Site Loader

Содержание

Виды конденсаторов и их применение презентация. Презентация по физике на тему «Конденсаторы. Электроемкость». Конденсаторы переменной электроемкости

Сформировать понятие электроемкости; Ввести новую характеристику – электроемкость конденсатора, и ее единицу измерения. Рассмотреть виды конденсаторов и где они применяются

Повторим… 1 вариант 1) Кем и когда была создана теория электромагнитного поля и в чем заключается ее суть. 2) Перечислите виды электромагнитных волн. Инфракрасное излучение, его свойства и влияние на организм человека. 2 вариант 1) Что называют электромагнитной волной?. Какими основными свойствами обладает электромагнитная волна? 2) Перечислите виды электромагнитных волн. Рентгенвоское излучение, его свойства и влияние на организм человека.

Конденсатор представляет собой два проводника, разделенные слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников. Электроемкость конденсатора равна где q – заряд положительной обкладки, U – напряжение между обкладками. Электроемкость конденсатора зависит от его геометрической конструкции и электрической проницаемости заполняющего его диэлектрика и не зависит от заряда обкладок. Конденсатор

Электроёмкостью двух проводников называют отношение заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним. Единица измерения ёмкости – фарад – [ Ф ] Это надо знать:

Электроемкость плоского конденсатора равна где S– площадь каждой из обкладок, d– расстояние между ними, ε – диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками. При этом предполагается, что геометрические размеры пластин велики по сравнению с расстоянием между ними. Запомните, что…

В настоящее время широко применяются бумажные конденсаторы для напряжений в несколько сот вольт и ёмкостью в несколько микрофарад. В таких конденсаторах обкладками служат две длинные ленты тонкой металлической фольги, а изолирующей прокладкой между ними – несколько более широкая бумажная лента, пропитанная парафином. Бумажной лентой покрывается одна из обкладок, затем ленты туго свёртываются в рулон и укладываются в специальный корпус. Такой конденсатор, имея размеры спичечного коробка, обладает ёмкостью 10мкФ (металлический шар такой ёмкости имел бы радиус 90км). Бумажный конденсатор

Керамический конденсатор В радиотехнике применяют керамические конденсаторы. Диэлектриком в них служит специальная керамика. Обкладки керамических конденсаторов изготавливаются в виде слоя серебра, нанесённого на поверхность керамики и защищённого слоем лака. Керамические конденсаторы изготавливаются на ёмкости о единиц до сотен пикофарад и на напряжения от сотен до тысяч вольт.

Запишите какова их электроемкость.

Слайд 14

Какова электроемкость конденсатора, если заряд конденсатора 10 нКл, а разность потенциалов 20 кВ. А теперь задача…

Слайд 15

Конденсатору емкостью 10 мкФ сообщили заряд 4 мкКл. Какова энергия заряженного конденсатора. А теперь задача…

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Конденсаторы

8 класс

Учитель физики

И.В.Торопчина


Конденсатор

Конденсатор-

это устройство, предназначенное для накопления электрического заряда и энергии электрического поля.


Конденсатор

Конденсатор представляет собой два

проводника (обкладки), разделенных слоем

диэлектрика, толщина которого мала по

сравнению с размерами проводников.


Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора и однородно.

Заряд конденсатора — это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора.



по виду диэлектрика : воздушные,

слюдяные, керамические,

электролитические.

по форме обкладок : плоские,

сферические, цилиндрические. по величине емкости:

постоянные, переменные.


  • В зависимости от назначения конденсаторы имеют различное устройство.

  • Обычный технический бумажный конденсатор состоит из двух полосок алюминиевой фольги, изолированных друг от друга и от металлического корпуса бумажными лентами, пропитанными парафином. Полоски и ленты туго свернуты в пакет небольшого размера

Конденсаторы переменной электроемкости


Обозначение конденсаторов

Конденсатор постоянной ёмкости

Конденсатор переменной ёмкости


Электроемкость

Физическая величина, характеризующая способность двух проводников накапливать электрический заряд называется электроёмкостью, или ёмкостью.


При увеличении заряда в 2, 3, 4 раза соответственно в 2, 3, 4

раза увеличатся показания электрометра, т. е. увеличится

напряжение между пластинами конденсатора.

Отношение заряда к напряжению будет оставаться

постоянным:


Электроёмкость конденсатора

  • Величина, измеряемая отношением заряда ( q) одной из пластин конденсатора к напряжению ( U) между пластинами, называется электроёмкостью конденсатора
    .
  • Электроёмкость конденсатора вычисляется по формуле:

C = q / U


Единицы электроемкости

Электроемкость измеряется в фарадах(Ф)

[ С ] = 1Ф (фарад)

Электроемкость двух проводников численно

равна единице, если при сообщении им зарядов

+1 Кл и -1 Кл между ними возникает разность

потенциалов 1В

1Ф = 1Кл/В


Единицы электроемкости

1 мкФ (микрофарад)=10 -6 Ф

1 нФ (нанофарад)=10 -9 Ф

1 пФ (пикофарад)=10 -12 Ф



  • Чем больше площадь пластин, тем больше ёмкость конденсатора.
  • При уменьшении расстояния между пластинами конденсатора при неизменном заряде ёмкость конденсатора увеличивается.
  • При внесении диэлектрика ёмкость конденсатора увеличивается.

Емкость конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между пластинами, от свойств внесённого диэлектрика.


Электроемкость

от геометрических

размеров проводников

Зависит

от формы проводников и

их взаимного расположения

от электрических свойств

среды между проводниками


Энергия конденсатора

  • Для того чтобы зарядить конденсатор, нужно совершить работу по разделению положительных и отрицательных зарядов. В соответствии с законом сохранения энергии, совершённая работа А равна энергии конденсатора Е, т. е

А = Е,

где Е — энергия конденсатора.

  • Работу электрическое поле конденсатора, можно найти по формуле: А = qU cp ,

где U ср — это среднее значение напряжения.

U ср = U/2; тогда А = qU ср = qU/2, так как q = CU, то А = CU 2 /2.

  • Энергия конденсатора ёмкостью С равна:

W = CU 2 /2


  • Конденсаторы могут длительное время накапливать энергию, а при разрядке они отдают её почти мгновенно.
  • Свойство конденсатора накапливать и быстро отдавать электрическую энергию широко используется в электротехнических и электронных устройствах, в медицинской технике (рентгеновская техника, устройства электротерапии), при изготовлении дозиметров, аэрофотосъёмке.


  • Лампа-вспышка питается электрическим током разрядки конденсатора.
  • Газоразрядные трубки зажигаются при разрядки батареи конденсаторов.
  • Радиотехника
    .


Первый конденсатор был изобретен в 1745 г. немецким юристом и учёным Эвальд Юрген фон Клейстом

Первый конденсатор: одна обкладка-ртуть, другая обкладка- рука экспериментатора, державшая банку.


  • Почти такой же опыт и почти в то же время был поставлен в голландском городе Лейдене профессором университета Питером ван Мушенбруком.
  • Зарядив воду и взяв банку в одну руку, он прикоснулся другой рукой к металлическому стержню, служившему для подвода заряда к воде. При этом Мушенбрук ощутил такой сильный удар в руки, плечи и грудь, что потерял сознание, и два дня приходил в себя.
  • Эксперимент ван Мушенбрука получил большую известность, поэтому конденсатор стал известен как «лейденская банка».

Домашнее задание

§ 54, Упражнение 38

«Конденсатор физика» — Виды конденсаторов. — Бумажный конденсатор — слюдяной конденсатор электролитический конденсатор. Воздушный конденсатор. Соединения конденсаторов. — Воздушный конденсатор. Определение конденсатора. При подключении электролитического конденсатора необходимо соблюдать полярность. Назначение конденсаторов.

«Использование конденсаторов» — Опыты с конденсатором. Конденсатор используется в схемах зажигания. Формулы энергии. Применение конденсаторов. Особенности применения конденсаторов. Конденсатор используется в медицине. Светильники с разрядными лампами. Емкостная клавиатура. Конденсатор. Мобильные телефоны. Применяется в телефонии и телеграфии.

«Электроемкость и конденсаторы» — В клавиатуре компьютера. Конденсатор переменной емкости. Соединение конденсаторов. Электроемкость. Последовательное. Фотовспышки. Схемы соединения конденсаторов. Обозначение на электрических схемах: Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора. Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора.

«Применение конденсаторов» — Для аккумуляторов последних время регенерации принципиально важно. Полимерные конденсаторы с твёрдым электролитом на чипсете. Схема телефонного «жучка». Схема выпрямителя тока. Конденсатор CTEALTG STC — 1001. Микрофон конденсаторный. Удачная ассоциация есть на сайте Sciencentral. Студийный конденсаторный направленный микрофон широкого применения.

«Конденсатор» — Емкость конденсатора. Отношение заряда. Энергия конденсатора. Конденсатор переменной емкости. Бумажный конденсатор. Площадь. Конденсатор. Применение конденсаторов. Урок физики в 9 классе

Cлайд 1

Выполнил: Каретко Дима, ученик 10 «А» Руководитель: Попова Ирина Александровна, учитель физики Белово 2011 Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 30 г. Белово» Конденсаторы Миипроект по физике

Cлайд 2

План Введение Конденсаторы Основные параметры конденсатора Классификация конденсаторов Применение конденсаторов Вывод Литература

Cлайд 3

Введение Систему проводников очень большой электроемкости вы можете обнаружить в любом радиоприемнике или купить в магазине. Называется она конденсатором. Сейчас вы узнаете, как устроены подобные системы и от чего зависит их электроемкость.

Cлайд 4

Конденсаторы Конденсатор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля.

Cлайд 5

Основные параметры конденсатора: 1)Ёмкость: в обозначении конденсатора фигурирует ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость- определяет по электрическим свойствам. 2)Удельною емкостью называют отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. 3) Номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. 4)Полярность: многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком.

Cлайд 6

Классификация конденсаторов Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме). Конденсаторы с газообразным диэлектриком. Конденсаторы с жидким диэлектриком. Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические), слюдяные, тонкослойные из неорганических плёнок. Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные. Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы (Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего своей огромной удельной ёмкостью). Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости. Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости. Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке.

Cлайд 7

Применение конденсаторов Конденсаторы используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках. Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии. В промышленной электротехнике конденсаторы используются для компенсации реактивной мощности и в фильтрах высших гармоник. Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора. ИП влажности воздуха (изменение состава диэлектрика приводит к изменению емкости) ИП влажности древесины В схемах РЗиА конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит.

Типы конденсаторов и их применение — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Типы конденсаторов и их применение

Выполнила Мелентьева Н.Н.

Изображение слайда

2

Слайд 2: Назначение

Конденсатор — элемент электрической цепи, обладающий электрической емкостью и предназначенный для накопления электрических зарядов. Один из самых распространенных электрических компонентов. Существует множество разных типов конденсаторов, которые классифицируют по различным свойствам.

Изображение слайда

3

Слайд 3: Классификация

В основном типы конденсаторов разделяют : По характеру изменения емкости — постоянной емкости, переменной емкости и подстроечные. По материалудиэлектрика — в оздушные, керамические, стеклокерамические, стеклоэмалевые, слюдяные, бумажные, металлобумажные, фторопластовые, электролитические, оксидно-полупроводниковые,

Изображение слайда

4

Слайд 4: Классификация

По способу монтажа — для печатного или навесного монтажа. По назначению : Общего назначения 2. Специального назначения

Изображение слайда

5

Слайд 5: Основные параметры конденсаторов

Номинальная емкость (Сном) – значение электрической емкости, обозначенное на корпусе конденсатора Допускаемое отклонение емкости от номинального значения. Фактическое значение емкости конденсатора Сф может отличаться от номинального в пределах допускаемых отклонений указывается в % .Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – параметр, учитывающий изменение емкости в зависимости от температуры, может быть: положительным, нулевым; отрицательным 4. Номинальное напряжение ( Uном ) – значение напряжения, обозначенное на конденсаторе

Изображение слайда

6

Слайд 6: Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы или керамические дисковые конденсаторы сделаны из маленького керамического диска, покрытого с двух сторон проводником (обычно серебром). Благодаря довольно высокой относительной диэлектрической проницаемости (от 6 до 12) керамические конденсаторы могут вместить достаточно большую емкость при относительно малом физическом размере.

Изображение слайда

7

Слайд 7: Пленочные конденсаторы

Емкость конденсатора зависит от площади обкладок. Для того чтобы компактно вместить большую площадь, используют пленочные конденсаторы. Здесь применяют принцип «многослойности». Т.е. создают много слоев диэлектрика, чередующегося слоями обкладок. Однако с точки зрения электричества, это такие же два проводника разделенные диэлектриком, как и у плоского керамического конденсатора.

Изображение слайда

8

Слайд 8: Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы обычно используются когда требуется большая емкость. Конструкция этого типа конденсаторов похожа на конструкцию пленочных, только здесь вместо диэлектрика используется специальная бумага, пропитанная электролитом. Обкладки конденсатора создаются из алюминия или тантала.

Изображение слайда

9

Слайд 9: Танталовые конденсаторы

Танталовые конденсаторы физически меньше алюминиевых аналогов. Вдобавок электролитические свойства оксида тантала лучше чем оксида алюминия — у танталовых конденсаторов значительно менше утечка тока и выше стабильность емкости. Диапазон типичных емкостей от 47нФ до 1500мкФ.Танталовые электролитические конденсаторы также являются полярными, однако лучше переносят неправильное подключение полярности чем их алюминиевые аналоги. Вместе с тем, диапазон типичных напряжений танталовых компонентов значительно ниже – от 1В до 125В.

Изображение слайда

10

Слайд 10: Переменные конденсаторы

Переменные конденсаторы широко используются в устройствах, где часто требуется настройка во время работы — приемниках, передатчиках, измерительных приборах, генераторах сигналов, аудио и видео аппаратуре. Изменение емкости конденсатора позволяет влиять на характеристики проходящего через него сигнала.

Изображение слайда

11

Слайд 11: Подстроечные конденсаторы

Подстроечные конденсаторы используются при разовом или периодическом регулировании емкости, в отличии от «стандартных» переменных конденсаторов, где емкость меняется в «режиме реального времени». Такая настройка предназначена для самих производителей аппаратуры, а не для ее пользователей, и выполняется специальной настроечной отверткой. Обычная стальная отвертка не подходит, так как может повлиять на емкость конденсатора. Емкость подстроечных конденсаторов как правило невелика – до 500 пикоФарад.

