Типы конденсаторов и их применение

Похожие презентации:

3D печать и 3D принтер

Видеокарта. Виды видеокарт

Анализ компании Apple

Трансформаторы тока и напряжения

Транзисторы

Устройство стиральной машины LG. Электрика

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Электробезопасность. Правила технической эксплуатации электроустановок

Магнитные пускатели и контакторы

Работа на радиостанциях КВ и УКВ диапазонов. Антенны военных радиостанций. (Тема 5.1)

Типы конденсаторов и
их применение.
Выполнила Мелентьева Н.Н.
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.
Классификация
В основном типы конденсаторов разделяют:

● По характеру изменения емкости — постоянной
емкости, переменной емкости и подстроечные.
● По материалудиэлектрика — воздушные,
керамические, стеклокерамические,
стеклоэмалевые, слюдяные, бумажные,
металлобумажные, фторопластовые,
электролитические, оксидно-полупроводниковые,
Классификация
По способу монтажа — для печатного или
навесного монтажа.
По назначению :
1. Общего назначения
2. Специального назначения
Основные параметры конденсаторов
1. Номинальная емкость (Сном) – значение электрической
емкости, обозначенное на корпусе конденсатора
2. Допускаемое отклонение емкости от номинального значения.
Фактическое значение емкости конденсатора Сф может

отличаться от номинального в пределах допускаемых
отклонений указывается в %
3. .Температурный коэффициент емкости (ТКЕ) – параметр,
учитывающий изменение емкости в зависимости от
температуры, может быть: положительным, нулевым;
отрицательным
4. 4. Номинальное напряжение (Uном) – значение напряжения,
обозначенное на конденсаторе
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
Маркировка конденсаторов
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
1
10-3
Примеры: 10nF = 10нФ; 100пФ = 100pF = n10; μ10 = 100нФ =
100n; 3μ3 = 3,3мкФ.
Маркировка конденсаторов
Допустимое отклонение емкости и его кодирование буквой
Допустимое
отклонение в %
±0,1
±0,25
±0,5
В
С
D
±1
±2
±5
±10
±20
±30
Кодированное
обозначение
F
G
I
K
M
N
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 = 100×10-6K-1), М750 (ТКЕ = -750 ×10-6K-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%.
Условное графическое обозначение
конденсаторов

English     Русский Правила

что это, виды / Справочник :: Бингоскул

Конденсатор и их практическое применение в физике: что это, виды добавить в закладки удалить из закладок

Содержание:

В сложных электрических схемах применяются накопители электрической энергии – конденсаторы. Без них невозможна работа большинства электронных устройств. Рассмотрим виды конденсаторов, их применение в физике. Разберёмся, какую они выполняют роль в технике.

Конденсатор: что это в физике и технике

Накопитель электрической энергии обычно выглядит как бочкообразный или плоский электронный компонент, реже изготавливается в виде параллелепипеда, «таблетки». Конденсатор – это в физике пассивный компонент, двухполюсник, способный быстро накапливать и отдавать энергию электрического поля. Представлен парой металлических пластин или обложек с контактами. Они разделены тонким слоем диэлектрика. Между обкладками малое по отношению к их толщине расстояние.

В микросхемах конденсаторы выполняются посредством напыления, поэтому имеют отличную от обычных накопителей электроэнергии форму, но работают по тому же принципу.

Виды накопителей волновой электроэнергии

Существует несколько типов конденсаторов в зависимости от сферы, особенностей применения. По типу изолятора делятся на:

• Вакуумные – между пластинами располагается среда с разреженным воздухом.
• Оксидно-полупроводниковые.
• С газообразным диэлектриком.
• С жидким изолятором между обкладок.
• С неорганическим твёрдым изолятором: стекло, керамика, слюда.
• С твёрдым органическим изолятором: бумага, металлобумага, синтетические плёнки.
• Твердотельные – полимер или органический полупроводниковый материал.
• Электролитические.

