где плюс, где минус по внешнему виду

Многие виды электрических конденсаторов полярности не имеют и поэтому их включение в схему не представляет трудностей. Электролитические накопители заряда составляют особый класс, т.к. имеют положительные и отрицательные выводы, поэтому при их подключении часто возникает задача — как определить полярность конденсатора.

Как определить полярность электролитического конденсатора?

Существует ряд способов, как проверить расположение плюса и минуса на корпусе устройства. Полярность конденсатора определяется следующим образом:

• по маркировке, т.е. по нанесенным на его корпус надписям и рисункам;
• по внешнему виду;
• с помощью универсального измерительного прибора — мультиметра.

Важно правильно определить положительные и отрицательные контакты, чтобы после монтажа при подаче напряжения схема не вышла из строя.

По маркировке

Маркировка накопителей заряда, в том числе электролитических, зависит от страны, компании-производителя и стандартов, которые со временем меняются. Поэтому вопрос о том, как определить полярность на конденсаторе, не всегда имеет простой ответ.

Обозначение плюса конденсатора

На отечественных советских изделиях обозначался только положительный контакт — знаком «+». Этот знак наносился на корпус рядом с положительным выводом. Иногда в литературе плюсовой вывод электролитических конденсаторов называют анодом, поскольку они не только пассивно накапливают заряд, но и применяются для фильтрации переменного тока, т.е. обладают свойствами активного полупроводникового прибора. В ряде случаев знак «+» ставят и на печатной плате, вблизи от положительного вывода размещенного на ней накопителя.

На изделиях серии К50-16 маркировку полярности наносят на дно, выполненное из пластмассы. У других моделей серии К50, например К50-6, знак «плюс» нанесен краской на нижнюю часть алюминиевого корпуса, рядом с положительным выводом. Иногда по низу также маркируются изделия импортные, произведенные в странах бывшего социалистического лагеря. Современная отечественная продукция отвечает общемировым стандартам.

Маркировка конденсаторов типа SMD (Surface Mounted Device), предназначенных для поверхностного монтажа (SMT — Surface Mount Technology), отличается от обыкновенной. Плоские модели имеют черный или коричневый корпус в виде маленькой прямоугольной пластины, часть которой у положительного вывода закрашена серебристой полосой с нанесенным на нее знаком «плюс».

Обозначение минуса

Принцип маркировки полярности импортных изделий отличается от традиционных стандартов отечественной промышленности и состоит в алгоритме: «чтобы узнать, где плюс, сначала нужно найти, где минус». Местоположение отрицательного контакта показывают как специальные знаки, так и цвет окраски корпуса.

Например, на черном цилиндрическом корпусе на стороне отрицательного вывода, иногда называемого катодом, нанесена светло-серая полоса по всей высоте цилиндра. На полосе напечатана прерывистая линия, или вытянутые эллипсы, или знак «минус», а также 1 или 2 угловые скобки, острым углом направленные на катод. Модельный ряд с другими номиналами отличается синим корпусом и бледно-голубой полосой на стороне отрицательного контакта.

Применяют для маркировки и другие цвета, следуя общему принципу: темный корпус и светлая полоса. Такая маркировка никогда полностью не стирается и поэтому всегда можно уверенно определить полярность «электролита», как для краткости на радиотехническом жаргоне называют электролитические конденсаторы.

Корпус емкостей SMD, изготовленных в виде металлического алюминиевого цилиндра, остается неокрашенным и имеет естественный серебристый цвет, а сегмент круглого верхнего торца закрашивается интенсивным черным, красным или синим цветом и соответствует позиции отрицательного вывода. После монтажа элемента на поверхность печатной платы частично закрашенный торец корпуса, указывающий полярность, хорошо просматривается на схеме, поскольку по сравнению с плоскими элементами имеет большую высоту.

На поверхность платы наносится соответствующее маркировке обозначение полярности цилиндрического SMD-прибора: это окружность с заштрихованным белыми линиями сегментом, где располагается отрицательный контакт. Однако следует учесть, что некоторые фирмы-производители предпочитают белым цветом отмечать положительный контакт прибора.

