектриком. Этот диэлектрик может быть воздушным, бумажным, керамическим или специальной электролитической химической пленкой. Большинство электролитических конденсаторов состоят из двух очень тонких слоев металлической фольги (алюминия, тантала или ниобия) со слоем диэлектрического оксида, который наносится на один слой, а затем весь узел свертывается (рис. 2).
Рис. 2. Внутренняя конструкция электролитического конденсатора на основе алюминия показывает слои, разделенные диэлектриком, а затем свернутые в цилиндрический корпус.(Источник: Nichicon Corp.)
Последний блок герметизирован специальным покрытием, которое может быть пластиком, эпоксидной смолой, металлом или другим материалом для защиты от влаги и удержания электролитического материала внутри в случае химической «утечки» или выхода из строя корпуса (рис. 3).
Рис. 3. Готовый электролитический конденсатор, готовый к использованию; он рассчитан на 10 000 мкФ (0,1 F), 15 В постоянного тока и имеет высоту 40 мм и диаметр 18 мм. (Источник: Kemet Corp.)
Конденсатор с нехимическим диэлектриком не поляризован и может использоваться с сигналами переменного тока; кроме того, он может быть вставлен в цепь любым способом.Однако из-за химической природы пленки и конструкции, используемой для электролитических конденсаторов, существует полярность установки и использования. Перенастройка напряжения, например, на устройство, выйдет из строя, а затем выйдет из строя.
Учитывая это ограничение, зачем вообще использовать поляризованные электролитические конденсаторы? Ответ прост: добиться высокой емкостной плотности и связанного с ней значения. Большинству источников питания переменного / постоянного тока требуется емкость порядка от нескольких сотен до десяти тысяч микрофарад (мкФ), и это может быть достигнуто только в компоненте разумного размера с использованием конструкции с электролитическим конденсатором.Использование керамики или воздуха в качестве диэлектрика потребует емкости конденсатора в пределах от 100 до 1000 раз больше.
Стоимость также является важным фактором: для конденсатора большего размера потребуется больше материала, поэтому будут более высокие прямые затраты, а также более высокая «стоимость» использования большего пространства на печатной плате или большего общего источника питания. Суперконденсаторы могут показаться лучшей альтернативой меньшего размера, поскольку они могут легко обеспечивать номинальные значения в несколько фарад, но они не могут справиться с пульсирующим током или характером заряда / разряда регулятора источника питания и его нагрузки.
Выбор электролитического конденсатора: конструктивные параметрыКонечно, основным параметром этих накопителей является их емкость. Номиналы электролитических конденсаторов начинаются с 1 мкФ и доходят до тысяч мкФ. Если требуется большая емкость, чем может обеспечить отдельный компонент, конечно, можно использовать конденсаторы параллельно.
Следующий параметр, который должен выбрать разработчик, — это рабочее напряжение, обычно обозначаемое как WVDC (рабочее напряжение постоянного тока).Это максимальное номинальное напряжение постоянного тока, при котором конденсатор будет надежно работать, и зависит от конструкции и корпуса. Для более высокого WVDC требуется устройство большего физического размера, чтобы выдерживать внутреннюю дугу и пробивку, и оно более дорогое, поэтому разработчик должен быть осторожен, чтобы не переоценить этот коэффициент. Большинство разработчиков используют 2-кратный запас прочности на WVDC для компенсации любых пульсаций или переходных процессов на конденсаторе от источника питания; таким образом, конденсатор WVDC на 25 В будет использоваться с номинальным источником питания 12 В постоянного тока.
Хотя в идеале конденсатор был бы именно таким; в действительности, каждый конденсатор имеет эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и самоиндуктивность. ESR качественного конденсатора составляет от 0,1 до 1 Ом; чем выше ESR, тем меньше конденсатор будет работать как идеальное устройство, и это может фактически вызвать неисправность схемы регулятора. В электролитических конденсаторах более низкого качества ESR будет увеличиваться со временем и при повышении температуры и может даже достигать десятков Ом с пагубными последствиями.Конденсаторы также имеют небольшой ток утечки из-за несовершенного диэлектрика.