По возможностям управления ёмкостью конденсаторы делят на: подстроечные, переменные, постоянные.

Где используется (применяется) конденсатор

Большинство электрических схем не обходится без ёмкостных компонентов. Области применения конденсаторов:

• Батареи – нужны конденсаторы с высокой ёмкостью – ионисторы. Ведутся разработки для реализации аккумуляторов на базе ионисторов для электромобилей.
• Генераторы периодически повторяющихся электрических импульсов.
• Ёмкостные датчики.
• Компенсатор реактивных мощностей.
• Стабилизация работы электрических плавильных печей.
• Обеспечение энергоёмких схем и устройств мощными импульсами электрической энергии: вспышки, лазеры с оптическим методом накачки, генераторы.
• Ограничение величины переменного электрического тока.
• Преобразователь для измерения влажности древесных материалов, зерна, воздуха.
• Применение в логических схемах, например, кратность срабатывания механизма защиты.
• Разделение переменного и постоянного тока.
• Реле времени – обеспечивает последовательность функционирования компонентов электрической схемы.
• Сглаживание пульсаций напряжения во вторичных источниках питания.
• Создание времязадающих схем, где не нужна значительная стабильность или точность по времени.
• Создание частотных фильтров (с элементами индуктивности и сопротивления), колебательных контуров.
• Устройство для измерения уровня жидкости-диэлектрика, которая заполняет пространство между обложками.
• Элементы питания, например, оперативная память.
• Фазосдвигающее устройство – обеспечивает работу асинхронных электрических двигателей. Позволяет подключать трёхфазные электромоторы в однофазную (бытовую) сеть с потерей мощности.

Конденсаторы применяются во всех электронных устройствах, которые есть в вашем доме, кроме осветительных и нагревательных приборов.

Поделитесь в социальных сетях:

5 августа 2022, 19:06

Физика

Could not load xLike class!

Символы, работа и их применение

Как известно, в области электроники конденсаторы являются наиболее известными устройствами, которые широко используются при разработке различных схем. Ключевым преимуществом использования конденсатора в электронных схемах является его способность накапливать электрическую энергию между его пластинами. Это наиболее важные компоненты, используемые для управления потоком заряда в цепи. Конденсаторы наряду с такими устройствами, как катушки индуктивности и резисторы, подпадают под классификацию пассивных компонентов, используемых в электронных устройствах. Несмотря на то, что в основном конденсаторы интегрального типа, эта статья полностью посвящена объяснению различных конденсаторов.0003 типы конденсаторов , их использование, условное обозначение и применение.

Чтобы быть ясным и точным, конденсатор — это устройство, которое хранит электрический заряд, имеющее одну или несколько пар проводников, разделенных изолятором/диэлектрическим веществом. Диэлектрические вещества — это пластины, которые используются для накопления заряда, где одна пластина хранит положительный заряд, а другая — отрицательный.

Величина конденсатора измеряется в форме емкости, и этот термин определяется как отношение между зарядом «Q» и приложенным напряжением «V». Это представлено как

Емкость = Q/V

Где

‘Q’ рассчитано в кулонах

‘C’ рассчитано в фарадах

‘V’ рассчитано в вольтах

Итак, это основное информация о конденсаторе. Теперь дайте нам знать типы конденсаторов.

Типы конденсаторов

Существует множество типов конденсаторов, различающихся по стилю, формату, производству, длине, обхвату и многим другим аспектам. Но каждый тип имеет свои преимущества и недостатки. Следовательно, более необходимо знать, как работает каждый тип, чтобы можно было выбрать правильный тип It для требуемого приложения.

Существует множество вариантов, в том числе фиксированный/переменный, с выводами, без выводов и многие другие. Итак, с учетом всех этих соображений, классификация конденсаторов показана на рисунке ниже.

Сегодня некоторые из этих типов конденсаторов обсуждаются ниже.