По внешнему виду

Если маркировка стерлась или неясна, то определение полярности конденсатора иногда возможно путем анализа внешнего вида корпуса. У многих емкостей с расположением выводов на одной стороне и не подвергавшихся монтажу плюсовая ножка длиннее, чем отрицательная. Изделия марки ЭТО, ныне устаревшие, имеют вид 2 цилиндров, поставленных друг на друга: большего диаметра и небольшой высоты, и меньшего диаметра, но существенно более высокий. Контакты расположены по центру торцов цилиндров. Положительный вывод смонтирован в торце цилиндра большего диаметра.

У некоторых мощных электролитов катод выведен на корпус, который соединен пайкой с шасси электрической схемы. Соответственно, положительный вывод изолирован от корпуса и расположен на его верхней части.

Полярность широкого класса зарубежных, а теперь и отечественных электролитических конденсаторов, определяется по светлой полосе, ассоциированной с отрицательным полюсом прибора. Если же ни по маркировке, ни по внешнему виду полярность электролита определить нельзя, то и тогда задача «как узнать полярность конденсатора» решается путем применения универсального тестера — мультиметра.

С помощью мультиметра

Перед проведением экспериментов важно собрать схему так, чтобы испытательное напряжение источника постоянного тока (ИП) не превышало 70-75% от номинала, указанного на корпусе накопителя или в справочнике. Например, если электролит рассчитан на 16 В, то ИП должен выдавать не более 12 В. Если номинал электролита неизвестен, начинать эксперимент следует с малых значений в диапазоне 5-6 В, и затем постепенно повышать напряжение на выходе ИП.

Конденсатор должен быть полностью разряжен — для этого нужно соединить его ножки или выводы накоротко на несколько секунд металлической отверткой или пинцетом. Можно подключить к ним лампу накаливания от карманного фонарика, пока она не потухнет или резистор. Затем следует внимательно осмотреть изделие — на нем не должно быть повреждений и вздутий корпуса, особенно защитного клапана.

Потребуются следующие устройства и компоненты:

• ИП — батарея, аккумулятор, блок питания компьютера или специализированное устройство с регулируемым выходным напряжением;
• мультиметр;
• резистор;
• монтажные принадлежности: паяльник с припоем и канифолью, бокорезы, пинцет, отвертка;
• маркер для нанесения знаков полярности на корпус проверяемого электролита.

Затем следует собрать электрическую схему:

• параллельно резистору с помощью «крокодилов» (т.е. щупов с зажимами) присоединить мультиметр, настроенный на измерение постоянного тока;
• плюсовую клемму ИП соединить с выводом резистора;
• другой вывод резистора соединить с контактом емкости, а ее 2 контакт присоединить к минусовой клемме ИП.

Если полярность подключения электролита правильная, мультиметр ток не зафиксирует. Т.о., контакт, соединенный с резистором, будет плюсовым. В противном случае мультиметр покажет наличие тока. В этом случае с минусовой клеммой ИП был соединен плюсовой контакт электролита.

Другой способ проверки отличается тем, что мультиметр, параллельно подключенный к сопротивлению, переводится в режим измерения постоянного напряжения. В этом случае при правильном подключении емкости прибор покажет напряжение, величина которого затем будет стремиться к нулю. При неправильном подключении напряжение сначала будет падать, но потом зафиксируется на ненулевой величине.

Согласно 3 способу прибор, измеряющий постоянное напряжение, присоединяется параллельно не сопротивлению, а проверяемой емкости. При правильном подключении полюсов емкости напряжение на ней достигнет величины, выставленной на ИП. Если же минус ИП будет соединен с плюсом емкости, т.е. неправильно, напряжение на конденсаторе поднимется до значения, равного половине величины, выдаваемой ИП. Например, если на клеммах ИП 12 В, то на емкости будет 6 В.

После окончания проверок емкость следует разрядить так же, как и в начале эксперимента.

Простой способ проверки полярности электролитического конденсатора амперметром и БП.