Далее, каждый реальный компонент, конечно же, имеет паразитную индуктивность; для конденсаторов эта индуктивность составляет порядка нескольких миллигенри (мГн). Хотя такое низкое значение обычно не является проблемой для частот сети переменного тока, оно может стать проблемой при увеличении рабочей частоты источника питания и может вызвать нестабильность в цепи и даже отказ.
Допуск электролитического конденсатораЭлектролитические конденсаторы, как и все компоненты, также имеют допуски; Допуск ± 20 процентов является обычным явлением, хотя некоторые указаны с более жесткими допусками.Хотя это может показаться большим допуском, для применения это приемлемо.
Чтобы поддержать анализ производительности и стабильности разработчика, большинство поставщиков конденсаторов предоставляют модели, которые включают в себя ESR, индуктивность, сопротивление утечки и любые другие неидеальные атрибуты (рисунок 4). Они могут показывать это на частоте сети, а также на более высоких частотах, а также при различных температурах.
Рис. 4. Упрощенная низкочастотная модель электролитического конденсатора показывает основной конденсатор вместе с сопротивлением утечки, эквивалентным последовательным сопротивлением и индуктивностью; для использования в радиочастотах модель будет добавлять различные внутренние паразитные параметры, а также паразитную индуктивность и емкость выводов.
Деградация Электролитического Конденсатора
Обычно ожидается, что электролитические конденсаторы будут работать в соответствии со спецификациями в течение многих тысяч часов, хотя они часто используются сверх максимального срока службы с приемлемыми результатами. (Подумайте о блоке питания в настольном ПК с длительным сроком службы, который большую часть времени включен.)
Помимо очевидной работы за пределами установленных номиналов, каждый электронный компонент подвержен воздействию факторов, влияющих на его надежность и срок службы, и электролитические конденсаторы не исключение.
Нагрев является наиболее частым фактором сокращения срока их службы: конденсатор, рассчитанный на 10 000 часов при 25 ° C, потребует снижения номинальных характеристик при повышении температуры, и его можно рассчитать только на 1 000 часов при 85 ° C и даже меньше при 105 ° C. Поскольку большинство этих конденсаторов используется с источниками питания, которые обычно нагреваются и имеют локализованное повышение температуры выше, чем у всего корпуса, срок службы этих накопительных устройств будет короче. Поставщики предлагают конденсаторы, рассчитанные на длительный срок службы при более высоких температурах, чтобы решить эту проблему.(Обратите внимание, что повышенная температура хранения также является проблемой, влияющей на их срок службы, но это другой сценарий и другие спецификации.)
Второй фактор, сокращающий срок службы электролитических конденсаторов, — это пульсирующий ток, который они должны выдерживать. Этот ток является неизбежным колебанием на выходе регулятора напряжения, которое конденсатор заряжается сглаживающим. По сложным электрохимическим причинам пульсирующий ток снижает срок службы конденсатора и его электролита; чем выше пульсирующий ток, тем сильнее и быстрее деградация.Чувствительность к току пульсаций зависит от конструкции и используемых материалов; поставщики указывают срок службы с разными значениями пульсаций тока.
Существует один фактор нетехнического характера, который проектировщики также должны учитывать после того, как они выберут соответствующий конденсатор и соответствующую модель поставщика. Относительно легко использовать некачественные, заменяющие или откровенно контрафактные детали в процессе производства и сборки. Это связано с тем, что относительно легко сделать соответствующий конденсатор, который будет работать достаточно хорошо, по крайней мере, какое-то время.Однако срок службы самого продукта в полевых условиях сократится, но к тому времени будет уже слишком поздно, и он станет серьезной головной болью.
Имейте в виду, что у закупочной группы производственного предприятия также возникает соблазн заменить конденсатор «похожим» на конденсатор, указанный в спецификации проектировщиком, но с такими же техническими характеристиками верхнего уровня: емкость, WVDC и размер. Тем не менее, он может иметь другие второстепенные, но все же важные характеристики, такие как ESR или устойчивость к пульсирующим токам, и изменение спецификации может повлиять на производительность или надежность системы.Для инженеров жизненно важно работать с производственной цепочкой поставок, чтобы гарантировать целостность и прослеживаемость конденсатора до указанного поставщика источника.