Диэлектрический конденсатор

Эти конденсаторы относятся к классу переменных типов. Здесь для устройства необходима постоянная емкость для настройки транзисторных радиоприемников, передатчиков и приемников. Это многопластинчатые воздухоразделительные типы, состоящие как из статических (рассматриваемых как лопасти статора), так и подвижных пластин (рассматриваемых как лопасти ротора). Лопасти ротора вращаются между неподвижными пластинами, и вращение определяет полное значение емкости.

Когда и неподвижная, и подвижная пластины плотно соединены между собой, то прибор показывает максимальное значение емкости. Эти устройства с высоковольтной настройкой имеют больше воздушного пространства между пластинами, так что напряжение пробоя достигает нескольких тысяч вольт.

Пленочный конденсатор

Пленочные конденсаторы также называются пленочными диэлектрическими конденсаторами, конденсаторами из пластиковой пленки или полимерной пленкой. Преимущество использования этих конденсаторов в электрических цепях заключается в их экономичности. В этом устройстве используется тонкое диэлектрическое вещество, а другая сторона конденсатора металлизирована. Пленочные конденсаторы, исходя из необходимости, монтируются в тонкую пленку. Напряжение этого устройства находится в диапазоне от 50 В до 2 кВ, а емкость находится в диапазоне от 5 пФ до 100 мкФ. Обозначение пленочного конденсатора показано ниже:

Обозначение пленочного конденсатора

В зависимости от диэлектрического материала, используемого в устройстве, эти пленочные конденсаторы подразделяются на следующие категории:

• Тип поверхностного монтажа
• Радиальный тип
• Амортизатор повышенной прочности
• Аксиальный тип

Использование

• Использование в качестве предохранительных конденсаторов и электромагнитных помех
• Работает в сфере энергетики
• Они находят применение для повышения коэффициента мощности устройства
• Используется для защиты устройств от внезапных и быстрых скачков напряжения

Керамические конденсаторы

Само название говорит о том, что в устройстве используется диэлектрическое вещество керамического типа. Этот диэлектрик предлагает такие характеристики, как минимальный коэффициент потерь, хороший уровень стабильности, но это зависит от типа используемой керамики. Как правило, керамические диэлектрики не обеспечивают высоких уровней емкости на единицу объема, и из-за этого емкость колеблется от нескольких пикофарад до 0,1 мкФ.

Керамические конденсаторы доступны в обычных устройствах с выводами и проходных вариантах, но наиболее используемой формой является конденсатор для поверхностного монтажа, который можно назвать MLCC (многослойный керамический конденсатор).

Кроме того, в зависимости от температурного диапазона, температурного дрейфа и допуска керамические конденсаторы подразделяются на следующие категории:

• Класс 1 — Тип конденсаторов класса 1 имеет высокий уровень стабильности и более линейные свойства.
• Класс 2 — Типы конденсаторов класса 2 обладают высокой объемной эффективностью, но уровни стабильности и точности не являются хорошими.
• Class 3 – Конденсаторы класса 3 также обладают высоким объемным КПД, но уровень стабильности и коэффициент рассеяния не очень хороши.

Применение

• Керамические конденсаторы в основном используются в печатных платах, а также для требований высокой плотности
• Также используется для многих общих приложений, поскольку они неполярны.
• Используется в двигателях постоянного тока, потому что они полезны для минимизации уровней радиочастотного шума
• Используется в передающих станциях, где реализованы резонансные контуры

Полипропиленовый конденсатор

Этот конденсатор относится к категории пленочных конденсаторов, и здесь в качестве диэлектрического материала используется очень тонкая пластиковая пленка, которой является полипропилен. В основном эти конденсаторы доступны в виде компонентов с выводами, но не широко используются по сравнению с другими конденсаторами типа , , но имеют свое собственное применение в различных схемах.

Полипропиленовые конденсаторы обладают очень минимальным коэффициентом рассеяния, низкой емкостью и минимальным уровнем влагопоглощения.