Изображение слайда

12

Слайд 12: Применение конденсаторов

Важным свойством конденсатора в цепи переменного тока является его способность выступать в роли емкостного сопротивления (индуктивное у катушки). Если подключить последовательно конденсатор и лампочку к батарейке, то она не будет светиться. Но если подключить к источнику переменного тока, то она загорится. И светиться будет тем ярче, чем выше емкость конденсатора. Благодаря этому свойству они широко применяются в качестве фильтра, который способен довольно успешно подавлять ВЧ и НЧ помехи, пульсации напряжения и скачки переменного тока.

Изображение слайда

13

Слайд 13: Применение конденсаторов

Благодаря способности конденсаторов долгое время накапливать заряд и затем быстро разряжаться в цепи с малым сопротивлением для создания импульса, делает их незаменимыми при производстве фотовспышек, ускорителей электромагнитного типа, лазеров и т. п. Конденсаторы используются при подключении электродвигателя 380 на 220 Вольт. Он подключается к третьему выводу, и благодаря тому что он сдвигает фазу на 90 градусов на третьем выводе- становится возможным использования трехфазного мотора в однофазной сети 220 Вольт. В промышленности конденсаторные установки применяются для компенсации реактивной энергии.

Изображение слайда

14

Слайд 14: Применение конденсаторов

Способность конденсатора накапливать и сохранять электрический заряд на продолжительное время, сделало возможным использование его в элементах для сохранения информации. А так же в качестве источника питания для маломощных устройств. Например, пробника электрика, который достаточно вставить в розетку на пару секунд пока не зарядится в нем встроенный конденсатор и затем можно целый день прозванивать цепи с его помощью. Но к сожалению, конденсатор значительно уступает в способности накапливать электроэнергию аккумуляторной батареи из-за токов утечки (саморазряда) и неспособности накопить электроэнергию большой величины.

Изображение слайда

15

Слайд 15: Маркировка конденсаторов

Сокращенное обозначение состоит из трех элементов. Первый элемент – буква (или сочетание букв), обозначающая подкласс конденсаторов: К – постоянной емкости; КТ – подстроечные ; КП – переменной емкости; КС – конденсаторные сборки. Второй элемент – цифры, обозначающие тип диэлектрика и назначение конденсатора, т.е. его группу; Третий элемент – порядковый регистрационный номер разработки

Изображение слайда

16

Слайд 16: Маркировка конденсаторов

Изображение слайда

17

Слайд 17: Маркировка конденсаторов

Для обозначения емкости используются буквы: Русское – П Н М И Ф Латинское- p n μ m F Множитель- 10 — 12 10 -9 10 -6 10 -3 1 Примеры: 10nF = 10нФ; 100пФ = 100pF = n10; μ10 = 100нФ = 100n; 3μ3 = 3,3мкФ.

Изображение слайда

18

Слайд 18: Маркировка конденсаторов

Д опустимое отклонение емкости и его кодирование буквой Допустимое отклонение в % ±0,1 ±0,25 ±0,5 ±1 ±2 ±5 ±10 ±20 ±30 Кодированное обозначение В С D F G I K M N

Изображение слайда

19

Слайд 19: Маркировка конденсаторов

В обозначении ТКЕ буквы обозначают знак: – минус; П – плюс; МП – близкое к нулю; Н — ненормировано. Цифры после букв показывают значение ТКЕ, например П100 (ТКЕ = 100×10 -6 K -1 ), М750 (ТКЕ = -750 ×10 -6 K -1 ). Буква Н указывает, что для данного конденсатора ТКЕ не нормируется, а цифры после нее – на возможное изменение емкости в диапазоне допустимых температур, например Н50 – изменение емкости относительно измеренной при 20°С не более ±50%.

Изображение слайда

20

Последний слайд презентации: Типы конденсаторов и их применение: Условное графическое обозначение конденсаторов

Изображение слайда

« «Типы конденсаторов и их применение на — презентация на Slide-Share.ru 🎓

1

Первый слайд презентации: Презентация по электротехнике на тему: « «Типы конденсаторов и их применение на подвижном составе железнодорожного транспорта»

Выполнил студент Сухов Максим Игоревич студент 113 группы СПб ГБПОУ Электромеханический техникум железнодорожного транспорта имени А. С. Суханова Презентация по электротехнике на тему: « «Типы конденсаторов и их применение на подвижном составе железнодорожного транспорта»

Изображение слайда

2

Слайд 2: Цель презентации

Развить интерес к электротехнике Для выполнения задач Для роста и развития Цель презентации

Изображение слайда

3

Слайд 3

Конденсатор  — двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.  Конденсатор  является пассивным электронным компонентом. Конденсатор является пассивным электронным компонентом.  Ёмкость  конденсатора измеряется в Фарадах. Конденсатор является пассивным электронным компонентом [. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых  обкладками ), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

Изображение слайда

4

Слайд 4: Строение

Изображение слайда

5

Слайд 5: По виду диэлектрика различают

Конденсаторы вакуумные  (между обкладками находится  вакуум). Конденсаторы с  газообразным  диэлектриком. Конденсаторы с  жидким  диэлектриком. Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком:  стеклянные  (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёначатые),   слюдяные,   керамические, тонкослойные из неорганических плёнок. По виду диэлектрика различают

Изображение слайда

6

Слайд 6

Изображение слайда

7

Слайд 7: Электроёмкость

Изображение слайда

8

Слайд 8: Обозначение на схемах

Изображение слайда

9

Слайд 9: Применение конденсаторов и их работа

используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности,  фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п. Во вторичных источниках электропитания конденсаторы применяются для сглаживания пульсации выпрямленного напряжения. При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках, электромагнитных ускорителях, импульсных лазерах с оптической накачкой, генераторах Маркса. Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти. Процесс заряда и разряда конденсатора через резистор или генератор тока занимает определённое время, что позволяет использовать конденсатор во  времязадающих цепях, к которым не предъявляются высокие требования временной и температурной стабильности. В электротехнике конденсаторы используются для компенсации реактивной мощности и в фильтрах высших  гармоник. Конденсаторы способны накапливать большой заряд и создавать большую напряжённость на обкладках, которая используется для различных целей, например, для ускорения  заряженных частиц или для создания кратковременных мощных электрических разрядов. Измерительный преобразователь малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора. В схемах  РЗиА  конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит. В частности, в схеме работы  АПВ  использование конденсатора позволяет обеспечить требуемую кратность срабатывания защиты. Применение конденсаторов и их работа

Изображение слайда

10

Слайд 10

Изображение слайда

11

Слайд 11: Опасность разрушения

Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением  эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения. Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают вышибной предохранительный клапан или выполняют надсечку корпуса. Старые электролитические конденсаторы выпускались в герметичных корпусах и в конструкции их корпусов не предусматривалась взрывобезопасность. Скорость разлёта осколков при взрыве корпуса устаревших конденсаторов может быть достаточной для того, чтобы травмировать человека. Опасность разрушения

Изображение слайда

12

Последний слайд презентации: Презентация по электротехнике на тему: « «Типы конденсаторов и их применение на: Итоги

Энергия конденсатора обычно не очень велика, к тому же она не сохраняется долго из-за неизбежной утечки заряда. Поэтому заряженные конденсаторы не могут заменить, например, аккумуляторы в качестве источников электрической энергии. Но конденсаторы имеют одно важное свойство : они могут накапливать энергию более или менее длительное время, а при разрядке через цепь малого сопротивления отдают энергию почти мгновенно. Именно это свойство широко используют на практике. Итоги

Изображение слайда

Конденсаторы

Александр Семенов

Конденсаторы являются непременным элементом любых электронных схем, от простых до самых сложных. За два с половиной века своего существования они весьма значительно изменили свой облик и сегодня отвечают всем требованиям передовой технологии. Некоторые конденсаторы стоят не больше рубля, но их производство в мировом масштабе исчисляется миллиардами долларов.

Принципы изготовления конденсаторов стали известны еще 250 лет назад, когда в 1745 г. в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и нидерландский физик Питер ван Мушенбрук (см. статью «Первые опыты по передаче электричества на расстояние») создали первый конденсатор — «лейденскую банку» — в ней диэлектриком были стенки стеклянной банки, откуда и возникло название. Эти принципы не изменились до сих пор, однако совершенствование технологий и применение новых материалов позволили значительно улучшить конструкцию конденсаторов. Суммарный заряд, который мог накапливаться в лейденской банке емкостью 1 литр, теперь можно «уместить» в устройстве размером не больше булавочной головки. За последние 30 лет размеры конденсаторов уменьшались столь же быстро, сколь быстро происходила миниатюризация в электронике.

Миниатюризация — основное направление в совершенствовании конструкции конденсаторов, поскольку от этого зависит дальнейшее уменьшение размеров интегральных схем. Существуют две наиболее распространенные конструкции конденсаторов: одна основана на использовании хрупких керамических слоев толщиной 0,002 см и меньше, а в основе другой лежит технология, позволяющая «сворачивать» плоские структуры площадью с газетный лист в объемные конструкции размером с кусок сахара. Чтобы понять теоретические основы этих технологий, вернемся к самым первым конденсаторам.

Прообразом современных конденсаторов, как уже было сказано, была лейденская банка. В 1746 г. ее усовершенствовал английский ученый, астроном и физик Дж. Бевис. Лейденская банка представляет собой стеклянный сосуд, внутренняя и наружная поверхность которого покрыты двумя листами фольги. Через резиновую пробку в сосуд вставлен металлический стержень так, что он касается внутреннего листа фольги. Внутренний и наружный листы фольги, в обычных условиях имеющие нейтральный заряд, играют роль электродов, если их подсоединить к внешнему источнику электрических зарядов.

Источником зарядов может быть электрическая батарейка, генератор или простая эбонитовая палочка, потертая о шерсть или мех. Если такой палочкой, несущей в себе свободные электроны, коснуться металлического стержня в горлышке сосуда, электроны перетекут с палочки на внутренний электрод. Таким образом отрицательный заряд будет перенесен на внутренний электрод. Поскольку способность накапливать заряды у сосуда ограничена их взаимным отталкиванием, их переход на электрод не может быть бесконечным. Способность накапливать или удерживать заряды называется емкостью.

В лейденской банке емкость увеличивается благодаря наличию второго электрода на внешней стенке сосуда. Если этот электрод заземлить, то заряд, накопленный на внутреннем электроде, будет притягивать из земли такой же по величине заряд противоположного знака. Накопленный на наружном электроде положительный заряд притягивает находящиеся на внутреннем электроде отрицательно заряженные электроны, частично нейтрализуя силы отталкивания, сдерживающие накапливание электронов. Благодаря этому емкость сосуда увеличивается. Однако расти бесконечно она не может.

Имеются два пути увеличения емкости лейденской банки. Один из них заключается в увеличении площади электродов, чтобы дать возможность зарядам рассредоточиться в большем пространстве и тем самым уменьшить силу взаимного отталкивания электронов. Другой путь — уменьшить толщину стеклянной стенки сосуда, разделяющей заряды, скапливающиеся на внутреннем и внешнем электродах. Не надо забывать при этом, что если стекло будет слишком тонким, электроны смогут пройти сквозь него, создавая искровой разряд, что приведет к рассеянию заряда.

Оба пути в лейденской банке трудно реализовать, но они входят в число трех классических способов, к которым прибегают современные ученые и инженеры при разработке новых конструкций конденсаторов. Третье направление увеличения емкости — учет особенностей поведения электронов в изоляторах. Хотя электроны в изоляционном материале неподвижны, они все же могут слегка смещаться под воздействием сил притяжения или отталкивания, действующих со стороны электродов. На одной стороне разделяющего электроды диэлектрика электроны как бы «вспучиваются» под его поверхностью, создавая отрицательный заряд, на другой его стороне они «утопают» в толщу диэлектрика, увеличивая в подповерхностной зоне значение положительного заряда.

Таким образом, созданные в диэлектрике заряды способствуют нейтрализации зарядов на обкладках, а некоторые диэлектрики могут нести заряды, которые по величине не уступают зарядам на самих электродах. Нейтрализация зарядов уменьшает действие сил отталкивания и создает условия для накопления на электродах большего заряда, что ведет к увеличению емкости. Степень проявления этого феномена зависит от свойств диэлектрика и называется диэлектрической проницаемостью материала. Диэлектрическая проницаемость указывает, во сколько раз увеличивается емкость конденсатора, когда вместо вакуума пространство между его электродами (обкладками) заполняется данным материалом. Стекло, используемое в лейденской банке, имеет значение диэлектрической проницаемости около 5, а диэлектрическая проницаемость новых материалов, используемых в современных конденсаторах массового производства, достигает 20 000.

Применением этих материалов как раз и объясняется высокая эффективность работы многослойных керамических конденсаторов, являющихся одним из двух наиболее распространенных видов этого устройства. Другой тип — электролитические конденсаторы; их удельная емкость (на единицу объема) еще выше, даже без использования диэлектриков с высокой диэлектрической проницаемостью. Объем производства тех и других составляет 95% общего количества поступающих в продажу конденсаторов.

Многослойный керамический конденсатор — уменьшенный вариант лейденской банки. На практике в качестве диэлектрика в керамических конденсаторах используется титанат бария с добавлением небольшого количества других оксидов. Такие керамики, имеющие диэлектрическую проницаемость в пределах от 2000 до 6000, в исходном состоянии представляют собой тонкодисперсный порошок, частицы которого имеют диаметр несколько микрон. Порошок смешивают с растворителем, содержащим связующее вещество, которое потом соединит равномерно рассредоточенные в растворе частицы керамики. Полученная смесь в виде жидкой глины имеет такую же консистенцию, как и краска. Смесь разливают слоем толщиной несколько сотых долей миллиметра на бумажную или стальную ленту и высушивают. Пленка режется на квадратные пластины размером 15-20 см; на каждую такую пластину методом печатного монтажа наносится несколько тысяч обкладок через специальный трафарет, задающий их конфигурацию. Для нанесения обкладок используется серебряно-палладиевая суспензия.

После того как обкладки нанесены, берут 30-60 пластин и спрессовывают их между несколькими слоями таких же пластин, на которые обкладки не наносились. Полученные заготовки конденсаторов обжигаются в печи с медленным нагревом до 1000-1400°С.

Электролитический конденсатор можно уподобить лейденской банке из очень тонкого стекла, уменьшенной до размеров небольшого куба. Он изготавливается из куска металла с 60%-ной пористостью. Для большинства современных электролитических конденсаторов используют измельченный тантал — твердый металл серого цвета. Порошок тантала спрессовывается и затем в течение нескольких часов полученную заготовку нагревают в вакуумной камере до температуры, близкой к 2000°С. В результате частицы металла спекаются, плотно сцепляясь друг с другом. Образуемые при этом небольшие ниши и щели в толще спрессованного порошка повышают поверхностную площадь заготовки, которая потом будет служить одной из обкладок конденсатора. Затем в электролитической ванне заготовку подвергают анодированию, чтобы на поверхностях пор получить изолирующий слой оксида тантала. Потом заготовку погружают в раствор нитрата марганца. В ее порах после нагрева осаждаются частицы полупроводящего диоксида марганца, слой которых играет роль одной обкладки, а танталовые частицы под слоем оксида тантала — другой обкладки. Конденсатор сначала покрывают графитовой, потом серебряной краской, напыляют слой никеля и заделывают в корпус.