Электролитические конденсаторы, расположенные между стабилизатором питания и нагрузкой, могут показаться обыденными и даже рутинными. Тем не менее, они необходимы для обеспечения стабильной шины постоянного тока для цепи. В результате проектировщикам необходимо указать и выбрать их на основе их первичных и вторичных параметров и операционной ситуации, а также помнить о менее очевидных проблемах цепочки поставок.
Можно ли сделать неполярный электролитический конденсатор из двух обычных электролитических конденсаторов?
Итоги:
Да, «поляризованные» алюминиевые конденсаторы с «влажным электролитом» могут быть законно подключены «спина к спине» (т. Е. Последовательно с противоположной полярностью), образуя неполярный конденсатор.
C1 + C2 всегда равны по емкости и номинальному напряжению
Ceffective = = C1 / 2 = C2 / 2Veffective = скорость C1 и C2.
См. В конце «Механизм» , как это (вероятно) работает.
При этом принято считать, что два конденсатора имеют одинаковую емкость.
Результирующий конденсатор с половиной емкости каждого отдельного конденсатора.
, например, если два конденсатора по 10 мкФ соединить последовательно, результирующая емкость будет 5 мкФ.
Я прихожу к выводу, что полученный конденсатор будет иметь такое же номинальное напряжение, как и отдельные конденсаторы.(Я могу ошибаться).
Я видел, как этот метод использовался много раз на протяжении многих лет и, что более важно, видел метод, описанный в примечаниях по применению от ряда производителей конденсаторов. См. В конце одну из таких ссылок.
Понимание того, как отдельные конденсаторы заряжаются правильно, требует либо веры в заявления производителей конденсаторов («действовать так, как если бы они были шунтированы диодами», либо дополнительных сложностей, НО понимание того, как устройство работает после включения, проще.
Представьте себе две заглушки, расположенные вплотную друг к другу, с полностью заряженным Cl и полностью разряженным Cr.
Если теперь через последовательную схему проходит ток, так что Cl затем разряжается до нулевого заряда, то обратная полярность Cr заставит его заряжаться до полного напряжения. Попытки подать дополнительный ток и дополнительно разрядить Cl, принимая неправильную полярность, приведут к тому, что Cr будет заряжаться выше его номинального напряжения. то есть это может быть предпринято, НО будет вне спецификации для обоих устройств.
Учитывая вышеизложенное, можно ответить на конкретные вопросы:
Какие есть причины для последовательного подключения конденсаторов?
Может создать биполярный колпачок из двух полярных колпачков.
OR может удвоить номинальное напряжение, если соблюдается баланс распределения напряжения. Иногда для достижения баланса используются параллельные резисторы.
«оказывается, что то, что может выглядеть как два обычных электролита, на самом деле не является двумя обычными электролитиками».
Это можно сделать с помощью обычных электролитов.
«Нет, не делайте этого. Он также будет действовать как конденсатор, но как только вы пропустите несколько вольт, он выйдет из строя.«
Работает нормально, если рейтинги не превышены.
‘Что-то вроде «БЮТ из двух диодов не сделаешь»‘
Причина для сравнения указана, но не действительна. Каждый полуконденсатор подчиняется тем же правилам и требованиям, что и отдельный.
«Это процесс, который не может выполнить мастер»
Тинкерер может — вполне законно.
Так является ли неполярный (NP) электролитический колпачок электрически идентичным двум электролитическим колпачкам в обратной последовательности или нет?
Может быть, производители обычно вносят изменения в производство, так что есть две анодные фольги, НО результат тот же.
Разве он не выдерживает такие же напряжения?
Номинальное напряжение — это напряжение одиночной крышки.
Что происходит с конденсатором с обратным смещением, когда на комбинацию подается большое напряжение?
При нормальной работе крышки с обратным смещением НЕТ. Каждая крышка обрабатывает полный цикл переменного тока в целом, фактически видя половину цикла. Смотрите мое объяснение выше.
Существуют ли практические ограничения, кроме физического размера?
Я не могу придумать очевидных ограничений.
Имеет значение, какая полярность снаружи?