Как правило электролитические конденсаторы на самом корпусе имеют обозначения, где у него плюс, а где минус. В большинстве случаев возле минуса конденсатора стоит графический значок минуса. Хотя реже обозначен плюс. Но вот если в руки попался конденсатор электролит, у которого данное обозначение залито краской, клеем, или оно сильно потерто, и обозначение полюса не видно, либо оно не явное (как было у меня), но сам конденсатор при этом полностью рабочий и подходит по своим характеристикам. Тут проблему неизвестных полюсов легко можно решить простыми средствами, а именно с помощью обычного блока питания и амперметра.

Итак, основная идея выявления, где и какие полюса на электролитическом конденсаторе заключается в следующем. При правильном подключении конденсатора к источнику напряжения (когда плюс и минус элемента совпадает с плюсом и минусом блока питания) через компонент ток будет проходит кратковременно, лишь в момент заряда конденсатора. Когда же мы полярный конденсатор электролит подключаем к источнику напряжения неправильно (минус на плюс, а плюс на минус), то возникают увеличенные токи утечки, которые достигают единиц, а то и вовсе сотен миллиампер. Именно по этому току утечки мы и поймем, правильно или неправильно подключен наш тестируемый конденсатор к источнику напряжения.

Для проверки полярности конденсатора электролита понадобится всего три вещи (блок питания, амперметр, сам проверяемый конденсатор). Итак, берем обычный блок питания, и идеальным вариантом будет именно лабораторный блок питания с возможностью регулировки выходного напряжения. Используемое напряжение должно быть около 9 вольт, хотя для конденсаторов малой емкости напряжение уже должно быть не менее 12 вольт. Мощность блока питания для проверки полярности конденсатора особо роли не играет. То есть, подойдет абсолютно любой БП мощности с подходящим напряжением.

Далее нам понадобится амперметр, который должен измерять силу постоянного тока в диапазоне от сотен микроампер до сотен миллиампер. К примеру, на моем самодельном лабораторном блоке питания уже установлен вольтметр и амперметр, по которым я и ориентировался при проверки полярности электролитических конденсаторов. Хотя берем просто обычный мультиметр, где имеется функция измерения постоянного тока. Стоит учитывать, что токи утечки будут разные у разных емкостей конденсаторов. Например, при проверки конденсатора емкостью 10 000 мкф на 25 вольт токи утечки при обратном подключении составляли около 30 мА. У конденсатора на 1000 мкф они уже были около 8 мА, а у емкости 1 мкф ток был около 1 мА. Но в разных случаях величина тока будет различная, и может вовсе не соответствовать моим примерам. Главное, что ток утечки при неправильном подключении конденсатора к источнику напряжения будет гораздо больше, чем в случае правильного подключения.

Еще вы можете столкнуться с такой штукой. При измерении тока утечки его величина может быть не постоянной, а начать постепенно увеличиваться все больше и больше. Ну, как бы это не считаю нормальным и предлагаю такие конденсаторы более лучше проверить на их целостность и пригодность. Для этого хорошо иметь под рукой тестер конденсаторов и проверить элемент на его основные рабочие параметры (емкость, ESR, внутреннее сопротивление и т.д.). Хотя, пожалуй, будет лучше если вы отложите в сторону такой конденсатор и вместо него найдете заведомо полностью рабочий. Это вас точно обезопасит от вероятности непригодного элемента.

Теперь что касается электробезопасности при проведении подобных тестов электролитических конденсаторов. Нужно понимать, что неправильное подключение электролитического конденсатора к достаточно большому напряжению легко может спровоцировать его выход из строя, вплоть до возникновения взрыва. Когда мы измеряем массивные конденсаторы (например 10 000 мкф), то вероятность взрыва минимальна. Но вот когда мы в руки берем конденсатор электролит с емкостью около 1 мкф и рассчитанного на малое напряжение (например 10 В), и подаем на него 12 вольт, да еще и неправильную полярность, то буквально в течении 10 секунд этот элемент может просто взорваться у нас в руках. А при взрыве его внутренности (куски фольги) легко могут повредить ваши глаза. Так что при измерении подобных конденсаторов, во первых подумайте о важности этой проверки (возможно проще и безопасней будет просто купить, приобрести заведомо нормальный конденсатор с известными полюсами), во вторых обезопасьте себя защитными очками, и в третьих, производить такое неправильное подключение конденсатора к блоку питания нужно кратковременно (не более 1-2 секунд).