Несмотря на то что электролитические конденсаторы имеют наибольшую удельную емкость по сравнению с другими типами конденсаторов, область их применения ограничена. Во-первых, это объясняется тем, что подводимое к нему напряжение должно иметь определенную полярность, которую нельзя менять. Эта особенность допускает использование электролитических конденсаторов только в цепях постоянного тока. Во-вторых, электролитические конденсаторы более подвержены пробою, поскольку слои диэлектрика в нем очень тонкие.

По материалам журнала Scientific American

Применение конденсаторов. Конденсатор пассивный

Конденсатор представляет собой пассивный радиоэлектронный компонент, двухполюсный, имеющий определенное или переменное значение емкости, малую проводимость, способен накапливать заряд и энергию электро поля, или же проще – в нужный момент заряжаться или разряжаться. Переводится с латыни, как уплотнитель, загуститель (не в смысле пищевой промышленности, конечно). Самый конструкционно простой вариант конденсаторов – это два электрода в виде пластин (обкладки), которые разделены диэлектрическим компонентом очень малой толщины по сравнению с обкладками. Конденсаторы, используемые на практике, в промышленности состоят из многих диэлектрических слоев и многослойных электродов, могут быть в виде ленты, цилиндра, параллелепипеда.

Прототипом современных конденсаторов считается «лейденская банка». Такое название данный «прибор» получил по названию города, где и было создано первое устройство, похожее на конденсатор, каноником Эвальдом Юргеном фон Клейстом. А почему банка – элементарно, приборчик и был обычной банкой, обернутой фольгой, закрытой деревянной крышкой, с воткнутыми металлическими стержнями. Но известно, что еще немногим раньше Эпинус создал свой конденсатор с двумя проводниками, разделенными диэлектриком.

Промышленное использование конденсаторов в радиотехнике, электронике и прочих областях достаточно обширно. Любая электрическая, электронная схема содержит этот важный радиоэлектронный компонент. Конденсатор можно смело именовать основой радиоэлектронной промышленности.

Применение конденсаторов в различных областях промышленного производства

Современная электронная, радиотехническая промышленность, как и в прошлые года прошлого века остро нуждается в конденсаторах. Применение их широко и разнообразно. Вот малая толика сфер, где применяются приборы, содержащие конденсаторы:

Телевизионная и радиотехническая аппаратура и оборудование. Здесь данный радиоэлектронный компонент необходим, чтобы реализовывать колебательные контуры, блокировать их, а также для настройки оборудования, его правильной работы. Применяют также, чтобы разделять разно частотные цепи. Выпрямительные фильтры также не работают без конденсаторов.

В радиолокации. Без использования конденсаторов практически невозможно сформировать импульсы значительной мощности.

Телеграф, телефон, телефония, в том числе и мобильная. В этом случае кондеры нужны, чтобы разделить цепи, по которым идет постоянный/переменный токи, разно частотные электро токи, при симметрировании различных кабелей, для гашения искры в контактах.

Телемеханика, автоматика – реализация некоторых датчиков, работающих по емкостному принципу. Конденсаторы в этой сфере разделяют цепи, по которым идет пульсирующий/постоянный токи, также для гашения искры. Тиатронные импульсные генераторы содержат конденсаторы.

Электронно-вычислительные машины современного образца, прочие счетные устройства, специальные запоминающие устройства.

Электронная, измерительная аппаратура и оборудование. Здесь, конденсаторы применяют, чтобы получать образцы емкости, создавать переменные емкости, например, лабораторные приборы переменной емкости, создание измерительного оборудования, имеющего емкостную основу.

Особую важность имеет использование конденсаторов в лазерных приборах. В этом случае этот РЭК помогает формировать мощные импульсы.

Конденсаторы чрезвычайно необходимы в электроэнергетической сфере. Их применяют, когда необходимо:

  • Повысить коэффициент мощности в промышленных установках.
  • Создать продольную компенсационную емкость линий высоковольтных электрических передач.
  • Регулировать напряжение в распределительной сети.
  • Защищать сеть от перенапряжения.
  • Гасить возможные радиопомехи, которые могут создавать электрооборудование и электротранспорт.

Кроме того, конденсаторы применяют и в не электротехнических сферах народного хозяйства и технического производства. В металлопромышленности РЭК позволяет обеспечивать стабильную работу в высокочастотных установках, используемых при плавке и термообработке различных металлов.

Угольная промышленность, добыча руд и металлов – в этом случае, конденсаторы применяются в оборудовании и транспорте, помогающем добывать эти полезные ископаемые, ну и электровзрывные устройства тоже имеют в своем составе столь «волшебные» кондеры.

Вообще-то, можно сделать простой вывод – практически любое устройство, оборудование, транспорт, приборы – везде, во всех сферах применяются конденсаторы.

С нетерпением ждём Ваших предложений по скупке конденсаторов!

Реферат на тему: Конденсаторы

Содержание:

  1. Введение
  2. Конструкция конденсатора
  3. Конденсаторы делятся на различные типы:
  4. Применение конденсаторов:
  5. Заключение
  6. Список литературы
Тип работы: Реферат
Дата добавления: 21.01.2020

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

Если вы хотите научиться сами правильно выполнять и писать рефераты по любым предметам, то на странице «что такое реферат и как его сделать» я подробно написала.

Введение

Конденсаторы являются незаменимым элементом любой электронной схемы, от самой простой до самой сложной. Трудно представить себе какую-либо электронную схему, в которой не используются конденсаторы. За два с половиной столетия своего существования они значительно изменили свой облик. Некоторые конденсаторы стоят не более рубля, но их производство составляет миллиарды долларов в мировом масштабе.

Конструкция конденсатора

В настоящее время существует множество типов и разновидностей конденсаторов. Но по своей сути все они повторяют самый простой конденсатор, который состоит из двух металлических пластин, изолированных друг от друга.

Пластины обычно называют оболочками, а изоляционный слой — диэлектриком.

Миниатюризация является основным направлением в совершенствовании конструкции конденсаторов, так как от нее зависит дальнейшая миниатюризация интегральных схем. Основная классификация конденсаторов основана на типе диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: Сопротивление изоляции, стабильность емкости, уровень потерь и др.

Конденсаторы делятся на различные типы:

В зависимости от типа диэлектрической проницаемости:

  • Вакуумные конденсаторы (крышки без диэлектрика находятся в вакууме).
  • Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
  • Конденсаторы с жидким диэлектриком.
  • Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком: стекло (стеклянная эмаль, стеклокерамика, стеклянная пленка), слюда, керамика, тонкая неорганическая пленка.
  • Конденсаторы с твердым органическим диэлектриком: бумажный, бумажно-металлический, пленочный, комбинированный — бумажно-пленочный, тонкопленочный из органических синтетических пленок.
  • Электролитические и оксидные полупроводниковые конденсаторы. Эти конденсаторы отличаются от всех других типов, главным образом, своей высокой удельной мощностью. В качестве диэлектрика используется оксидная пленка на металлическом аноде. Вторым покрытием (катодом) является либо электролит (для электролитических конденсаторов), либо полупроводниковый слой (для оксидных полупроводниковых конденсаторов), который осаждается непосредственно на оксидный слой. В зависимости от типа конденсатора анод состоит из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спеченного порошка.
  • Твердотельные конденсаторы — Вместо традиционного жидкого электролита используется специальный проводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при 85°C. ЭПС ниже, чем у жидкого электролита и слабо зависит от температуры. Они не лопаются.

Кроме того, конденсаторы отличаются своей способностью изменять емкость:

Постоянные конденсаторы — базовый класс конденсаторов, которые не изменяют свою емкость (кроме как в течение срока службы).

  • Конденсаторы переменные — конденсаторы, емкость которых может изменяться во время работы оборудования. Емкость может управляться механически, электрическим напряжением (вариконы, варикапы) и температурой (тепловые конденсаторы). Они используются, например, в радиоприемниках для настройки частоты колебательных цепей.
  • Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, емкость которых изменяется во время однократной или периодической балансировки и не изменяется во время работы устройства. Они используются для балансировки и выравнивания исходного емкостного сопротивления непрерывных цепей, для периодической балансировки цепей, требующих лишь небольшого изменения емкости.

В зависимости от назначения конденсаторы можно разделить на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически во всех типах и классах оборудования. Традиционно к ним относятся наиболее распространенные низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования.

Все остальные конденсаторы являются специальными конденсаторами. К ним относятся конденсаторы высокого напряжения, импульсные конденсаторы, помехоподавляющие конденсаторы, дозирующие конденсаторы, включающие конденсаторы и другие конденсаторы.

Конденсаторы также классифицируются по форме обмоток: плоские, цилиндрические, сферические и другие.

Название

Ёмкость

Электрическое поле

Схема

Плоский конденсатор

 

 

 

 

 

 

 

Цилиндрический конденсатор

 

 

 

 

 

 

 

Сферический конденсатор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сфера

 

Применение конденсаторов:

  • Конденсаторы используются практически во всех областях электротехники.
  • Конденсаторы используются (наряду с индукторами и/или резисторами) для построения различных схем с частотно-зависимыми характеристиками, такими как фильтры, цепи обратной связи, резонансные цепи и т.д.
  • При быстром разряде конденсатора может быть генерирован мощный импульс, например, в фотовспышках, электромагнитных ускорителях, импульсных лазерах с оптической накачкой, генераторах Маркса (ГИН; ГИТ), генераторах Коккрофт-Уолтона и т.д.
  • Поскольку конденсатор способен хранить заряд в течение длительного времени, его можно использовать в качестве запоминающего элемента или накопителя электрической энергии.
  • В промышленной электротехнике конденсаторы используются для коррекции коэффициента мощности и в фильтрах гармоник.
  • Конденсаторы способны накапливать высокий заряд и генерировать высокое напряжение на катушках, которое используется для различных целей, например, для ускорения заряженных частиц или для генерирования кратковременных сильных электрических разрядов (см. генератор Ван де Граафф).
  • Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: небольшое изменение расстояния между электродами оказывает значительное влияние на емкость конденсатора.
  • Влажность, древесина (изменение диэлектрического состава приводит к изменению емкости).
  • В защитных и релейных цепях используются конденсаторы для реализации некоторой логики защиты. В частности, в схеме повторного включения конденсатор обеспечивает необходимую разнообразную защиту.
  • Счетчик уровня жидкости. Непроводящая жидкость заполняет пространство между обмотками конденсатора, и емкость конденсатора изменяется в зависимости от уровня заполнения.
  • Конденсатор фазового сдвига. Этот конденсатор необходим для пуска, а иногда и для работы однофазных асинхронных двигателей. Он также может использоваться для запуска и работы трехфазных асинхронных двигателей, когда питание осуществляется от однофазного напряжения.
  • Аккумуляторы для электрической энергии. В этом случае разрядное напряжение и ток на катушках конденсатора должны быть достаточно постоянными. При этом сам разряд должен быть значительно длиннее. В настоящее время мы видим экспериментальные разработки электромобилей и гибридов, использующих конденсаторы. Существуют также некоторые модели трамваев, которые используют конденсаторы для питания тяговых электродвигателей при движении в обесточенных зонах.

Заключение

Во время работы над эссе я познакомился с такими устройствами, как конденсаторы, их устройства и разновидности, применение.

Список литературы

  1. Справочник по электротехническим материалам. Том 3. Л. «Энергия», 1989.
  2. Конденсатор, электрический // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1891—1908.
  3. Учебник физики для средних специальных учебных заведений. Авторы: Л. С. Жданов, Г. Л. Жданов.

Похожие рефераты:

6.2. Конденсаторы и их применение

Устройство для накопления электрических зарядов называется конденсатором. Любой конденсатор состоит из двух металлических проводников — обкладок, разделенных слоем диэлектрика.

Конденсаторы бывают плоские, сферические, цилиндрические. По роду диэлектрика они подразделяются на воздушные, бумажные, слюдяные, керамические. По способу изготовления можно выделить особую группу — электролитические конденсаторы.

Опыт с плоским конденсатором

Оборудование:

  1. Конденсатор разборный.

  2. Штативы изолирующие.

  3. Электрометр.

  4. Палочка эбонитовая или стеклянная с куском меха.

  5. Штатив универсальный.

  6. Провода соединительные.

  7. Линейка или метр демонстрационный.

Рис. 6.1.

1. Чем меньше площадь перекрытия — активная площадь, тем меньше электроемкость (и наоборот)

C~S.

2. Чем меньше расстояние между обкладками, тем больше электроемкость (и наоборот)

.

3. Чем меньше проницаемость диэлектриков, тем меньше электроемкость (и наоборот)

.

Обобщая результаты опыта, приходим к следующей зависимости

Если ввести коэффициент, учитывающий выбор системы единиц, то можно перейти к строгому равенству. Приведем (без вывода) формулу емкости плоского конденсатора в СИ

Конденсаторы, возможно, объединять в различные схемы. Существует два вида соединений конденсаторов: последовательное и параллельное.

Последовательное соединение

Рассмотрим последовательное соединение конденсаторов. Для последовательного соединения можно указать, что падение потенциала на всей цепи равна сумме разностей потенциалов на обкладках всех конденсаторов, составляющих батарею.

Рис. 6.2.

При суммировании получим:

.

Но тогда для каждого конденсатора

Тогда

Итак, при последовательном соединении конденсаторов величина, обратная эквивалентной емкости, равна сумме величин, обратных емкостям конденсаторов, составляющих батарею. Поэтому эквивалентная емкость меньше, чем наименьшая емкость, включенная в цепь.

Параллельное соединение

Рис. 6.3.

При таком соединении U=const, а . Тогда

т.е. при параллельном соединении конденсаторов их емкости складываются.

6.3. Энергия и плотность энергии заряженного конденсатора

Рассмотрим заряженный конденсатор. Обкладки конденсатора взаимодействуют, а внутри конденсатора происходит поляризация диэлектрика. При этом совершается работа, следовательно, можно говорить об энергии электростатического поля. Чтобы вычислить энергию поля найдем работу по зарядке конденсатора.

Рис. 6.4.

т.е. поле внутри конденсатора обладает энергией

Такой же энергией обладает любое электростатическое поле. Если конденсатор плоский, то , тогда

— объемная плотность энергии электростатического поля, тогда

Для анизотропных диэлектриков

Конденсаторы используются для накапливания энергии и выпрямления переменного и постоянного тока в электронных устройствах.