Нет. Нарисуйте изображение того, что видит каждая крышка в изоляции без привязки к тому, что находится «за ее пределами. Теперь измените их порядок в цепи. То, что они видят, идентично.
Я не понимаю, в чем разница, но многие люди думают, что она есть.
Вы правы. Функционально с точки зрения «черного ящика» они одинаковы.
ПРИМЕР ПРОИЗВОДИТЕЛЯ:
В этом документе «Руководство по применению алюминиевые электролитические конденсаторы» от компании Cornell Dubilier, компетентного и уважаемого производителя конденсаторов, говорится (возраст 2.183 и 2.184)
Если два алюминиевых электролитических конденсатора одинакового номинала соединены последовательно, спина к спине с положительным клеммы или подключенные отрицательные клеммы, в результате одиночный конденсатор представляет собой неполярный конденсатор с половина емкости.
Два конденсатора выпрямляют приложенного напряжения и действуют так, как если бы они были обойдены диодами.
При подаче напряжения конденсатор правильной полярности получает полное напряжение.
В неполярных алюминиевых электролитических конденсаторах и алюминиевых электролитических конденсаторах для запуска двигателя вторая анодная фольга заменяет катодную фольгу для получения неполярного конденсатора в единственном случае.
Этот комментарий со страницы 2.183 имеет отношение к пониманию всего действия.
Хотя может показаться, что емкость между две фольги, на самом деле емкость находится между анодная фольга и электролит.
Положительная пластина анодная фольга;
диэлектрик изоляционный алюминий оксид на анодной фольге;
Настоящая отрицательная пластина — это проводящий жидкий электролит и катодная фольга просто подключается к электролиту.
Эта конструкция обеспечивает колоссальную емкость. потому что травление фольги может увеличить площадь поверхности более чем в 100 раз, а толщина диэлектрика из оксида алюминия составляет менее микрометра. Таким образом, в результате конденсатор имеет очень большую площадь пластины, и пластины ужасно близко друг к другу.
ДОБАВЛЕНО:
Я интуитивно чувствую, как и Олин, что необходимо обеспечить средства для поддержания правильной полярности. На практике кажется, что конденсаторы хорошо справляются с «граничным условием» запуска.Корнелл Дабиллерс «действует как диод» требует лучшего понимания.
МЕХАНИЗМ:
Думаю, следующее описывает, как работает система.
Как я описал выше, как только один конденсатор полностью заряжен на одном конце формы волны переменного тока, а другой полностью разряжен, система будет работать правильно, при этом заряд будет проходить на внешнюю «пластину» одной крышки напротив внутренней пластины этот колпачок к другому колпачку и «другой конец».т.е. масса заряда передается между двумя конденсаторами и позволяет чистому заряду течь к и от двойной крышки. Пока проблем нет.
Правильно смещенный конденсатор имеет очень низкую утечку.
Конденсатор с обратным смещением имеет большую утечку и, возможно, намного больше.
При запуске одна крышка смещается в обратном направлении на каждом полупериоде, и течет ток утечки.
Поток заряда таков, чтобы привести конденсаторы к правильно сбалансированному состоянию.
Это упоминаемое «действие диода» — не формальное выпрямление как таковое, а утечка при неправильном рабочем смещении.
После нескольких циклов баланс будет достигнут. Чем «негерметичнее» крышка в обратном направлении, тем быстрее будет достигнут баланс.
Этот саморегулирующийся механизм компенсирует любые недостатки или неравенства.
Очень аккуратный.
Чего нельзя делать с крышками
Неправильное использование конденсаторов
Недавно мы опубликовали заметку о схеме конденсатора и, как всегда, получили много отличных отзывов от наших читателей. Чтобы ответить на ваши вопросы, мы попросили нашу службу технической поддержки рассказать нам о конденсаторах.Они поделились некоторыми ценными знаниями и рассказами из своего личного опыта. Тем временем наша команда по маркетингу продуктов решила, что показать вам, что именно происходит, когда вы меняете полярность конденсатора или подвергаете конденсатор воздействию перенапряжения, будет отличной возможностью для обучения.
Что такое конденсаторы и как они работают?