Использование

Конденсаторы из полипропилена применяются в основном во многих областях электроники, а приложения:

• Используются в схемах точной синхронизации и накопления энергии
• Применяется в балластных системах освещения
• Применяются также в резонансных и импульсных разрядных цепях, имеющих высокочастотные уровни
• Используется также для аудиоприложений

Конденсаторы переменной емкости

Для конденсаторов переменной емкости значение емкости изменяется механическим движением. В общем, есть в основном два типа переменных конденсаторов, а именно:

Тип настройки — используется для непрерывной настройки цепи генератора в радио или другой настраиваемой цепи.

Подстроечный резистор Тип – это небольшой тип конденсатора переменной емкости, который обычно используется для внутреннего регулирования цепи однократного генератора.

В конденсаторах этого типа используется механическая конструкция для изменения расстояния между пластинами конденсатора и регулировки площади перекрывающейся поверхности пластин. В переменных конденсаторах в качестве диэлектрика используется воздух. Символ переменного конденсатора показан ниже:

Различные типы конденсаторов переменного типа

Электролитические конденсаторы

Использование электролитических конденсаторов в основном связано с их высокими значениями емкости. Здесь в качестве катода используется полужидкий раствор электролита типа крема/желе, что означает второй электрод. Диэлектрическое вещество, которое здесь используется, представляет собой тонкий оксидный слой. Благодаря минимальной толщине изоляционного материала конденсаторы с высокими значениями емкости могут быть разработаны с минимальным расстоянием между пластинами. Символ электролитического конденсатора:

Обозначение электролитического конденсатора

В этом типе конденсаторов, в основном, все они поляризованы по своей природе, что соответствует тому постоянному напряжению, которое подается на клемму, должно быть соответствующей полярности. При неправильной полярности изолирующий оксидный слой разрушается, что приводит к повреждению устройства.

Электролитические конденсаторы обычно используются в источниках питания постоянного тока из-за их высокой емкости, а также их минимальные размеры способствуют снижению уровня пульсаций напряжения. Но недостатком использования этих конденсаторов является их минимальное номинальное напряжение.

Классификация электролитических конденсаторов:

• Тип алюминия — здесь в качестве диэлектрического материала используется оксид алюминия
• Тип тантала – здесь пятиокись тантала используется в качестве диэлектрического материала
• Тип ниобия – здесь пятиокись ниобия используется в качестве диэлектрического материала

Применение

• В основном используются для приложений с высокой емкостью
• Используется в качестве фильтрующего оборудования для уменьшения пульсаций напряжения
• Используется в устройствах усиления звука для снижения уровня шума

Серебряный слюдяной конденсатор

Эти конденсаторы обладают повышенной точностью, надежностью и стабильностью. Они доступны при минимальных значениях и в основном реализуются на высоких частотах, повышенных значениях добротности и минимальной вариации конденсатора. Преимущества использования серебряно-слюдяных конденсаторов:

• Повышенная стабильность за счет минимального емкостного расстояния
• Герметичное окружение исключает осложнение коррозии и окисления пластин
• Обладает высокой емкостью на единицу объема
• Устройства могут работать без зажимного механизма

Даже плюсов у этих конденсаторов больше, они не более распространены из-за высокой цены и тяжелого веса. Использование чрезвычайно высокого уровня изменения состава исходного вещества делает устройство более дорогим. В то время как производители схем используют конденсаторы из серебряной слюды для целей высокой мощности, таких как усилители, радиопередатчики, потому что другие керамические / фарфоровые конденсаторы не обладают способностью выдерживать большие мощности и тепло.

Рабочий диапазон напряжения находится в пределах от 100 В до 10 кВ, значение емкости находится в диапазоне от нескольких пикофарад до нескольких нанофарад, а температурный коэффициент составляет 50 ppm/ ⁰ C.