Видео по этой теме:

P.S. Случаи, когда не видно маркировку полюсов электролитических конденсаторов крайне редки. Допустим в моем случае на боку конденсатора электролита была характерная для минуса полоса, но на ней не изображался сам синус. И у меня возникли сомнения, а действительно это минусовой полюс конденсатора. После вышеописанной проверки я точно убедился, что это был все-таки минусовой вывод. Либо иногда обозначение может быть просто замазано краской, клеем, термопастой и т.д. Так что очень редко, но все же приходится проверять электролитические конденсаторы на их полярность.

Как определить полярность электролитического конденсатора

Электролитический конденсатор является необычным электронным компонентом, сочетающим в себе свойства пассивного элемента и полупроводникового прибора. В отличие от обычного конденсатора, он является полярным элементом.

У электролитических конденсаторов отечественного производства, выводы которых расположены радиально или аксиально, для определения полярности найдите знак плюса, расположенный на корпусе. Тот из выводов, ближе к которому он расположен, является положительным. Аналогичным образом промаркированы и некоторые старые конденсаторы чешского производства.

Конденсаторы коаксиальной конструкции, у которых корпус рассчитан на соединение с шасси; обычно предназначены для использования в фильтрах анодного напряжения устройств, выполненных на лампах. Поскольку оно является положительным, минусовая обкладка у них в большинстве случаев выведена на корпус, а плюсовая — на центральный контакт. Но из этого правила могут быть и исключения, поэтому в случае любых сомнений поищите на корпусе прибора маркировку (обозначение плюса или минуса) либо, при отсутствии таковой, проверьте полярность способом, описанным ниже.

Особый случай возникает при проверке электролитических конденсаторов типа К50-16. Такой прибор имеет пластмассовое дно, а маркировка полярности размещена прямо на нем. Иногда знаки минуса и плюса расположены таким образом, что выводы проходят прямо через их центры.

Конденсатор устаревшего типа ЭТО непосвященный может принять за диод. Обычно полярность на его корпусе указана способом, описанным в шаге 1. При отсутствии маркировки знайте, что вывод, расположенный со стороны утолщения корпуса, подключен к положительной обкладке. Ни в коем случае не разбирайте такие конденсаторы — в них содержатся ядовитые вещества!

Полярность современных электролитических конденсаторов импортного производства, независимо от их конструкции, определяйте по полосе, расположенной рядом с минусовым выводом. Она нанесена цветом, контрастным к цвету корпуса, и является прерывистой, т.е. как бы состоит из минусов.

Для определения полярности конденсатора, не имеющего маркировки, соберите цепь, состоящую из источника постоянного напряжения в несколько вольт, резистора на один килоом и микроамперметра, соединенных последовательно. Полностью разрядите прибор, и лишь затем включите в эту цепь. После полной зарядки прочитайте показания прибора. Затем отключите конденсатор от цепи, снова полностью разрядите, включите в цепь, дождитесь полной зарядки и прочитайте новые показания. Сравните их с предыдущими. При подключении в правильной полярности утечка заметно меньше.

Сухой электролитический конденсатор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Сухой электролитический конденсатор

Cтраница 3

Наиболее широко в производстве сухих электролитических конденсаторов для формовки при всех напряжениях применяются растворы борной кислоты с добавками буры, боратов аммония или аммиака. В этих электролитах изменение напряжения искрения и электропроводности при изменении напряжения формовки достигается варьированием концентрации борной кислоты и щелочных добавок.  [31]