Конденсатор — это пассивный электрический компонент с двумя выводами. По сути, это два проводника, обычно с проводящими пластинами, разделенные изолятором, известным как диэлектрик.Он также имеет соединительные провода, которые подключаются к токопроводящим пластинам. Диэлектрик определяет тип конденсатора. Диэлектрический материал может быть разным, но он должен быть плохим проводником электричества.Конденсатор предназначен для хранения энергии. Отрицательный вывод принимает электроны от источника питания, а положительный вывод теряет электроны. При необходимости конденсатор высвобождает накопленную энергию. Он работает аналогично аккумулятору, но может полностью разрядить его за доли секунды.
К распространенным типам конденсаторов относятся керамические конденсаторы, бумажные или пленочные конденсаторы и электролитические конденсаторы. Существует также семейство суперконденсаторов с высокой емкостью.
Конденсатор Применения:
Конденсаторы имеют множество применений. Они играют решающую роль в цифровой электронике, поскольку защищают микрочипы от шума в сигнале питания за счет развязки. Поскольку они могут быстро сбросить весь свой заряд, они часто используются во вспышках и лазерах вместе с настраиваемыми схемными устройствами и емкостными датчиками.Цепи с конденсаторами демонстрируют частотно-зависимое поведение, поэтому их можно использовать со схемами, которые выборочно усиливают определенные частоты.Выбор конденсатора:
Выбор конденсатора во многом зависит от электронного устройства, с которым вы работаете, и от того, какой ток используется (переменный, постоянный и т. Д.). Вы должны определить, нужен ли вам поляризованный или неполяризованный конденсатор. Для этого проверьте схему вашего проекта. Если конденсатор обозначен знаком плюс (+), то требуется поляризованный конденсатор.(-6), или одна миллионная фарада.Напряжение конденсатора пропорционально заряду, накопленному в конденсаторе. Они способны блокировать сигналы постоянного тока при прохождении переменного тока. Конденсаторы также могут устранить рябь. Если линия, по которой проходит постоянное напряжение, имеет пульсации, конденсатор может выровнять напряжение, поглощая пики и заполняя впадины.
Напряжение на конденсаторе — это не номинал, а то, какому напряжению вы можете подвергнуть конденсатор. Например, если ваш источник напряжения составляет 9 вольт, вы должны выбрать конденсатор, который как минимум в два раза больше напряжения, 18 вольт или даже 27 вольт, чтобы быть в безопасности.
Электролитические конденсаторы переменного тока или биполярные конденсаторы имеют два анода, подключенных с обратной полярностью. Электролитические конденсаторы постоянного тока поляризованы в процессе производства и поэтому могут работать только с постоянным напряжением. Напряжение с обратной полярностью, напряжение или пульсирующий ток выше, чем указано, могут разрушить диэлектрик и конденсатор. Разрушение электролитических конденсаторов может иметь катастрофические последствия, такие как пожар или взрыв. Если поляризованный конденсатор установлен неправильно, конденсатор со свистом взрывается.С другой стороны, неполяризованные конденсаторы в основном используются для фильтрации гармонических шумов почти в каждой цепи, более удобны в обращении.
«Некоторые большие электролитические конденсаторы могут сохранять заряд в течение длительного времени. Некоторые могут даже до некоторой степени заряжаться самостоятельно», — пояснил инженер технической поддержки Jameco. «Инженер-электронщик, с которым я работал, создавал прототип источника питания, настраивал схему, тестировал детали и т. Д. По своей привычке он вынул заглушку из схемы, чтобы заменить ее, и, не задумываясь, воткнул один из выводов. его рот.Конденсатор более или менее мгновенно разрядил всю свою нагрузку и фактически заставил его упасть со стула. Он был в порядке, но это было страшно. Через несколько месяцев ему пришлось вырвать зуб прямо в том месте, где выпал колпачок. Он ударил этот зуб электрическим током ».
Не забывайте работать осторожно при обращении с конденсаторами и всегда следуйте спецификациям для вашего устройства или проекта. Конденсатор может быть важным компонентом, но он также может привести к разрушительным и опасным последствиям, если не используется надлежащим образом.
Электролитический конденсатор | Типы | Направляющая конденсатора
Что такое электролитические конденсаторы?