Бумажный конденсатор

Также обозначается как постоянный конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется бумага, а величина накопленного заряда постоянна. Устройство состоит из двух пластин и бумаги, расположенной между двумя металлическими пластинами. Символ бумажного конденсатора показан ниже:

Обозначение бумажного конденсатора

Применение

• Используется для фильтрации помех и для соединения/развязки систем
• Они используются для обеспечения дополнительной мощности усилителей и используются в аудиосистемах
• Бумажные конденсаторы также используются в датчиках уровня топлива, влажности и многих других.

Перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о конденсаторах MCQ.

Сравнение различных типов конденсаторов

Тип конденсатора	Диэлектрический материал	Относительная диэлектрическая проницаемость рассчитана для частоты 1 кГц	Самая высокая диэлектрическая прочность
Керамика класса 1	Параэлектрический	Диапазон от 12 до 40	Менее 100
Керамика класса 2	Сегнетоэлектрик	Диапазоны от 200 до 14000	Менее 35
Бумага	Бумага	Диапазон от 3,5 до 5,5	60
Алюминий электролитического типа	Ал 2 О 3	9,6	710
Тантал электролитического типа	Та 2 О 5	26	625
Стекло	Стекло	Диапазон от 5 до 10	450
Вакуум	Вакуум	1	40
Суперконденсаторы	Двойной слой Гельмгольца		5000
Пленочные конденсаторы	Политетрафторэтилен	2,0	250
Слюдяные конденсаторы	Слюда	Диапазон от 5 до 8	118

Итак, это все о концепции различных типов конденсаторов. В этой статье представлено краткое описание нескольких типов конденсаторов, таких как керамические, электролитические, бумажные, переменные, слюдяные и многие другие типы конденсаторов. Также знаете, какие есть другие типы, такие как Power Film, двухслойные и многие другие?

Полное руководство по конденсаторам: все, что вам нужно знать

Конденсаторы являются важной частью электронных схем, которые могут накапливать электрическую энергию и заряд. Они широко используются в электронике, энергетических системах и других приложениях благодаря своим уникальным свойствам. Конденсаторы просты по конструкции и могут быть различных форм и размеров, что делает их универсальными компонентами.

 Различные типы конденсаторов. (Источник изображения: Википедия) 

Как работают конденсаторы

Конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных диэлектрическим материалом. Когда на конденсатор подается напряжение, на его пластинах накапливается электрический заряд. Количество электрического заряда, которое может храниться в конденсаторе, определяется емкостью конденсатора. Емкость конденсатора зависит от площади пластин, расстояния между пластинами и типа используемого диэлектрического материала.

Емкость измеряется в фарадах (Ф), где одна фарад определяется как количество заряда, необходимое для создания разности потенциалов в один вольт на конденсаторе. Заряд, который может хранить конденсатор, пропорционален напряжению на его пластинах.

Когда на конденсатор подается напряжение, ток течет от источника напряжения к пластинам конденсатора. По мере зарядки конденсатора ток постепенно уменьшается, пока не достигнет нуля. Как только конденсатор полностью заряжен, он перестает принимать ток, и напряжение на конденсаторе остается постоянным.

Если напряжение на конденсаторе изменится, конденсатор будет либо заряжаться, либо разряжаться, пока не достигнет нового напряжения. Время, необходимое для зарядки или разрядки конденсатора, определяется емкостью конденсатора и сопротивлением цепи.

Типы конденсаторов

Доступны различные типы конденсаторов, каждый из которых имеет свои уникальные свойства и используется для определенных приложений. Вот некоторые распространенные типы конденсаторов:

1. Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы являются наиболее распространенным типом доступных конденсаторов. Они дешевы и легко доступны в различных формах и размерах. Керамические конденсаторы имеют высокую емкость на единицу объема и подходят для высокочастотных приложений, таких как фильтрация, настройка и развязка.

Керамические конденсаторы имеют керамический диэлектрический материал между пластинами, и они не поляризованы. Они имеют низкую устойчивость и доступны в различных классах в зависимости от их диэлектрического материала.