В России запатентовано устройство, которое представляет собой батарею конденсаторов, способное заменить аккумулятор в автомобилях. Выгода очевидна: конденсаторы не замерзают, в них не надо добавлять воду и т.д.

23

Конденсаторы различных типов и их применение

В основном конденсатор состоит из двух проводящих пластин, разделенных тонким изолирующим слоем. Существуют различные типы конденсаторов , которые производятся во многих формах, стилях и материалах.

Коллекция различных типов конденсаторов

Понимание их основ поможет вам выбрать конденсатор для вашего приложения. Прежде чем перейти к каждому из них, давайте разберемся с основными способами использования конденсатора в цепи.

Конденсаторы широко используются в электрических и электронных схемах.

В электронных схемах используются конденсаторы малой емкости,

  • для передачи сигналов между каскадами усилителей.
  • в составе электрофильтров и настраиваемых схем.
  • в составе систем электроснабжения для сглаживания выпрямленного тока.

В электрических цепях используются конденсаторы большей емкости,

  • для накопления энергии в таких приложениях, как стробоскопы.№
  • в составе некоторых типов электродвигателей (асинхронные двигатели).
  • для коррекции коэффициента мощности в системах распределения питания переменного тока

Стандартные конденсаторы имеют фиксированное значение емкости, но регулируемые конденсаторы часто используются в настроенных схемах.

Считайте, как сохраняется заряд в конденсаторе.

Типы конденсаторов

Теперь мы изучим различные типы конденсаторов и то, как они классифицируются.Также в этом разделе вы можете узнать, как эти конденсаторы получили свое название, которое мы называем сейчас.

Как правило, конденсаторы делятся на две общие группы:

  1. Фиксированные конденсаторы
  2. Переменные конденсаторы

Фиксированные конденсаторы — это конденсаторы с фиксированными значениями емкости.

В то время как Переменные конденсаторы имеют переменные (подстроечные) или регулируемые (настраиваемые) значения емкости.

Из них наиболее важной группой являются конденсаторы постоянной емкости.

Основная классификация конденсаторов

Важными типами конденсаторов постоянной емкости являются:

  • Керамические конденсаторы
  • Пленочные и бумажные конденсаторы
  • Алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы
  • Полимерные конденсаторы
  • Суперконденсатор
  • Серебряные слюдяные, стеклянные, кремниевые, воздушные и вакуумные конденсаторы

Многие конденсаторы получили свое название от используемого в них диэлектрика.Но это верно не для всех конденсаторов, потому что некоторые старые электролитические конденсаторы названы по своей конструкции катода. Так что наиболее часто используемые имена просто исторические.

Конденсаторы постоянной емкости бывают поляризованными и неполяризованными.

Керамические и пленочные конденсаторы являются примерами неполяризованных конденсаторов . Электролитические конденсаторы и суперконденсаторы входят в группу поляризованных конденсаторов .

Полная классификация конденсаторов постоянной емкости показана на рисунке ниже.

Типы фиксированных конденсаторов

В дополнение к показанным выше типам конденсаторов, которые получили свое название от исторического развития, существует много отдельных конденсаторов, названных в зависимости от их применения.

Конденсаторы, получившие свое название в зависимости от их применения, включают следующие:

  • Силовые конденсаторы,
  • Конденсаторы двигателя,
  • Конденсаторы промежуточного контура,
  • Подавляющие конденсаторы,
  • Перекрестные аудиоконденсаторы,
  • Балластные конденсаторы освещения. ,
  • Демпферные конденсаторы,
  • Конденсаторы связи, развязки или байпасирования.

Часто для этих приложений используется более одного семейства конденсаторов, например Для подавления помех можно использовать керамические конденсаторы или пленочные конденсаторы.

Обзор различных типов конденсаторов

Как мы объясняли выше, существует множество различных типов конденсаторов, которые можно использовать. Зная основные характеристики каждого из них, вы легко сможете подобрать конденсатор для своего проекта.

Чтобы упростить вашу работу, ниже перечислены основные типы конденсаторов:

1.Керамический конденсатор

Керамический конденсатор — это тип конденсатора, который используется во многих приложениях от аудио до ВЧ.

Керамический конденсатор

Значения керамического конденсатора колеблются от несколько пикофарад до примерно 0,1 мкФ . Керамические конденсаторы являются наиболее часто используемыми типами конденсаторов , которые дешевы и надежны, а их коэффициент потерь особенно низок, хотя это зависит от конкретного используемого диэлектрика.

Благодаря своим конструктивным свойствам эти конденсаторы широко используются как в выводном, так и в поверхностном исполнении.

2. Электролитический конденсатор

Электролитические конденсаторы — это тип конденсатора поляризованного типа .

Электролитические конденсаторы

Они могут предложить высокие значения емкости — обычно выше 1 мкФ . Эти конденсаторы наиболее широко используются для низкочастотных приложений — источников питания, развязки и аудиосвязи, поскольку они имеют ограничение по частоте около 100 кГц.

3. Танталовый конденсатор

Подобно электролитическим конденсаторам, танталовые конденсаторы также имеют поляризацию и предлагают очень высокий уровень емкости для своего объема.

Танталовый конденсатор

Однако этот тип конденсатора очень нетерпим к обратному смещению, часто взрываясь при воздействии нагрузки.

Конденсаторы этого типа также не должны подвергаться воздействию высоких пульсаций токов или напряжений, превышающих их рабочее напряжение.

Доступны как для выводов, так и для поверхностного монтажа.

4. Серебряный слюдяной конденсатор

Серебряные слюдяные конденсаторы не так широко используются в наши дни , но они по-прежнему обеспечивают очень высокий уровень стабильности, низкие потери и точность там, где пространство не является проблемой.

Серебряные слюдяные конденсаторы

Они в основном используются для ВЧ-приложений , и их максимальное значение ограничено 1000 пФ или около того.

5. Конденсатор из полистирольной пленки

Конденсаторы из полистирола — это относительно дешевый конденсатор , но при необходимости можно использовать конденсатор с жесткими допусками.

Пленочный конденсатор из полистирола

Они имеют трубчатую форму из-за того, что пластина / диэлектрический сэндвич скручены вместе, но это добавляет индуктивность, ограничивая их частотную характеристику до нескольких сотен кГц.

Обычно они доступны только в виде компонентов электроники с выводами.

6. Конденсатор из полиэфирной пленки

Конденсаторы из полиэфирной пленки используются там, где цена составляет , поскольку они не обеспечивают высоких допусков.

Конденсатор с полиэфирной пленкой

Многие конденсаторы с полиэфирной пленкой имеют допуск , равный 5% или 10% , что подходит для многих приложений. Как правило, они доступны только в виде свинцовых электронных компонентов.

7. Металлизированный пленочный конденсатор из полиэфира

Этот тип конденсатора по существу представляет собой конденсатор , представляющий собой форму конденсатора из полиэфирной пленки , в котором сами полиэфирные пленки металлизированы.

Конденсатор из металлической полиэфирной пленки

Преимущество использования этого процесса заключается в том, что из-за тонкости электродов весь конденсатор может быть помещен в относительно небольшой корпус.

Металлизированные полиэфирные пленочные конденсаторы обычно доступны только в виде компонентов электроники с выводами.

8. Конденсатор из поликарбоната

Конденсаторы из поликарбоната используются в приложениях, где надежность и производительность имеют решающее значение .

Конденсатор из поликарбоната

Позволяет изготавливать конденсаторы с высокими допусками.Эти конденсаторы будут сохранять свою емкость с течением времени.

Кроме того, они имеют низкий коэффициент рассеяния и остаются стабильными в широком диапазоне температур, многие из которых указаны от -55 ° C до + 125 ° C.

Однако производство поликарбонатных диэлектриков прекратилось, и их производство в настоящее время очень ограничено.

9. Полипропиленовый конденсатор

Полипропиленовый конденсатор иногда используется, когда требуется конденсатор с более высоким допуском, чем у полиэфирных конденсаторов.

Полипропиленовый конденсатор

Как следует из названия, в этом конденсаторе используется полипропиленовая пленка в качестве диэлектрика. Одним из преимуществ конденсатора является то, что его емкость очень мало изменяется с течением времени и с приложенным напряжением.

Этот тип конденсатора также используется для низких частот. Обычно верхний предел составляет 100 кГц или около того. Как правило, они доступны только в виде свинцовых электронных компонентов.

10. Стеклянные конденсаторы

Как следует из названия, в конденсаторах этого типа используется стекло в качестве диэлектрика .Стеклянные конденсаторы обычно стоят дороже .

Стеклянный конденсатор по размеру по сравнению с монетой.

Несмотря на свою дороговизну, эти конденсаторы предлагают очень высокие уровни производительности с точки зрения чрезвычайно низких потерь, высокой способности к высокочастотному току, отсутствия пьезоэлектрических шумов и других характеристик.

Эти особенности делают их идеальными для многих высокопроизводительных ВЧ-приложений.

11. SuperCap

SuperCap также известен как суперконденсатор или ультраконденсатор .

SuperCap

Как следует из названия, эти конденсаторы имеют очень больших значений емкости , до нескольких тысяч Фарад.

SuperCap находит применение для обеспечения запаса памяти, а также в автомобильных приложениях .

Типы конденсаторов и их применение

В этой статье мы рассмотрим «Типы конденсаторов и их применение ». Конденсаторы — это пассивные электронные компоненты, которые хранят энергию в виде электрического заряда. Конденсатор имеет две параллельные металлические пластины, разделенные непроводящей средой, обычно известной как диэлектрик.Некоторыми примерами диэлектрических материалов являются бумага, керамика, слюда и пластик.

Типы

Существует множество типов конденсаторов с разными функциями и областями применения. Очень важно выбрать правильный конденсатор для любого конкретного применения, иначе схема не будет работать должным образом. Некоторые из наиболее часто используемых типов конденсаторов:

  1. Электролитический конденсатор
  2. Бумажный конденсатор
  3. Слюдяной конденсатор
  4. Керамический конденсатор
[inaritcle_1]

Конденсатор электролитический

Электролитические конденсаторы используются в ситуациях, когда требуются большие значения емкости.Один электрод выполнен из тонкого слоя металлической пленки, а для второго электрода (катода) используется полужидкий желеобразный раствор электролита. Большинство электролитических конденсаторов поляризованы, поэтому мы должны подавать постоянное напряжение правильной полярности на оба конца.

Из-за своего небольшого размера и большой емкости электролитические конденсаторы чаще всего используются в цепях питания. Они также используются для соединения и развязки. Основным недостатком электролитических конденсаторов является их низкое напряжение

мАч.

Бумажный конденсатор

Бумажный конденсатор — это тип конденсатора, в котором бумага используется в качестве диэлектрика для хранения электрического заряда.Это конденсаторы фиксированного типа, что означает, что эти конденсаторы имеют фиксированную емкость. Номинальное напряжение этих конденсаторов очень высокое, а диапазон емкости составляет от 0,001 до 2,0 мкФ.

Бумажные конденсаторы в основном используются для высоковольтных и сильноточных устройств. Основным недостатком их использования является то, что они поглощают влагу из воздуха, что снижает сопротивление изоляции диэлектрика.

Конденсатор слюдяной

В конденсаторах этих типов в качестве диэлектрического материала используется слюда.Слюда часто используется в качестве электроизолятора в электрических приложениях, и это минерал, который содержится в гранитах и ​​других породах. Есть два типа слюдяных конденсаторов: серебряные слюдяные конденсаторы и зажимные слюдяные конденсаторы. Из-за худших характеристик слюдяные конденсаторы с зажимом теперь считаются устаревшими, вместо них используются серебряные слюдяные конденсаторы.

Конденсатор

Mica в основном используется для ВЧ-приложений малой мощности из-за их характеристик, таких как низкое значение емкости и высокая стабильность.Они также используются в схемах генераторов и фильтров, где важна стабильность. Единственный минус слюдяных конденсаторов — их стоимость и размер

.

Керамический конденсатор

В конденсаторах этих типов используется керамический материал, поскольку для изготовления электродов используются диэлектрики и проводящие металлы. Керамические материалы плохо проводят электричество, поэтому не пропускают через себя электрические заряды. Два распространенных типа керамических конденсаторов — это керамический дисковый конденсатор и многослойный керамический конденсатор.

Керамические конденсаторы используются для высокочастотных применений из-за их низкой индуктивности. Они также используются почти во всех электронных продуктах, включая мобильные телефоны, материнские платы компьютеров, телевидение и многое другое из-за их чрезвычайно малых размеров. Основным недостатком использования керамического конденсатора является то, что только небольшое изменение температуры изменит его емкость

.

[matched_content]

Типы конденсаторов и их применение

Помимо резистора, конденсатор является одним из наиболее распространенных электронных компонентов.И, как и резисторы, существует множество различных типов конденсаторов, каждый из которых имеет свои плюсы, минусы и области применения, для которых он подходит.

Некоторое время назад я опубликовал сообщение о нескольких распространенных типах резисторов, с которыми вы, вероятно, столкнетесь.

Этот пост будет похож в том, что мы кратко рассмотрим распространенные типы конденсаторов. Такие темы, как теория конденсаторов или расшифровка их маркировки, появятся в следующих публикациях.

В этом сообщении дается краткий обзор некоторых приложений для каждого типа конденсатора, но не будут подробно рассказываться о приложениях (опять же, этот тип информации появится в будущих публикациях).

Это также даст читателю представление о различных распространенных конденсаторах, их сильных и слабых сторонах, а также быстро ознакомится с их применением. Более экзотические типы конденсаторов (такие как ультраконденсаторы и суперконденсаторы) или редкие типы, вероятно, появятся в следующей статье.

Это должно позволить тем, кто не совсем знаком с различными типами конденсаторов и их использованием, надеяться, что выбрать подходящий для своего применения.

Кроме того, я предлагаю добавить в закладки этот пост (и пост с резистором), так как он послужит кратким справочником на будущее.

В конце концов, если вы не работаете на производителя конденсаторов или не имеете памяти, похожей на стальную ловушку, вы можете задать вопросы вроде… какой конденсатор имеет требуемый мне допуск? или , какой диапазон напряжения у этого типа конденсатора?

И поверьте мне; вам НЕОБХОДИМО использовать конденсаторы в ваших схемах и творениях.

Достаточно сказать, давайте перейдем непосредственно к различным типам конденсаторов.

Как и резисторы, конденсаторы бывают двух основных типов: фиксированные и переменные.

Оба работают по одним и тем же основным принципам.

Конденсатор постоянной емкости звучит так же, как и звучит — его значение фиксировано и не может быть изменено.

Разумеется, емкость переменного конденсатора может быть изменена на .

Тип диэлектрика (изолирующий материал между пластинами), используемый в конденсаторе, классифицирует его.