Электролитический конденсатор — это тип конденсатора, в котором используется электролит для достижения большей емкости, чем у конденсаторов других типов. Электролит — это жидкость или гель, содержащий высокую концентрацию ионов. Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, а это означает, что напряжение на положительной клемме всегда должно быть больше, чем напряжение на отрицательной клемме.Преимущество большой емкости электролитических конденсаторов имеет также несколько недостатков. Среди этих недостатков — большие токи утечки, допуски по величине, эквивалентное последовательное сопротивление и ограниченный срок службы. Электролитические конденсаторы могут быть либо с жидким электролитом, либо с твердым полимером. Обычно они изготавливаются из тантала или алюминия, хотя могут использоваться и другие материалы. Суперконденсаторы — это особый подтип электролитических конденсаторов, также называемых двухслойными электролитическими конденсаторами, с емкостью в сотни и тысячи фарад.Эта статья будет основана на алюминиевых электролитических конденсаторах. Они имеют типичную емкость от 1 мкФ до 47 мФ и рабочее напряжение до нескольких сотен вольт постоянного тока. Алюминиевые электролитические конденсаторы используются во многих приложениях, таких как источники питания, материнские платы компьютеров и многие бытовые приборы. Поскольку они поляризованы, их можно использовать только в цепях постоянного тока.
Определение электролитического конденсатора
Электролитический конденсатор — это поляризованный конденсатор, в котором используется электролит для достижения большей емкости, чем у конденсаторов других типов.
Считывание значения емкости
В случае сквозных конденсаторов значение емкости, а также максимальное номинальное напряжение указаны на корпусе. Конденсатор, на котором напечатано «4,7 мкФ 25 В», имеет номинальное значение емкости 4,7 мкФ и максимальное номинальное напряжение 25 В, которое никогда не должно превышаться.
В случае электролитических конденсаторов SMD (поверхностного монтажа) существует два основных типа маркировки. В первой четко указано значение в микрофарадах и рабочее напряжение.Например, при таком подходе конденсатор 4,7 мкФ с рабочим напряжением 25 В будет иметь маркировку «4,7 25V. В другой системе маркировки за буквой следуют три цифры. Буква представляет номинальное напряжение в соответствии с таблицей ниже. Первые два числа представляют значение в пикофарадах, а третье число — количество нулей, добавляемых к первым двум. Например, конденсатор 4,7 мкФ с номинальным напряжением 25 В будет иметь маркировку E476. Это соответствует 47000000 пФ = 47000 нФ = 47 мкФ.
| Письмо | Напряжение |
| e | 2,5 |
| G | 4 |
| Дж | 6,3 |
| А | 10 |
| С | 16 |
| D | 20 |
| E | 25 |
| В | 35 |
| H | 50 |
Характеристики
Дрейф емкости
Емкость электролитических конденсаторов с течением времени отклоняется от номинального значения, и они имеют большие допуски, обычно 20%.Это означает, что ожидается, что алюминиевый электролитический конденсатор с номинальной емкостью 47 мкФ будет иметь измеренное значение от 37,6 мкФ до 56,4 мкФ. Танталовые электролитические конденсаторы могут изготавливаться с более жесткими допусками, но их максимальное рабочее напряжение ниже, поэтому они не всегда могут использоваться в качестве прямой замены.
Полярность и безопасность
Из-за конструкции электролитических конденсаторов и характеристик используемого электролита электролитические конденсаторы должны иметь прямое смещение.Это означает, что положительный вывод всегда должен иметь более высокое напряжение, чем отрицательный вывод. Если конденсатор становится смещенным в обратном направлении (если полярность напряжения на выводах меняется на обратную), изолирующий оксид алюминия, который действует как диэлектрик, может быть поврежден и начать действовать как короткое замыкание между двумя выводами конденсатора. Это может вызвать перегрев конденсатора из-за протекающего через него большого тока. Когда конденсатор перегревается, электролит нагревается и протекает или даже испаряется, что приводит к взрыву корпуса.Этот процесс происходит при обратном напряжении около 1 В и выше. Для обеспечения безопасности и предотвращения взрыва корпуса из-за высокого давления, возникающего в условиях перегрева, в корпусе установлен предохранительный клапан. Обычно это делается путем нанесения царапины на верхней поверхности конденсатора, которая открывается контролируемым образом при перегреве конденсатора. Поскольку электролиты могут быть токсичными или едкими, могут потребоваться дополнительные меры безопасности при очистке и замене перегретого электролитического конденсатора.