 Различные типы керамических конденсаторов. (Источник изображения: EE Power) 

2. Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы — это поляризованные конденсаторы, то есть они имеют положительный и отрицательный выводы. Они используются в приложениях, требующих высокой емкости, таких как источники питания и аудиоусилители. Электролитические конденсаторы имеют электролит в качестве диэлектрического материала, который может быть жидким или твердым.

Они имеют более высокую устойчивость по сравнению с керамическими конденсаторами, а их емкость чувствительна к температуре, что делает их менее подходящими для высокочастотных приложений.

 Электролитические конденсаторы (Источник изображения: Components101)
 

3. Пленочные конденсаторы

В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрического материала между пластинами используется тонкая пленка металла или металлизированного пластика. Они подходят для высокопроизводительного аудио- и видеооборудования, поскольку обладают высокой точностью и низким уровнем искажений.

Пленочные конденсаторы имеют меньшую емкость на единицу объема по сравнению с керамическими и электролитическими конденсаторами, что делает их менее подходящими для приложений с высокой емкостью. Они неполяризованы и доступны в различных классах в зависимости от их диэлектрического материала.

 Пленочные конденсаторы (Источник изображения: Components101) 

4. Танталовые конденсаторы

Танталовые конденсаторы аналогичны электролитическим конденсаторам, но имеют более высокую емкость на единицу объема. Они используются в приложениях, требующих высокой емкости в небольшом корпусе, таких как сотовые телефоны и портативная электроника.

Танталовые конденсаторы поляризованы и имеют более высокую устойчивость по сравнению с электролитическими конденсаторами. Они чувствительны к перенапряжению и могут выйти из строя, если напряжение превысит максимально допустимое значение.

 Танталовые конденсаторы (Источник изображения: EE Power) 

5. Суперконденсаторы

   Суперконденсаторы, также известные как ультраконденсаторы или двухслойные конденсаторы, представляют собой конденсаторы большой емкости, способные накапливать значительное количество заряда. Они обычно используются в приложениях, требующих высокой удельной мощности, таких как электромобили и системы возобновляемой энергии.

   Суперконденсаторы используют активированный уголь в качестве диэлектрического материала, который обеспечивает большую площадь поверхности для накопления заряда. Они имеют низкую емкость на единицу объема, но могут хранить большее количество энергии на единицу массы по сравнению с другими типами конденсаторов.

 Суперконденсаторы (Источник изображения: Skeleton Technologies) 

Применение конденсаторов

Конденсаторы используются в самых разных областях, от простых схем до сложных электронных систем. Вот некоторые распространенные области применения конденсаторов:

1. Блоки питания

Блоки питания оснащены конденсаторами для фильтрации помех и стабилизации напряжения. Они накапливают энергию и выделяют ее при падении напряжения, обеспечивая постоянное и стабильное выходное напряжение.

2. Аудиооборудование

Аудиооборудование, такое как усилители и динамики, использует конденсаторы для фильтрации шума и улучшения качества звука. Они используются в цепях кроссовера для разделения высокочастотных и низкочастотных сигналов и в цепях управления тоном для регулировки тона звука.

3. Временные цепи

Временные цепи для управления скоростью заряда и разряда цепи используют конденсаторы. Они используются в генераторах и таймерах для получения точного и стабильного сигнала синхронизации.

4. Пускатели двигателей

Конденсаторы используются в пускателях двигателей для обеспечения высокого пускового момента двигателя. Они накапливают энергию и высвобождают ее при запуске двигателя, обеспечивая необходимый крутящий момент для запуска двигателя.

5. Освещение

В осветительных цепях, таких как люминесцентные и светодиодные лампы, используются конденсаторы для улучшения коэффициента мощности и эффективности цепи. Они накапливают энергию и высвобождают ее для компенсации реактивной мощности в цепи, снижая общее энергопотребление.

6. Компьютеры и электроника

Компьютеры и другая электроника стабилизируют напряжение питания и фильтруют помехи с помощью конденсаторов. Они обычно используются в схемах материнских плат, блоках питания и графических картах для повышения производительности и надежности системы.