Для переменных колпачков у нас есть воздух, слюда, керамика и пластик.

Конденсаторы постоянной емкости бывают слюдяных, керамических, пластиковых, металлических пленочных, электролитических и других типов.

Давайте начнем с рассмотрения двух интересных переменных конденсаторов.

Если вы работаете со старыми радиоприемниками и другим старым оборудованием, вы, вероятно, столкнулись с переменными конденсаторами, в которых в качестве диэлектрика используется воздух. Они также известны как конденсаторы с воздушным сердечником .

Они работают, удерживая один набор пластин неподвижным, в то время как другой набор подключается к вращающемуся валу. Вращение вала изменяет эффективную площадь пластин, тем самым изменяя емкость. Пластины обычно изготавливаются из алюминия для предотвращения коррозии.На рисунке 1 показан этот тип конденсатора.

Рисунок 1: переменный конденсатор старого образца.

Сверху мы видим реальную сделку, реальное изображение конденсатора с переменным воздушным сердечником. Внизу представлена ​​несколько упрощенная схема работы устройства.

Эти конденсаторы очень стабильны в широком диапазоне температур и имеют низкие потери утечки. Обратной стороной является то, что они большие и громоздкие. Конденсаторы других типов могут иметь такую ​​же емкость в гораздо меньшем корпусе (хотя они могут быть не такими стабильными).

К сожалению, эти типы конденсаторов в наши дни появляются все реже и реже из-за новейших технологий и постоянно растущей потребности в уменьшении размеров электроники. Если вы натолкнетесь на одну из них, обязательно возьмите ее, даже если просто для ностальгии.

Второй распространенный тип переменного конденсатора часто находит свое применение на печатных платах — это подстроечный конденсатор .

Обычно они регулируются с помощью небольшого винта, который меняет расстояние между пластинами. Они хороши для точной настройки схем.Используйте только неметаллический инструмент для регулировки этих типов конденсаторов, потому что металлический инструмент может повлиять на емкость, что очень затруднит получение правильного значения.

На рисунке 2 изображен типичный триммерный колпачок. Обратите внимание, что в этих конденсаторах может использоваться несколько различных диэлектриков, в зависимости от области применения. Мы более подробно остановимся на конкретных типах диэлектриков при обсуждении конденсаторов постоянной емкости.

Рисунок 2: типичный подстроечный конденсатор печатной платы.

Сверху мы видим, как это выглядит.Обратите внимание, что они обычно меньше, чем кажется на картинке. Нижняя часть дает вам хорошее представление о том, как работает триммер.

Подстроечные конденсаторы обычно имеют значения в диапазоне пикофарад.

Типы конденсаторов: Слюдяные конденсаторы

Слюдяные конденсаторы состоят из тонких пластин из фольги (обычно алюминиевых или серебряных), которые поочередно уложены друг на друга, образуя две пластины крышки. Тонкий слой слюды изолирует пластины друг от друга. Вся шебанг запечатана в защитном кожухе.

На рисунке ниже показаны некоторые типичные серебряные слюдяные конденсаторы.

Станьте Создателем, которым вы были рождены. Попробуйте Arduino Academy БЕСПЛАТНО!

Эти колпачки очень устойчивы и имеют хороший температурный коэффициент. Минусы в том, что они обычно не имеют высоких значений емкости и могут быть более дорогими, чем другие типы (серебро дорого, я знаю).

Вы найдете их в высокочастотных фильтрах, резонансных цепях и даже в цепях высокого напряжения.У них хорошая изоляция, поэтому они могут работать при более высоких напряжениях.

Диапазон значений емкости от 1 мкФ до 0,1 мкФ.

Диапазон номинальных напряжений от 50 до 500 В.

Рисунок 3: конденсаторы из серебряной слюды.

Керамические конденсаторы

Эти типы конденсаторов бывают двух основных типов: однослойные и многослойные.

Керамические колпачки (наряду с электролитическими) являются наиболее широко доступными и популярными конденсаторами.

Возможно, вы знакомы с небольшими круглыми дисковыми конденсаторами, которые можно найти на многих печатных платах. Это однослойные керамические конденсаторы , которые состоят из двух пластин с керамическим диэлектриком между ними.

Они обладают низкой индуктивностью, поэтому могут найти применение в высокочастотных приложениях.

Использование различных типов керамики приводит к изменению диэлектрической проницаемости, что приводит к появлению нескольких различных типов керамических конденсаторов.

Следовательно, у них также есть разновидности (сверхстабильные или с температурной компенсацией), которые очень стабильны в широком диапазоне температур.Это может длиться много лет.

Полустабильный однослойный керамический колпачок не такой термостабильный, как указано выше, но он имеет более высокую емкость.

Наконец, керамический конденсатор HiK имеет высокую диэлектрическую постоянную (и емкость), но не обладает стабильностью и страдает от явления, известного как диэлектрическое поглощение.

Колпачки из однослойной керамики имеют диапазон емкости от 1 мкФ до 0,1 мкФ.

Диапазон номинальных напряжений от 50 В до 10 000 В.

На Рисунке 4 показан типичный однослойный керамический конденсатор.

Рисунок 4: однослойные керамические конденсаторы.

Как и слюдяные колпачки, многие керамические конденсаторы состоят из нескольких чередующихся слоев керамических и металлических пластин. Это многослойные керамические конденсаторы .

Они удовлетворяют спрос на керамические колпачки высокой плотности и, как и слюдяные колпачки, имеют много слоев для увеличения общей емкости.

Они также компактны и имеют лучшие температурные характеристики, чем однослойные.

Как и однослойные конденсаторы, они бывают ультрастабильными, стабильными и HiK.

Их емкость составляет от 0,25 мкФ до 22 мкФ в зависимости от типа.

Диапазон номинального напряжения от 25 В до 200 В, опять же в зависимости от типа.

Многие конденсаторы для поверхностного монтажа являются многослойными, как видно на рисунке 5.

Рисунок 5: пример многослойных керамических конденсаторов.

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы бывают двух основных типов: алюминиевые и танталовые.

Алюминиевые электролиты содержат химическую пасту (электролит), заполняющую пространство между пластинами из фольги. При подаче напряжения в результате химической реакции на положительной пластине образуется слой изоляционного материала. Поскольку эта пленка очень тонкая, они могут вместить большую емкость в небольшом корпусе.

Пленка и пластины затем свертываются в цилиндрическую форму перед помещением в защитный футляр.

Химическая реакция также придает этим конденсаторам полярность, которую следует тщательно соблюдать.Они могут взорваться при превышении номинального напряжения или изменении полярности, поэтому не подключайте источник переменного тока к электролитической крышке.

Не пытайтесь делать это дома, но если подключить алюминиевый электролитический колпачок к источнику переменного тока 120 В переменного тока, он взорвется. Конечно, если ты сделаешь это и поранишься, я не несу ответственности.

И алюминиевые, и танталовые электролитические конденсаторы будут иметь маркировку «+» или «-», чтобы указать, какая пластина какая.

Эти конденсаторы популярны из-за их низкой стоимости и способности обеспечивать относительно высокую емкость в небольшом корпусе.

Алюминиевые электролиты также плохо протекают, имеют плохие допуски и высокую индуктивность. Из-за этого они хороши для низкочастотных приложений и не очень хороши для высокочастотных.

Их также не следует использовать, если потенциал постоянного тока намного ниже номинального напряжения конденсатора.

Эти конденсаторы также имеют ограниченный срок службы, даже если они просто лежат в корзине с запчастями. Приобретая тот, которому больше нескольких лет, обязательно проверьте, соответствует ли он техническим характеристикам.

Типичные значения находятся в диапазоне от 0,1 мкФ до 500 000 мкФ или более.

Приложения включают фильтры пульсаций источника питания, аудиосвязь и обход.

Типичный алюминиевый электролитический конденсатор показан на рисунке 6.

Рисунок 6: алюминиевый электролитический конденсатор. Обратите внимание на полосу на стороне отрицательной пластины.

Танталовые электролитические конденсаторы изготовлены из пятиокиси тантала и поляризованы, как и их алюминиевые собратья.

Они также меньше и стабильнее. Они меньше пропускают ток и имеют меньшую индуктивность, чем алюминиевые электролиты. У них большая продолжительность жизни. Обратной стороной является то, что они более дорогие и имеют меньшее максимальное напряжение и емкость.

Подобно алюминиевым электролитам, танталовые крышки могут взорваться и / или загореться при изменении полярности.

Они часто устанавливаются в аналоговых сигнальных системах, в которых отсутствуют сильноточные всплески шума (выбросы могут их повредить). Другие приложения включают блокировку, обход, развязку и фильтрацию.

Танталовые колпачки не подходят для высокочастотных приложений. Как и алюминиевые версии, их не следует использовать, если потенциал постоянного тока намного ниже номинального напряжения.

На рисунке 7 изображен танталовый конденсатор. Обратите внимание, что они выглядят иначе, чем алюминиевые версии.

Рисунок 7: танталовый конденсатор. Обратите внимание на знак +, который отмечает положительный вывод.

Пластиковые пленочные конденсаторы

Эти типы конденсаторов пришли на смену бумажным конденсаторам, которые мы не будем обсуждать, поскольку они устарели.

Существует несколько разновидностей колпачков из пластиковой пленки, в том числе полиэфирная и полипропиленовая.

Конденсаторы с полиэфирной пленкой (также известные как майларовые конденсаторы) используют тонкую полиэфирную пленку в качестве диэлектрика (как может догадаться любой логический человек). Их допуск (обычно 5-10%) не так хорош, как у полипропиленовых конденсаторов, но они обладают хорошей температурной стабильностью и дешевы.

Колпачки из полиэфирной пленки хороши для сцепления и хранения.Они часто находят применение в схемах звуковых сигналов и генераторов, а также в схемах умеренно высоких частот.

Диапазон значений емкости от 0,001 мкФ до 10 мкФ.

Диапазон номинальных напряжений от 50 до 600 В.

Рисунок 8: типичный конденсатор из полиэфирной пленки (майлара).

Конденсаторы из полипропиленовой пленки имеют более высокий допуск, чем крышки из полиэфирной пленки, поэтому используйте их вместо полиэфирных в тех случаях, когда требуются более жесткие допуски.

Как и полиэстер, они хороши для соединения и хранения, но также могут пригодиться для подавления шума, блокировки, обхода, фильтрации и синхронизации.

Диапазон значений емкости от 0,001 мкФ до примерно 0,47 мкФ.

Диапазон номинального напряжения от 100 В до 600 В.

Рисунок 9: конденсатор из полипропиленовой пленки. Обратите внимание на внешнее сходство с версией из полиэфирной пленки.

Конденсаторы из полистирола не являются пленочными конденсаторами, но я все равно собрал их сюда.

У них высокая индуктивность, поэтому они не подходят для высокочастотных приложений. Воздействие температур выше 160 ° F (около 70 ° C) приведет к их необратимому повреждению. Полистирол похож на пенополистирол (есть небольшая разница; пенополистирол — это торговая марка, отсюда и заглавная буква), а пенополистирол плавится. Полистирол тоже.

Из-за высокой индуктивности они подходят для схем фильтрации и синхронизации, работающих на частоте несколько сотен килогерц или меньше. К тому же они дешевы и обладают хорошей стабильностью.

Диапазон значений емкости от 100 до 0,027 мкФ.

Диапазон номинальных напряжений от 30 В до 600 В.

Рисунок 10: различные конденсаторы из полистирола.

Металлизированные пленочные конденсаторы

Как и пластиковые пленки, они также бывают как из полиэстера, так и из полипропилена. Поскольку они оба обладают схожими характеристиками, мы не будем рассматривать их по отдельности, как мы это делали с крышками из пластиковой пленки.

Металлизированные пленочные конденсаторы изготавливаются с помощью процесса вакуумного напыления, при котором пленочная подложка ламинируется чрезвычайно тонким (буквально в несколько атомов) алюминиевым покрытием.

Они размещаются в схемах, которые используют малые уровни сигналов (например, низкий ток и высокое сопротивление), где малый физический размер является приоритетом.

Они не подходят для систем переменного тока с большим сигналом.

Одной из уникальных черт, которыми они обладают, является их способность к самовосстановлению. В то время как шорты навсегда разрушают другие типы конденсаторов, эти крышки могут лечить сами себя. Металлизированные пленочные конденсаторы также термостабильны с малым дрейфом.

Вы найдете их в импульсных источниках питания, аудиосхемах, где важно качество звука, схемах шумоподавления, демпферах и многом другом.

Диапазон значений емкости от 47 до 22 мкФ, в зависимости от типа.

Диапазон номинального напряжения от 63 В до 1250 В, опять же в зависимости от типа.

Рисунок 11: различные металлизированные пленочные конденсаторы. Я не уверен, для чего нужны точки сбоку, но обратите внимание, что они могут быть похожи на своих родственников из пластиковой пленки.

Типы конденсаторов — вкратце

Теперь мы кое-что знаем о наиболее распространенных типах конденсаторов и о том, для чего они подходят, а для чего нет.

Не забудьте добавить этот пост в закладки. Пригодится.

Ниже приведена изящная небольшая таблица, которая суммирует некоторые характеристики некоторых из конденсаторов, о которых мы говорили.

Мы не обсуждали это, но ESR означает эквивалентное последовательное сопротивление. ESR — это мера внутреннего сопротивления конденсатора, включенного последовательно с ним. Возможно, ESR и другие характеристики конденсаторов, которые мы здесь не обсуждали, появятся в другой статье.

Рисунок 12: быстрый разряд нескольких распространенных типов конденсаторов.

До следующего раза прокомментируйте и расскажите нам: какие типы конденсаторов вы используете чаще всего? Кроме того, почему вы выбрали именно этот тип?

Станьте Создателем, которым вы были рождены. Попробуйте Arduino Academy БЕСПЛАТНО!

Ссылки:

  1. Кук, Найджел П. Введение в электронику постоянного и переменного тока, 4-е изд. Prentice Hall, 1999. Печать.
  2. Scherz, Paul & Monk, Simon. Практическая электроника для изобретателей, 4-е изд. McGraw Hill, 2016. Печать.
  3. Байерс, TJ. «Обход колпачков демистифицирует [диаграмму]». Nuts and Volts Январь 2007: 18-19. Распечатать.

Что такое пленочный конденсатор и его применение?

Ⅰ Введение

Одним из обязательных пассивных электрических компонентов, которые присутствуют в большом количестве цепей, являются конденсаторы. Если вы энтузиаст DIY, который увлечен электронными схемами, необходимо понимать типы конденсаторов, чтобы правильно использовать их в подходящих схемах.Мы поможем вам расшифровать и понять использование одного из наиболее распространенных типов конденсаторов, называемых пленочными конденсаторами в этой статье. Основы конденсаторов, их формы и когда их использовать, уже обсуждались. Обратите внимание, что пленочные конденсаторы известны под несколькими названиями: полиэфирные конденсаторы и майларовые конденсаторы — некоторые из наиболее распространенных, и все они, как правило, рассматриваются в этой статье.