Существует специальный тип электролитических конденсаторов для переменного тока, которые выдерживают обратную поляризацию. Этот тип называется неполяризованным или NP-типом.
Устройство и свойства электролитических конденсаторов
Алюминиевые электролитические конденсаторы состоят из двух алюминиевых фольг и бумажной прокладки, пропитанной электролитом. Одна из двух алюминиевых фольг покрыта оксидным слоем, и эта фольга действует как анод, а непокрытая фольга действует как катод.Во время нормальной работы анод должен находиться под положительным напряжением по отношению к катоду, поэтому катод чаще всего маркируется знаком минус вдоль корпуса конденсатора. Анод, бумага, пропитанная электролитом, и катод уложены друг на друга. Пакет сворачивается, помещается в цилиндрический корпус и подключается к цепи с помощью штифтов. Есть две общие геометрии: осевая и радиальная. Осевые конденсаторы имеют по одному выводу на каждом конце цилиндра, в то время как в радиальной геометрии оба вывода расположены на одном конце цилиндра.
Электролитические конденсаторы имеют большую емкость, чем большинство других типов конденсаторов, обычно от 1 мкФ до 47 мФ. Существует особый тип электролитического конденсатора, называемый двухслойным конденсатором или суперконденсатором, емкость которого может достигать тысяч фарад. Емкость алюминиевого электролитического конденсатора определяется несколькими факторами, такими как площадь пластины и толщина электролита. Это означает, что конденсатор большой емкости является громоздким и большим по размеру.
Стоит отметить, что электролитические конденсаторы, изготовленные по старой технологии, не имели очень длительного срока хранения, обычно всего несколько месяцев. Если его не использовать, оксидный слой разрушается, и его необходимо восстанавливать в процессе, называемом риформингом конденсатора. Это можно сделать, подключив конденсатор к источнику напряжения через резистор и медленно увеличивая напряжение, пока оксидный слой не будет полностью восстановлен. Современные электролитические конденсаторы имеют срок хранения 2 года и более.Если конденсатор остается неполяризованным на длительное время, его необходимо преобразовать перед использованием.
Применения для электролитических конденсаторов
Существует множество приложений, в которых не требуются жесткие допуски и поляризация переменного тока, но требуются большие значения емкости. Они обычно используются в качестве фильтрующих устройств в различных источниках питания для уменьшения пульсаций напряжения. При использовании в импульсных источниках питания они часто являются критическим компонентом, ограничивающим срок службы источника питания, поэтому в этом приложении используются высококачественные конденсаторы.
Они также могут использоваться при сглаживании входа и выхода в качестве фильтра нижних частот, если сигнал является сигналом постоянного тока со слабой составляющей переменного тока. Однако электролитические конденсаторы плохо работают с сигналами большой амплитуды и высокой частоты из-за мощности, рассеиваемой на паразитном внутреннем сопротивлении, называемом эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR). В таких приложениях необходимо использовать конденсаторы с низким ESR, чтобы уменьшить потери и избежать перегрева.
Практическим примером является использование электролитических конденсаторов в качестве фильтров в усилителях звука, основная цель которых — уменьшить гудение в сети.Сетевой гул — это электрический шум с частотой 50 или 60 Гц, вызванный сетью, который будет слышен при усилении.
Биполярные конденсаторы (звук) — Марк Гаррис
Следующий список конденсаторов, которые используются звуковыми декодерами, в которых биполярный (неполярный) конденсатор подключен последовательно с динамиком. Термины «Биполярный» и «Неполярный» относятся к тому факту, что конденсатор не имеет полярности постоянного тока. На конденсаторе нет клемм «+» или «-» или маркировки как таковой. Вы не можете подключить его задом наперед!Если вы посмотрите на картинку слева, то верхняя помечена «N P» для N на P в раскрашенном виде.