7. Автомобильные приложения

Конденсаторы используются в различных автомобильных устройствах, таких как системы зажигания, силовая электроника и освещение. Они обеспечивают высокую удельную мощность и надежность в суровых условиях эксплуатации, таких как высокие температуры и вибрация.

8. Медицинские устройства

Медицинские устройства, такие как имплантируемые устройства, диагностическое оборудование и электронные мониторы, используют конденсаторы. Они обеспечивают большой запас энергии и низкий импеданс в малых форм-факторах, обеспечивая миниатюризацию и высокую производительность.

9. Аэрокосмическая и оборонная промышленность

Аэрокосмическая и оборонная промышленность включает навигационные системы, оборудование связи и системы наведения ракет. Они обеспечивают высокую надежность и производительность в экстремальных условиях эксплуатации, таких как большая высота, радиация и температура.

10. Системы возобновляемой энергии

Системы возобновляемой энергии, такие как солнечные и ветряные электростанции, накапливают энергию и обеспечивают ее кондиционирование, в котором используются конденсаторы. Они также помогают стабилизировать напряжение и частоту выходной мощности, обеспечивая надежность и эффективность операция.

Поиск и устранение неисправностей конденсаторов

Конденсаторы могут выйти из строя по разным причинам, таким как перенапряжение, температура и старение.

Выход из строя конденсатора может привести к неисправности цепи или даже к повреждению ее компонентов. Вот некоторые распространенные методы устранения неполадок для конденсаторов:

1. Визуальный осмотр

Осмотрите конденсатор на наличие любых признаков повреждения, таких как вздутие, утечка или обесцвечивание. Если конденсатор поврежден, замените его новым.

2. Измерение емкости

Используйте измеритель емкости для измерения емкости конденсатора. Если емкость значительно ниже номинального значения, конденсатор, скорее всего, вышел из строя и нуждается в замене.

3. Измерение ESR

Используйте измеритель ESR для измерения эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора. Если ESR значительно выше номинального значения, вероятно, вышел из строя конденсатор и его необходимо заменить.

4. Анализ цепи

Проанализируйте цепь, чтобы определить, не является ли конденсатор причиной неисправности. Если есть подозрение, что конденсатор неисправен, замените его новым и снова проверьте цепь.

5. Старение

Конденсаторы могут выйти из строя из-за старения, особенно электролитические конденсаторы. Замените электролитические конденсаторы, которым больше десяти лет, даже если кажется, что они работают правильно.

6. Номинальное напряжение

Проверьте номинальное напряжение конденсатора, чтобы убедиться, что оно соответствует схеме. Если номинальное напряжение слишком низкое, конденсатор может выйти из строя из-за перенапряжения.

7. Температура

Проверьте номинальную температуру конденсатора, чтобы убедиться, что она соответствует условиям эксплуатации. Если номинальная температура слишком низкая, конденсатор может выйти из строя из-за перегрева.

8. Поляризация

Проверьте полярность конденсатора, особенно электролитических, чтобы убедиться, что он правильно установлен в цепи. Если конденсатор установить задом наперёд, это может привести к неисправности схемы или даже к повреждению компонентов схемы.

9. Утечка

Проверьте ток утечки конденсатора, чтобы убедиться, что он находится в допустимых пределах. Если ток утечки слишком велик, конденсатор может выйти из строя из-за самонагрева и сокращения срока службы.

10. Старение и износ

Конденсаторы могут со временем изнашиваться из-за таких факторов, как температура, влажность и рабочее напряжение. Замените конденсаторы с истекшим сроком службы, даже если кажется, что они работают правильно.

Заключение

Конденсаторы являются важными электронными компонентами, используемыми в широком диапазоне применений, от источников питания до звукового оборудования и не только. Понимание основ работы конденсаторов, различных доступных типов конденсаторов и их применения может помочь вам более эффективно проектировать электронные схемы и устранять неполадки.