Конденсаторы

в целом можно разделить на две большие категории: поляризованные и неполяризованные.Из-за своей гибкости и низкой стоимости пленочный конденсатор представляет собой форму неполяризованного конденсатора и очень распространен. Читайте дальше, чтобы узнать больше о пленочном конденсаторе: что такое пленочный конденсатор, как он сделан и что делает его таким известным. Начнем с этого небольшого пассивного гаджета с краткого введения.

Каталог

Ⅱ Определение пленочных конденсаторов

Пленочный конденсатор представляет собой неполяризованный конденсатор, для изготовления его диэлектрика используются тонкие пластиковые пленки. Эти пластиковые пленки часто металлизированы и доступны на рынке под названием «металлизированные конденсаторы».Такие конденсаторы также часто называют пластиковыми конденсаторами или металлизированными конденсаторами. Тонкопленочный конденсатор — это не что иное, как пластиковая пленка с биполярными конденсаторами в качестве диэлектрика. Чтобы сформировать рулон или конфету прямоугольной формы, эти пленки либо металлизируют, либо просто укладывают слоями. Полипропилен (PP) / полиэтилентерефталат (PET) / политетрафторэтилен (PTFE) / полифениленсульфид (PET) — широко используемые диэлектрики (PPS)

Основным преимуществом использования пленочного конденсатора является то, что он имеет очень низкий коэффициент искажения и отличные частотные характеристики.Широкий выбор пластиковой пленки, используемой для различных пленочных конденсаторов, делает их гибкими. Эти конденсаторы часто не изнашиваются легко и идеально подходят для таких приложений, как схемы связи / развязки, АЦП, аудиосхемы и многие другие для приложений высокого напряжения и высоких частот. Шунтирующие и развязывающие конденсаторы, которые широко используются в конденсаторах, также были рассмотрены ранее.

Ⅲ Разнообразие конденсаторов

Прежде чем мы продолжим нашу публикацию, нам нужно понять контекст, в котором используются общие слова «пленочный конденсатор», «полиэфирный конденсатор», «майларовый конденсатор» и «полипропиленовый конденсатор».В зависимости от типа диэлектрического пластикового материала, используемого в конденсаторе, существует несколько типов пленочных конденсаторов, одним из которых является наиболее широко используемый конденсатор из полиэфира и конденсатор из полипропилена.

Полиэфирные конденсаторы, часто называемые полиэфирными пленочными конденсаторами, имеют диэлектрический материал, изготовленный из полимера, называемого полиэтилентерефталатом (ПЭТ). Вот почему часто этот конденсатор называют пленочным конденсатором из ПЭТ. Существует несколько производителей полиэфирных конденсаторов, из которых Hostaphan является ведущим.Конденсатор из полиэстера также часто называют майларовым конденсатором в соответствии с условиями поставщика. Ниже показан типичный майларовый конденсатор.

Другой тип пленочного конденсатора, в котором диэлектрический материал сделан из полимерного полипропилена (ПП), — это полипропиленовый пленочный конденсатор, отсюда и название полипропиленовый пленочный конденсатор или пленочный конденсатор полипропилена. Ниже представлен типичный полипропиленовый конденсатор.

Аналогичным образом, в зависимости от типа полимера, используемого для изготовления диэлектрика, существует более 10 различных типов пленочных конденсаторов, свойства которых незначительно различаются, но общая функциональность и применение почти не меняются.Мы углубимся в подробности позже, но давайте углубимся в историю перед этим.

Ⅳ Краткая история пленочных конденсаторов

Бумажные конденсаторы использовались в схемах развязки до того, как пленочные конденсаторы появились на рынке. Бумажные конденсаторы использовали пропитанную бумагу с металлическими полосками и свернутую в цилиндрическую форму. Однако, поскольку в качестве диэлектрика в этих конденсаторах использовалась бумага, они не только были уязвимы для экологических дефектов, но и были очень большими по размеру.Поэтому ученые начали искать решение, которое могло бы смягчить эти проблемы.

Это было в то время, когда пластмассовая промышленность переживала бум, и ученые обнаружили, как долговременная стабильность с точки зрения ее электрических параметров обеспечивается использованием сложных пластиковых пленок в качестве диэлектрика. Поскольку многослойная бумага была заменена всего несколькими листами пластика, это также помогло уменьшить объем. По мере развития технологий использование более тонких пластиков с высокой надежностью уменьшало размер этих конденсаторов.

Ⅴ Типы пленочных конденсаторов и их применение

В индустрии пластмасс наблюдался рост производства более тонких и прочных изделий вскоре после появления первого пленочного конденсатора. Различные типы пластиковых пленочных конденсаторов использовались в качестве диэлектрика для различных схем на протяжении многих лет. Есть несколько пленочных конденсаторов, в которых пластиковые пленки фактически помещают между алюминиевой фольгой, а есть другие, в которых пластиковая пленка металлизируется фазой, в которой металл наносится на саму пленку.В целом по конструкции пленочные конденсаторы можно условно разделить на две группы. Обратите внимание, что только конструкция основана на классификации.

5.1 Пленочные / фольговые конденсаторы

Пленочные / фольговые конденсаторы, как следует из названия, используют пластиковые пленки в качестве диэлектрика и устанавливаются внутри двух слоев электродов из алюминиевой фольги. Эти чередующиеся слои организованы таким образом, что не соприкасаются друг с другом металлическими слоями. Такие конденсаторы могут быть как безиндуктивными, так и индуктивными.

Таким образом, что алюминиевая фольга расположена посередине двух пленок, намотан индукционный пленочный конденсатор из фольги. Алюминиевая фольга прикрепляется не напрямую, а через подводящий провод, по которому проходит вся обмотка. Его графическое изображение показано на рисунке 1.

В конденсаторе с безиндукционной фольгой с заполнением алюминиевая фольга расположена таким образом, что каждая фольга расположена в определенной степени вне пленок, как показано на рисунке 2.

Характеристики пластикового пленочного конденсатора:

• Высокое сопротивление изоляции

• Хорошая стабильность емкости

• Высокая эффективность даже при высокой частоте

• Используемый диэлектрик: полипропилен (PP) / полиэтилентерефталат (PET) / политетрафторэтилен (PTFE)

Применение пластикового пленочного конденсатора

Применение пленочного / фольгового конденсатора зависит от типа используемого диэлектрика. Конденсаторы из ПЭТ пленки и фольги отлично подходят для связи, развязки и шунтирования.Пленочные / фольговые (ПП) конденсаторы — хороший выбор для использования в схемах, требующих высоких частот переключения, таких как резонансные и генераторные схемы, источники питания и т. Д.

5.2 Металлизированные пленочные конденсаторы

Основное различие между пленочными конденсаторами из фольги и Металлизированный конденсатор заключается в том, что металлические электроды сплавлены с обеих сторон диэлектрического пластика в последнем, а не наслоены. Несмотря на то, что это увеличивает стоимость, а также добавляет этап в производственный процесс, он имеет большую надежность и меньшие размеры, чем конденсатор из пленочной фольги.Чтобы получить желаемое значение емкости, толщина пластиковой пленки может составлять всего 0,6 мкм.

Характеристики металлизированного пленочного конденсатора:

• Свойство самовосстановления: это свойство помогает конденсатору самовосстанавливаться, если электроды соприкасаются друг с другом, а не замыкаются накоротко. Это увеличивает надежность конденсатора

• Компактный размер и форма

• Полипропилен (PP) / полиэтилентерефталат (PET) / политетрафторэтилен (PTFE) / полифениленсульфид Используемый диэлектрик: полипропилен (PP) / полиэтилентерефталат (PET) (PPS)

Металлизированный пленочный конденсатор Применение:

В электронных схемах управления, включая цепи промежуточного контура, импульсные цепи, схемы переключения и т. Д.обычно используются металлические пленочные конденсаторы. В устройствах развязки и фильтрации находит применение маломощный металлизированный пленочный конденсатор.

Ⅵ Характеристики и применение пленочных конденсаторов

Пленочные конденсаторы часто обладают и другими функциями, помимо обычного использования конденсаторов для накопления электрических зарядов. В высокочастотных цепях их биполярная природа и исключительные частотные характеристики сделали их знаменитыми. Стандартное значение емкости для этих конденсаторов обычно составляет от 1 нФ до 30 мкФ.Эти небольшие пассивные части могут иметь уровень напряжения от 50 В до 2 кВ, поэтому их можно использовать в самых разных приложениях.

Один из интересных фактов заключается в том, что в этих пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используются различные типы пластиковой пленки. Как правило, каждый тип пленки имеет конденсатор с разными температурными и частотными характеристиками. Следовательно, можно выбрать лучшее решение для своих нужд в своих схемах с правильным выбором диэлектрика.Например, пленочный конденсатор из полипропилена будет лучшим выбором, если вы ищете пленочный конденсатор для установки в цепи, предназначенной для мощных / высокочастотных приложений, таких как, например, индукционные нагреватели.

Сравнение частотных и температурных характеристик 4 различных диэлектриков из пластиковой пленки, а именно PP, PPS, PEN и PET, показано на рисунке ниже. Единственная разница между этими конденсаторами — это диэлектрический материал, и вы заметите, что сдвиг температуры и частоты очень очевиден.

Помимо прочего, пленочные конденсаторы в основном известны своим низким коэффициентом рассеяния, стабильной емкостью и высоким сопротивлением изоляции, например отрицательной температурой и характеристиками высокой надежности. Следовательно, они являются обычным выбором для широкого спектра приложений. Эти пленочные конденсаторы генерируют оптимальный выходной сигнал от простых схем выборки / хранения для АЦП, колебательных схем, таймеров, до определения положения в блоках связи / развязки высокопроизводительных электронных силовых цепей.

За последние несколько десятилетий эти конденсаторы заменили керамические и электролитические конденсаторы во многих схемах в автомобильной и промышленной сферах. Для некоторых приложений давайте сравним пленочный конденсатор с другими распространенными конденсаторами и узнаем, что делает их лучшим вариантом.

Ⅶ Чем пленочный конденсатор отличается от электролитического конденсатора и керамического конденсатора?

Первое различие между этими тремя конденсаторами, которое довольно очевидно, — это тип используемого диэлектрика и их конструкция.В то время как в пленочных конденсаторах используются тонкие листы пластиковой пленки, в керамических конденсаторах, как и в диэлектриках, используются листы из керамического материала. В природе они оба биполярны. С другой стороны, электролитические конденсаторы содержат оксиды, которые действуют как диэлектрики и являются полярными.

Различия в производстве и диэлектриках имеют огромное влияние на их результаты. Как обсуждалось выше, для конденсаторов с пластиковой / металлизированной пленкой доступно большое количество значений емкости.Керамические конденсаторы, с другой стороны, идеально подходят только для схем, которые имеют низкие требования к емкости. Для конкретных приложений, таких как обработка аналоговых сигналов и аудиосхемы, из-за низкого коэффициента искажения, который они предлагают, пленочные конденсаторы предпочтительнее керамических конденсаторов. Керамические конденсаторы также имеют тенденцию иметь высокую нелинейность при высоких емкостях, что влияет на характеристики цепей.

Конденсаторы с высокой емкостью и низкой стоимостью предпочтительны для таких приложений, как схемы связи / развязки.И электролитические, и пленочные конденсаторы также являются хорошим выбором. Значения ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) и ESL (эквивалентной последовательной индуктивности) конденсатора являются еще одним важным фактором, который учитывается при разработке таких схем. Как уже обсуждалось, в отличие от электролитических конденсаторов пленочные конденсаторы имеют более высокие характеристики ESR и ESL и гораздо более низкий коэффициент искажения, и поэтому предпочтительнее алюминиевых электролитических конденсаторов.

Кроме того, если сравнить время старения между этими тремя конденсаторами, то окажется, что пленочные конденсаторы максимально избегают процесса износа между ними.Это делает их более безопасным вариантом для высоковольтных и высокочастотных приложений.

Ⅷ Конструкция пленочного конденсатора

Стандартный метод разработки этих конденсаторов начинается с удаления тонкого слоя пластиковой пленки. Толщина этой пленки определяет значение емкости. Поскольку значение емкости увеличивается с уменьшением зазора между электродами, на более высокое значение емкости указывает меньшая толщина пленки. Стандартное значение емкости для этих конденсаторов обычно составляет от 1 нФ до 30 мкФ.

После удаления пленки в соответствии с желаемым значением емкости и напряжением пробоя алюминий или цинк металлизируются и прокатываются, образуя «основной рулон». Пленки только переплетаются между листами алюминиевой фольги, чтобы сформировать рулон в случае конденсатора пленка / фольга. Блок-схема различных этапов производства металлизированного пленочного конденсатора показана на рисунке ниже.

Затем этим рулоном манипулируют для согласования размера конденсатора и желаемых электрических характеристик с помощью нескольких процессов, таких как продольная резка, намотка и сплющивание.Выступающие электроды подвергаются процессу металлизации, называемому «Schoopage», до тех пор, пока конденсатор не приобретет желаемую форму и размер. Для создания защитного покрытия на электродах здесь используются жидкие металлы, такие как цинк, алюминий или олово. Чтобы сжечь существующие дефекты на поверхности электрода, боковые концы обмотки затем опрыскиваются сжатым воздухом и затем подвергаются воздействию напряжения.

Поскольку конденсаторы легко подвержены воздействию влаги, обмотку пропитывают силиконовым маслом или другой изолирующей жидкостью.Наконец, эту обмотку готовят к пайке к металлическим клеммам конденсатора. Конденсатор подвергается заключительному этапу защитного покрытия до пайки, при этом его корпус погружается в защищенное покрытие или заливается на внешний корпус.

Ⅸ FAQ

1. Что такое пленочный конденсатор?

Пленочный конденсатор — это пластиковый конденсатор, который используется для создания диэлектрика, а алюминий или цинк используются для создания электродов конденсатора.

2.Могут ли пленочные конденсаторы взорваться при перегрузке (например, электролитических)?

Если перенапряжение очень велико, вы можете повредить их, в конечном итоге сжечь, как и любой другой электронный компонент, которым вы злоупотребляете. Но ИМХО взрыв пленочных конденсаторов маловероятен. Опасность при работе с жидкими электролитическими конденсаторами заключается в том, что электролит является кислотным, и если они взорвутся, они могут вызвать серьезные травмы, например, в глаза.