На следующем рисунке у нас есть еще несколько конденсаторов с маркировкой «B P» для B i- P olarized.Если вы хотите узнать больше о том, зачем нужны или используются эти конденсаторы, см. Внизу.
Детали, выделенные жирным шрифтом, являются наиболее подходящими деталями с точки зрения физических размеров.
| Значение | Напряжение или Ток Рейтинг | Производство Имя | Производство Номер детали | Размер | | ||||
| 10 мкФ | 16V | Panasonic | ECE-A1CN100U | 5 мм x 11 мм | |||||
| 10 мкФ | 25V | Panasonic | ECE-A1EN100U | 5 мм x 11 мм | |||||
| 35 Panasonic | ECE-A1VN100U | 5 мм x 11 мм | |||||||
| 10 мкФ | 16V | Nichicon | UVP1C100M | 5 мм x 11 мм | 10 мкФ | UVP | Nich 5 мм x 11 мм | 9 0010 | 10 мкФ | 35 В | Nichicon | UVP1V100M | 5 мм x 11 мм |
| 10 мкФ | 10 В | Nichicon | USP1A | ||||||
| 10 мкФ | 16 В | Nichicon | USP1C100M | 6.3 мм x 7 мм | |||||
| 10 мкФ | 25V | Nichicon | USP1E100M | 6,3 мм x 7 мм | |||||
| 22 мкФ | 16V | Panasonic | ECE-A1CN220U | 570 мм | |||||
| 22 мкФ | 25 В | Panasonic | ECE-A1EN220X | 5 мм x 11 мм | |||||
| 22 мкФ | 10 В | Nichicon | UVP1A220M | ||||||
| 16V | Nichicon | UVP1C220M | 5 мм x 11 мм | ||||||
| 22 мкФ | 25V | Nichicon | UVP1E220M | 5 мм x 11 мм | |||||
| 22uF | |||||||||
| 22uF Nichicon | USP1A220M | 9 0933 5 мм X 7 мм | |||||||
| 22 мкФ | 16 В | Nichicon | USP1C220M | 6.3 мм X 7 мм | |||||
| 22 мкФ | 25V | Nichicon | USP1E220M | 6,3 мм X 7 мм | |||||
| 33 мкФ | 16V | Panasonic | ECE-A1CN330U | 510 мм | |||||
| 33 мкФ | 10 В | Nichicon | UVP1A330M | 5 мм x 11 мм | |||||
| 33 мкФ | 16 В | Nichicon | UVP1C330M | ||||||
| Nichicon | USP1A330M | 6.3 мм X 7 мм | |||||||
| 33 мкФ | 16V | Nichicon | USP1C330M | 6,3 мм X 7 мм | |||||
| 47mm | |||||||||
| 470011 ECE-A1AN470U | 5 мм x 11 мм | ||||||||
| 47 мкФ | 10V | Nichicon | UVP1A470M | 5 мм x 11 мм | |||||
| 47 мкФ | 16V | UVP1 | Nichicon3 мм x 11 мм | ||||||
| 47 мкФ | 10 В | Nichicon | USP1A470M | 6,3 мм X 7 мм | |||||
| 47 мкФ | 16V | Nichicon | 6,3 мм X 7 мм | ||||||
Почему биполярный или неполяризованный конденсатор?
Обычно конденсаторы НЕ имеют никакой поляризации.См .: Емкость. Однако обычный алюминиевый электролитический (AL) тип предлагает намного большую емкость на единицу объема по самой низкой цене, чем любая другая конденсаторная технология. Следствием конденсатора AL является то, что он является поляризованным конденсатором из-за физических / химических свойств, присутствующих внутри конденсатора. К счастью, в большинстве конструкций электрических схем используется питание постоянного тока, и в этом случае поляризованная природа конденсатора AL НЕ является недостатком.Итак, что произойдет, если в цепи используется питание переменного тока, например, в аудиосхемах.Конкретнее при работе с динамиками?
Оказывается, что использование этих других типов конденсаторов (не AL) приведет к получению физически большого и дорогого конденсатора.
Введите биполярный конденсатор AL. Это может быть сделано с использованием «трюка со схемой», заключающегося в размещении двух поляризованных конденсаторов AL в последовательной конфигурации «BACK to BACK».