Когда они «злоупотребляют» перенапряжением или высоким обратным напряжением (они поляризованы, помните…), давление внутри увеличивается, и в конечном итоге они взрываются.Чтобы избежать слишком сильного повышения давления, в них есть «выпускные клапаны», как и в кухонных котлах высокого давления. В конденсаторах эти выпускные клапаны представляют собой тонкие «ослабленные точки» в пластиковой крышке или крестообразные канавки в алюминии.

3. Для чего используется пленочный конденсатор?

Пленочные конденсаторы

могут также использоваться более обычным образом в качестве конденсаторов сглаживания напряжения, фильтров, кроссоверов аудио. Их можно использовать для накопления энергии и высвобождения ее в виде сильноточного импульса, когда это необходимо.Сильные электрические импульсы используются для питания импульсных лазеров или генерации грозовых разрядов.

4. Какое предпочтительное применение пленочного конденсатора?

Для конкретных приложений, таких как обработка аналоговых сигналов и аудиосхемы, пленочные конденсаторы предпочтительнее керамических конденсаторов из-за низкого коэффициента искажения, который они предлагают. Также при высоких емкостях керамические конденсаторы имеют тенденцию иметь высокую нелинейность, которая влияет на характеристики цепей.

5. Как определить полярность пленочного конденсатора?

По высоте выводов конденсатора мы можем определить, какая полярность — отрицательная, а какая — положительная. Конденсатор, вывод которого длиннее, является выводом положительной полярности или анодом, а конденсатор, вывод которого короче, является выводом отрицательной полярности или катодом.

6. Что такое электролитический или пленочный конденсатор?

В то время как активная часть электролитических конденсаторов, так называемая ячейка с намоткой, состоит из алюминия (анодная и катодная фольга), бумаги и электролита, пленочный конденсатор изготовлен из пластиковой пленки с металлическим покрытием, которая образует его электроды.

7. Можно ли заменить пленочный конденсатор на керамический?

Да, они взаимозаменяемы, но керамические дисковые конденсаторы значительно более нелинейны по напряжению и частотной характеристике по сравнению с пленочными конденсаторами. Керамические колпачки также могут быть микрофонными.

8. Как использовать пленочный конденсатор?

В большинстве силовых конденсаторов, самых больших из производимых конденсаторов, в качестве диэлектрика обычно используется полипропиленовая пленка.Пленочные конденсаторы из полипропилена используются для высокочастотных систем с высокой мощностью, таких как индукционный нагрев, импульсные разряды энергии и конденсаторы переменного тока для распределения электроэнергии.

9. Каков срок службы пленочных конденсаторов?

Пленочный конденсатор MKP1848 имеет срок службы 100000 часов при температуре 70 ° C. Срок службы мокрого электролитического конденсатора серии Rubycon BXC составляет 12000 часов при 105 ° C. Используя «правило 10 градусов», мы можем сказать, что срок службы электролитического конденсатора Rubycon при 70 градусах Цельсия составит 96000 часов.

10. Износятся ли пленочные конденсаторы?

Износ металлизированных пленочных конденсаторов является серьезной проблемой в приложениях, работающих в условиях высокой влажности. Металлизированный электродный слой в металлизированных пленочных конденсаторах очень тонкий, обычно менее 50 нм, что подвержено коррозии из-за попадания атмосферной влаги.

Альтернативные модели

Деталь Сравнить Производителей Категория Описание

Типы конденсаторов — определение и применение

Что такое конденсатор и различные типы конденсаторов?

Конденсатор — это устройство, которое обладает способностью или «силой» накапливать энергию в виде электрического заряда, который создает разность потенциалов (статическое напряжение) на своих пластинах, что очень похоже на небольшую перезаряжаемую батарею.Существует множество типов конденсаторов, от очень маленьких конденсаторных бусинок, в которых используются резонансные цепи, до конденсаторов с большим коэффициентом мощности, но все они делают одно и то же, они накапливают заряд. Другими словами, конденсатор — это электронный компонент, функция которого заключается в хранении электрических зарядов. Он состоит из двух проводников, разделенных диэлектрической пленкой. Эти пластины накапливают электрические заряды при подключении к источнику питания.

Часто они служат хранилищами аналоговых сигналов и цифровых данных.В общем, сравнение между различными типами конденсаторов проводится в отношении диэлектрика, используемого между пластинами. Некоторые конденсаторы выглядят как трубки, небольшие конденсаторы часто делают из керамических материалов, а затем погружают в эпоксидную смолу для их герметизации. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных типов доступных конденсаторов.

Типы конденсаторов

Доступные типы конденсаторов варьируются от очень маленьких, деликатных подстроечных конденсаторов, используемых в генераторах или радиосхемах, до крупногабаритных металлических конденсаторов, используемых в схемах коррекции и сглаживания высокого напряжения.

Сравнение различных типов конденсаторов обычно проводится в отношении диэлектрика, используемого между пластинами. В отличие от резисторов, существуют также различные типы конденсаторов, которые позволяют нам изменять значение их емкости для использования в схемах радиосвязи или в схемах «подстройки частоты».

Некоторые конденсаторы выглядят как трубки, поскольку пластины из металлической фольги свернуты в круг, образуя небольшой пучок с изолирующим диэлектрическим слоем, зажатым между ними.

Маленькие конденсаторы часто изготавливают из керамических материалов, а затем погружают в эпоксидную смолу для их герметизации. В любом случае конденсаторы играют важную роль в электронных схемах, поэтому вот некоторые из наиболее «распространенных» типов доступных конденсаторов.

Применение конденсаторов

Конденсаторы используются как в физических, так и в электронных устройствах. Они используются в фильтрах, системах накопления энергии, пускателях двигателей и оборудовании для обработки сигналов.

Четыре типа конденсаторов

1.Пленочные конденсаторы —

Пленочные конденсаторы — это наиболее распространенные из множества типов конденсаторов, состоящие из относительно обширной категории конденсаторов, определяющих их диэлектрические свойства. Они доступны практически любого веса и напряжения до 1500 вольт. Они варьируются в пределах от 10% до 0,01%. Кроме того, пленочные конденсаторы бывают разных форм и типов корпусов. Есть два типа пленочных конденсаторов: с радиальным выводом и с осевым выводом. Электроды пленочного конденсатора могут быть из металлического алюминия или цинка, закрепленные на одной или обеих сторонах пластиковой пленки, в результате чего получаются металлические пленочные конденсаторы, называемые пленочными конденсаторами.Пленочный конденсатор показан на следующем рисунке:

2. Керамические конденсаторы:

Керамические конденсаторы используются в высокочастотных цепях, таких как радиочастотное аудио. Они также являются лучшей альтернативой для высокочастотной компенсации аудиосхем. Эти конденсаторы также называют дисковыми конденсаторами. Керамические конденсаторы изготавливаются путем покрытия двух сторон небольшого серебряного фарфорового или керамического диска, а затем складываются вместе в конденсатор. Низкая емкость и высокая емкость керамических конденсаторов могут быть достигнуты путем изменения толщины используемого керамического диска..

3. Электролитические конденсаторы:

Это наиболее широко используемые конденсаторы с широкой допустимой емкостью. Электролитические конденсаторы доступны с рабочим напряжением до 500 В, хотя высокие значения емкости недоступны при высоком напряжении, а устройства с более высокой температурой не являются нормальным явлением. Распространены два типа электролитических конденсаторов: танталовые и алюминиевые. Электролитические конденсаторы классифицируются в зависимости от их диэлектрика.

  • Конденсаторы алюминиевые электролитические — оксид алюминия (диэлектрик).

  • Конденсаторы электролитические танталовые — пятиокись тантала (диэлектрик).

  • Конденсаторы электролитические ниобиевые — пятиокись ниобия (диэлектрик).

4. Конденсаторы переменной емкости:

Среди различных типов конденсаторов есть конденсаторы переменной емкости, емкость которых может быть изменена механически намеренно и многократно. Этот тип конденсатора использовался для установки резонансной частоты в LC-цепях, например для настройки магнитолы для согласования импеданса в антенных тюнерах.

Что такое обычные конденсаторы?

Конденсаторы в основном делятся на две механические группы:

  • Конденсаторы постоянной емкости

  • Переменные конденсаторы

Типы конденсаторов и их применение

Некоторые распространенные конденсаторы и их названия указаны в таблице ниже.

Серебристый конденсаторы слюдяные, стеклянные, кремниевые, воздушные и вакуумные

Керамические конденсаторы

Алюминиевые, танталовые и ниобиевые электролитические конденсаторы

Пленочные и бумажные конденсаторы

Двухслойные конденсаторы

Псевдоконденсаторы

Гибридные конденсаторы

Самая простая конструкция представляет собой использование двух параллельных металлических пластин, разделенных изоляционным слоем, называемым диэлектриком.

Что такое конденсатор — типы, формула, символ, принцип работы, единица

Узнайте, что такое конденсатор — типы, формула, символ, принцип работы, единицы измерения.

Здесь мы узнаем , что такое конденсатор — типы, формула, символ, принцип работы, единицы измерения, электролитический конденсатор, подробное объяснение применения и функции.

Различные типы конденсаторов

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это электронный компонент, способный накапливать электрический заряд.Конденсатор — это пассивный электрический компонент, который может накапливать энергию в электрическом поле между парой проводников (, называемых «пластинами» ).

Проще говоря, мы можем сказать, что конденсатор — это устройство, используемое для хранения и высвобождения электричества, обычно в результате химического воздействия. Также называется аккумуляторной ячейкой, вторичной ячейкой, конденсатором или аккумулятором. Лейденская банка была ранним примером конденсатора.

Конденсаторы — еще один элемент, используемый для управления потоком заряда в цепи.Название происходит от их способности накапливать заряд, как у небольшой батареи.

Конденсаторы состоят из двух проводящих поверхностей, разделенных изолятором; к каждой поверхности подсоединяется проволочный вывод.

Что такое конденсатор и как работают конденсаторы

Обозначение конденсатора и единица измерения

В электронике обычно используются два обозначения конденсатора. Один символ обозначает поляризованные конденсаторы, а другой — неполяризованные конденсаторы.

Символ конденсатора поляризованных и неполяризованных конденсаторов

На приведенной выше диаграмме символ с одной изогнутой пластиной представляет поляризованный конденсатор. Изогнутая пластина представляет собой катод ( отрицательный ) конденсатора, а другая пластина является анодом ( положительный ). Иногда к положительной стороне добавляют еще и знак плюса.

Единица измерения SI емкости составляет фарад (символ : F ). Отделение названо в честь великого английского физика Майкла Фарадея.

Конденсатор емкостью 1 фарад, заряженный 1 кулоном электрического заряда, имеет разность потенциалов между пластинами в 1 вольт.

Типы конденсаторов

Существует несколько типов конденсаторов для разных применений и функций. Ниже приведены основные и наиболее распространенные типы:

1. Конденсаторы керамические

Керамический конденсатор со сквозным отверстием и SMD

Это неполяризованные конденсаторы, изготовленные из двух или более чередующихся слоев керамики и металла.Керамика действует как диэлектрик, а металл — как электроды.

Керамические конденсаторы

также называются «дисковыми конденсаторами ».

Трехзначный код обычно печатается на корпусе конденсаторов этого типа, чтобы указать их емкость в пикофарадах. Первые две цифры представляют собой номинал конденсатора, а третья цифра представляет количество добавляемых нулей.

2. Конденсатор электролитический

Электролитический конденсатор со сквозным отверстием и SMD

Конденсаторы этого типа обычно используются там, где требуется большая емкость.Анод электролитических конденсаторов выполнен из металла и покрыт окисленным слоем, используемым в качестве диэлектрика. Другой электрод может быть влажным нетвердым или твердым электролитом.

Электролитические конденсаторы поляризованы. Это означает, что при подаче на него постоянного напряжения необходимо соблюдать полярность. Проще говоря, положительный вывод конденсатора должен быть соединен с положительной клеммой, а отрицательный вывод — с отрицательной клеммой. Несоблюдение этого правила приведет к повреждению конденсатора.

Эти конденсаторы сгруппированы в следующие 3 типа в зависимости от их диэлектрической проницаемости:

  1. Конденсаторы алюминиевые электролитические.
  2. Конденсаторы электролитические танталовые.
  3. Конденсаторы электролитические ниобиевые.

3. Пленочный конденсатор

Пленочный конденсатор со сквозным отверстием и SMD

Это наиболее распространенный тип конденсаторов, используемых в электронике.

Пленочные конденсаторы или пластиковые пленочные конденсаторы неполяризованы. Здесь изолирующая пластиковая пленка действует как диэлектрик. Электроды этих типов конденсаторов могут быть из металлического алюминия или металла, реагирующего с цинком. Они наносятся на одну или обе стороны пластиковой пленки, образуя металлизированный пленочный конденсатор.Иногда поверх пленки используют отдельную металлическую фольгу, образуя пленочный или фольгированный конденсатор.

Пленочные конденсаторы

доступны в различных формах и размерах и имеют ряд преимуществ перед конденсаторами бумажного типа. Они очень надежны, долговечны и имеют меньшие допуски. Они также хорошо работают в условиях высоких температур.

4. Конденсатор переменной емкости

Переменный конденсатор со сквозным отверстием и SMD

Это неполяризованные конденсаторы переменной емкости.У них есть подвижные и неподвижные пластины для определения емкости. Обычно они используются в передатчиках и приемниках, транзисторных радиоприемниках и т. Д.

Эти конденсаторы сгруппированы как:

  1. Конденсаторы настроечные; и
  2. Подстроечные конденсаторы

Как работает конденсатор?

Вы можете представить конденсатор в виде двух больших металлических пластин, разделенных воздухом, хотя на самом деле они обычно состоят из тонкой металлической фольги или пленок, разделенных пластиковой пленкой или другим твердым изолятором и скрученных в компактный корпус.Рассмотрите возможность подключения конденсатора к батарее.

Простой конденсатор, подключенный к батарее через резистор

Как только соединение установлено, заряд течет от клемм аккумулятора по проводу к пластинам, положительный заряд на одной пластине, отрицательный заряд на другой.

Почему? Обвинения со знаком «Like-Sign» на каждом терминале хотят уйти друг от друга. В дополнение к этому отталкиванию существует притяжение к заряду противоположного знака на другой соседней пластине.Первоначально ток большой, потому что в некотором смысле заряды не могут сразу сказать, что провод на самом деле никуда не идет, что нет полной цепи провода.

Начальный ток ограничен сопротивлением проводов или, возможно, настоящим резистором. Но по мере того, как заряд накапливается на пластинах, отталкивание заряда сопротивляется потоку большего заряда, и ток уменьшается. В конце концов, сила отталкивания заряда на пластине становится достаточно сильной, чтобы уравновесить силу заряда на клемме аккумулятора, и весь ток прекращается.

Зависимость тока в цепи от времени

Наличие разделенных зарядов на пластинах означает, что между пластинами должно быть напряжение, и это напряжение должно быть равно напряжению батареи, когда весь ток прекращается. Ведь поскольку точки соединены проводниками, они должны иметь одинаковое напряжение; даже если в цепи есть резистор, напряжение на резисторе отсутствует, если ток равен нулю, согласно закону Ома.

Количество заряда, который собирается на пластинах для создания напряжения, является мерой емкости конденсатора, его емкости, измеряемой в фарадах (ф).Соотношение C = Q / V, где Q — заряд в кулонах.

У больших конденсаторов есть пластины с большой площадью для удержания большого количества заряда, разделенные небольшим расстоянием, что подразумевает небольшое напряжение. Конденсатор на один фарад чрезвычайно велик, и обычно мы имеем дело с микрофарадами (мкФ), одной миллионной фарада, или пикофарадами (пФ), одной триллионной (10–12) фарад.

Рассмотрим приведенную выше схему еще раз. Предположим, мы перерезаем провода после того, как весь ток перестал течь. Заряд на пластинах теперь задерживается, поэтому между клеммами все еще есть напряжение.Заряженный конденсатор теперь чем-то похож на батарею.

Если мы подключим к нему резистор, ток будет течь, так как положительный и отрицательный заряды мчатся, чтобы нейтрализовать друг друга. В отличие от батареи, здесь нет механизма для замены заряда на пластинах, снятых током, поэтому напряжение падает, ток падает, и, наконец, не остается никакого общего заряда и нет разницы напряжений где-либо в цепи.

Поведение во времени тока, заряда на пластинах и напряжения выглядит так же, как на графике выше.Эта кривая является экспоненциальной функцией: exp (-t / RC). Напряжение, ток и заряд падают примерно до 37% от их начальных значений за время R × C секунд, которое называется характеристическим временем или постоянной времени цепи.

Постоянная времени RC — это мера того, насколько быстро схема может реагировать на изменения условий, такие как присоединение батареи к незаряженным конденсаторам или присоединение резистора к заряженному конденсатору. Напряжение на конденсаторе не может измениться сразу; для протекания заряда требуется время, особенно если этому потоку препятствует большой резистор.Таким образом, конденсаторы используются в цепи для гашения быстрых изменений напряжения.

Конденсаторы комбинации

Как и резисторы, конденсаторы можно соединить двумя основными способами: параллельно и последовательно .

Как рассчитать емкость конденсатора?

Из физической конструкции конденсаторов должно быть очевидно, что соединение двух вместе параллельно приводит к большему значению емкости. Параллельное соединение приводит к увеличению площади пластины конденсатора, что означает, что они могут удерживать больший заряд при том же напряжении.Таким образом, формула для полной емкости в параллельной цепи: CT = C1 + C2… + Cn.

Та же форма уравнения для резисторов, включенных последовательно, что может сбивать с толку, если вы не задумываетесь о физике происходящего.

Емкость последовательного соединения ниже, чем у любого конденсатора, потому что для данного напряжения во всей группе будет меньше заряда на каждой пластине. Общая емкость в последовательной цепи составляет: CT = {1 {1C1} + {1C2}… + {1Cn}} .

Опять же, это легко спутать с формулой для параллельных резисторов, но здесь есть хорошая симметрия.

Похожие сообщения:

6 типов конденсаторов с изображениями (использование и применение)

Типы конденсаторов Конденсаторы бывают разных форм, размеров, длины и обхватов, а также из различных материалов. По крайней мере, два электрических проводника (называемых «пластинами») разделены изолирующим слоем в каждом из них (называемым диэлектриком).Многие типичные электрические устройства используют конденсаторы как часть своих электрических цепей.

Конденсаторы, наряду с резисторами и индукторами, считаются «пассивными компонентами» в электрическом оборудовании. Хотя встроенные конденсаторы являются наиболее частыми с точки зрения абсолютных чисел (например, в архитектурах DRAM или флэш-памяти), в этой статье основное внимание уделяется множеству типов дискретных конденсаторов.

Малогабаритные конденсаторы используются в электронных устройствах для связи сигналов между каскадами усилителей, в качестве элементов электрических фильтров и настраиваемых схем, а также для сглаживания выпрямленного тока в системах электропитания.Конденсаторы большей емкости могут использоваться для накопления энергии в стробоскопах, в качестве компонентов некоторых типов электродвигателей, а также для регулировки коэффициента мощности в системах распределения электроэнергии переменного тока, среди прочего. Регулируемые конденсаторы широко используются в настраиваемых схемах, поскольку стандартные конденсаторы имеют фиксированное значение емкости. В зависимости от необходимой емкости, рабочего напряжения, способности выдерживать ток и других характеристик используются разные типы.

Что такое конденсатор

Конденсатор — это пассивный компонент, который накапливает электрическую энергию в виде магнитного поля.Емкость — это термин, обозначающий эффект конденсатора. Он состоит из двух близко расположенных проводников, разделенных диэлектрическим веществом. Когда пластины подключаются к источнику питания, на пластинах накапливается электрический заряд. Положительный заряд накапливается на одной пластине, а отрицательный — на другой.

Изображение емкости (Ссылка: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu )

Емкость — это термин, используемый для описания эффекта конденсатора. Хотя между любыми двумя электрическими проводниками в непосредственной близости от цепи существует некоторая емкость, конденсатор — это компонент, специально разработанный для добавления емкости в цепь.Традиционно конденсатор назывался конденсатором или конденсатором. Многие языки продолжают использовать этот термин и родственные ему слова, хотя английский язык является одним из заметных исключений. Практические конденсаторы бывают самых разных форм и размеров, и существует много разных типов конденсаторов. Диэлектрическая среда разделяет по крайней мере два электрических проводника в большинстве конденсаторов, которые обычно представляют собой металлические пластины или поверхности. В качестве проводников можно использовать фольгу, тонкий лист, металлический шарик или электролит.Зарядная емкость конденсатора увеличивается за счет непроводящего диэлектрика. Стекло, керамика, пластиковая пленка, бумага, слюда, воздух и оксидные слои — все это обычные диэлектрические материалы.

Во многих типичных электрических устройствах конденсаторы используются в электрических цепях. Идеальный конденсатор, в отличие от резистора, не рассеивает энергию, в отличие от реальных конденсаторов. Когда на выводах конденсатора реализуется разность электрических потенциалов (напряжение), например, когда конденсатор подключается к батарее, электрическое поле начинает развиваться через диэлектрик, создавая чистый положительный заряд для накопления на одной пластине и чистый отрицательный заряд собирать на другой.Через диэлектрик не проходит ток. С другой стороны, исходный контур имеет поток заряда. Ток через цепь источника прекращается, если состояние сохраняется в течение длительного времени. Когда на выводы конденсатора подается изменяющееся во времени напряжение, на источник действует постоянный ток из-за циклов зарядки и разрядки конденсатора.

Теория работы

Конденсатор — это пассивный компонент, который накапливает электрическую энергию в виде магнитного поля.Емкость — это термин, обозначающий эффект конденсатора. Он состоит из двух близко расположенных проводников, разделенных диэлектрическим веществом. Когда пластины подключаются к источнику питания, на пластинах накапливается электрический заряд. Положительный заряд накапливается на одной пластине, а отрицательный — на другой.

Два проводника разделены непроводящей зоной в конденсаторе. В качестве непроводящей зоны можно использовать вакуум или электрический изолятор, известный как диэлектрик.Стекло, воздух, пластик, бумага, керамика и даже область обеднения полупроводников, химически подобная проводникам, являются примерами диэлектрических сред. Согласно закону Кулона, заряд одного проводника оказывает силу на носители заряда внутри другого проводника, притягивая заряды противоположной полярности и отталкивая заряды одинаковой полярности, что приводит к образованию заряда противоположной полярности на поверхности другого проводника. На своих противоположных поверхностях проводники несут одинаковые и противоположные заряды, а диэлектрик создает электрическое поле.

Идеальный конденсатор описывается постоянной емкостью C в фарадах в системе СИ, определяемой как отношение положительного или отрицательного заряда Q на каждом проводнике к напряжению V между ними:

C = \ frac { Q} {V}

Емкость в один фарад (Ф) означает, что один кулон заряда на каждом проводе дает напряжение в один вольт на устройстве. Противоположные заряды на проводниках (или пластинах) притягиваются друг к другу из-за их электрических полей, позволяя конденсатору сохранять больший заряд для данного напряжения, чем когда проводники разделены, что приводит к большей емкости.

Накопление заряда в практических устройствах может изменить конденсатор механически, что приведет к изменению его емкости. Емкость в этой ситуации характеризуется в виде постепенных изменений:

C = {\ frac {\ mathrm {d} Q} {\ mathrm {d} V}}

Типы конденсаторов

Следующие представлены различные типы конденсаторов:

  • Электролитический конденсатор
  • Бумажный конденсатор
  • Слюдяной конденсатор
  • Неполяризованный конденсатор
  • Пленочный конденсатор
  • Керамический конденсатор

Электролитический конденсатор

, когда обычно используются большие электролитические конденсаторы требуются значения конденсатора.Слой тонкой металлической пленки используется для одного электрода, а полужидкий раствор электролита в желе или пасте применяется для второго электрода (катода). Диэлектрическая пластина представляет собой тонкий слой оксида, который создается электрохимическим способом при производстве с толщиной пленки менее десяти микрон.

Поскольку этот изолирующий слой очень тонкий, можно создавать конденсаторы с большим значением емкости при крошечных физических размерах и небольшом расстоянии между двумя пластинами. Большинство электролитических конденсаторов поляризованы, что означает, что на клемму конденсатора подается постоянное напряжение и полярность должна быть правильной.

Если положительный вывод подключен к положительному выводу, а отрицательный — к отрицательному, изолирующий оксидный слой будет поврежден, что приведет к непоправимому повреждению. Полярность всех поляризованных электролитических конденсаторов четко обозначена отрицательным знаком, указывающим на отрицательный вывод, и полярность должна соблюдаться.

Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях питания постоянного тока из-за их большой емкости и небольшого снижения пульсаций напряжения.Связь и развязка — два применения электролитических конденсаторов. Электролитические конденсаторы имеют низкое напряжение из-за их поляризации, что является недостатком.

Электролитический конденсатор (Ссылка: nl.rs-online.com )

Бумажный конденсатор

Вначале между двумя фольгами конденсатора была нанесена бумага, однако в наши дни используются разные материалы, такие как утилизируются пластмассы; поэтому он упоминается как бумажный конденсатор.Бумажный конденсатор имеет диапазон емкости от 0,001 до 2000 мкФ и диапазон напряжения до 2000 В.

A Бумажный конденсатор (Ссылка: nl.rs-online.com )

Слюдяной конденсатор

В серебряных слюдяных конденсаторах используется диэлектрик, состоящий из набора природных минералов. Зажимные конденсаторы и серебряные слюдяные конденсаторы — это два типа слюдяных конденсаторов. Из-за своей низкой производительности слюдяные конденсаторы считаются устаревшими.Серебряные слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прослоения листов слюды с металлическими покрытиями с обеих сторон и заключения их в эпоксидную смолу для защиты от элементов. Для слюдяных конденсаторов, используемых в конструкции, требуется крошечный, стабильный и надежный конденсатор.

Слюдяные конденсаторы — это конденсаторы с малыми потерями, которые используются на высоких частотах. Они химически, электрически и физически стабильны из-за их особой кристаллической структуры и слоистой структуры. Чаще всего используются слюды мусковита и флогопита.Электрические качества мусковитовой слюды превосходны, а другая слюда обладает стойкостью к высоким температурам.

A Слюдяной конденсатор (Ссылка: rapidonline.com )

Неполяризованные конденсаторы

Неполяризованные конденсаторы из пластиковой фольги и неполяризованные электролитические конденсаторы — это два типа неполяризованных конденсаторов.

Конденсатор из пластиковой фольги неполяризован по своей природе, а электролитические конденсаторы часто представляют собой два последовательно соединенных конденсатора, в результате чего получается неполяризованный конденсатор с половинной емкостью.Для неполяризованного конденсатора требуются приложения переменного тока, включенные последовательно или параллельно сигналу или источнику питания.

Фильтры кроссовера громкоговорителей и сеть коррекции коэффициента мощности являются двумя примерами. В этих двух приложениях на конденсатор подается значительный сигнал переменного напряжения.

A Неполяризованный конденсатор (Ссылка: sg966.com )

Пленочный конденсатор

Пленочные конденсаторы — это конденсаторы с тонким пластиковым диэлектриком в качестве диэлектрика.Используя сложный метод вытягивания пленки, пленочный конденсатор делается очень тонким. Если пленка изготовлена, ее можно металлизировать в зависимости от качества конденсатора. Электроды добавляются и собираются для защиты от факторов окружающей среды.

Полиэфирная пленка, полипропиленовая пленка, металлизированная пленка, пленка PTE и полистирольная пленка — вот лишь некоторые из многочисленных типов пленочных конденсаторов. Материал, используемый в качестве диэлектрика, является основным отличием между различными типами конденсаторов, и диэлектрики следует тщательно выбирать в зависимости от их качества.Пленочные конденсаторы используются из-за их стабильности, низкой индуктивности и недорогой стоимости.

Термостойкость емкости пленки PTE используется в аэрокосмической и военной технике. Конденсаторы с металлизированной полиэфирной пленкой используются в ситуациях, когда требуется длительная стабильность по разумной цене.

Пленочный конденсатор (Ссылка: passive-electroniccomponents.com )

Керамический конденсатор

Керамические конденсаторы — это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрического материала используется керамика.Керамика была одним из первых материалов, используемых в качестве изолятора при производстве конденсаторов.

Керамические конденсаторы бывают разных конструкций, включая керамические трубчатые конденсаторы и конденсаторы барьерного слоя, которые устарели из-за своего размера, паразитных эффектов или электрических свойств. Многослойные керамические конденсаторы (MLCC) и керамические дисковые конденсаторы являются двумя наиболее распространенными формами керамических конденсаторов.

Технология поверхностного монтажа (SMD) используется для изготовления многослойных керамических конденсаторов, и, поскольку они меньше по размеру, они обычно используются.Керамические конденсаторы обычно имеют номиналы от 1 нФ до 1 Ф, при этом допустимы значения до 100 Ф.

Керамические дисковые конденсаторы образуются путем покрытия керамического диска серебряными контактами с обеих сторон, и эти устройства состоят из многих слоев для достижения более высокой емкости. Из-за паразитных эффектов, таких как сопротивление и индуктивность, керамические конденсаторы будут давать высокочастотные характеристики. Керамический конденсатор

A (Ссылка: indiamart.com )

Подробнее о Linquip

Что такое керамический конденсатор: компактный размер с большим накопителем заряда

Заключение

В этой статье мы обсудили многие типы конденсаторов и их применение .

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.