Минимальная температура, при которой сухой электролитический конденсатор считают работоспособным, это температура, при которой его емкость снижается не более чем в 2 раза по сравнению с емкостью, измеренной при температуре 25 С. Эта температура имеет следующие значения: для конденсаторов К50 — 6 и К50 — 7 — минус 10 С; для конденсаторов К50 — 3 и К50 — ЗБ — минус 40 С; для конденсаторов К50 — ЗА — минус 60 С.  [32]

В отличие от мокрого, сухие электролитические конденсаторы укрепляются при сборке обычно кверху анодным выводом. Секции сухих электролитических конденсаторов аналогичны бумажным. Разница состоит лишь в том, что один лист фольги имеет на своей поверхности окисную пленку. Для повышения влагостойкости секции сверху заливаются слоем битума.  [34]

В наиболее ответственных случаях секции сухих электролитических конденсаторов герметизируются в металлических корпусах с впаянными стеклянными изоляторами.  [35]

Наиболее часто для заливки секций сухих электролитических конденсаторов в корпусах применяются массы на основе битума.  [36]

Зависимость емкости и угла потерь сухих электролитических конденсаторов от частоты.  [37]

В настоящее время разработаны образцы жидкостных и сухих электролитических конденсаторов

с танталовыми анодами.  [38]

Рабочие электролиты, применяемые в сухих электролитических конденсаторах, весьма разнообразны по химическому составу и физическим свойствам.  [40]

В первые годы после организации производства сухих электролитических конденсаторов в качестве растворителя для рабочих электролитов применялся глицерин, однако позднейшие разработки показали, что электролиты на основе этиленгликоля отличаются значительно меньшей температурной зависимостью вязкости и удельного сопротивления, вследствие чего обеспечивают работу конденсаторов в более широком интервале температур.  [41]

Наиболее существенным фактором, определяющим старение сухих электролитических конденсаторов, является изменение состава рабочего электролита при длительной эксплуатации.  [43]

В подавляющем большинстве случаев срок службы сухого электролитического конденсатора ограничивается временем разрушения анодного вывода в этом месте.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Проверка и замена пускового конденсатора

 

Для чего нужен пусковой конденсатор?

Пусковой и рабочий конденсаторы служат для запуска и работы элетродвигателей работающих в однофазной сети 220 В.

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки — между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя. 

Условное обозначение конденсаторов на схемах

 

Графическое обозначение на схеме показано на рисунке, буквенное обозначение-С  и порядковый номер по схеме.

 

Основные параметры конденсаторов

 

Ёмкость конденсатора-характеризует энергию,которую способен накопить конденсатор,а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Самые используемые номиналы для рабочих и пусковых конденсаторов от 1 мкФ (μF) до 100 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора- напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры.

Известные производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах,например:

• 400 В — 10000 часов
• 450 В —  5000 часов
• 500 В —  1000 часов

 

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

 

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку мультиметром.

• обесточиваем кондиционер
• разряжаем конденсатор, закоротив еговыводы
• снимаем одну из клемм (любую)
• выставляем прибор на измерение ёмкости конденсаторов
• прислоняем щупы к выводам конденсатора
• считываем с экрана значение ёмкости

 

У всех приборов разное обозначение режима измерения конденсаторов, основные типы ниже на картинках.

 

В этом мультиметре режим выбирается переключателем, его необходимо поставить в режим Fcх.Щупы включить в гнёзда с обозначением Сх.

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

 

У этого измерительного прибора автоматический режим, необходимо только его выбрать, как показано на картинке.

 

Измерительный пинцет от Mastech также автоматически измеряет ёмкость, необходимо только выбрать режим кнопкой FUNC, нажимая её, пока не появится индикация F.

   

 

Для проверки ёмкости, считываем на корпусе конденсатора её значение и ставим заведомо больший предел измерения на приборе. (Если он не автоматический)

К примеру, номинал 2,5 мкФ (μF), на приборе ставим 20 мкФ (μF).

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, к примеру время измерения ёмкости 40 мкФ первым прибором — менее одной секунды, вторым — более одной минуты, так что следует ждать.

Если номинал не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

 

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

 

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс «+» и минус «-» и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения — термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов. Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

С_общ=С₁+С₂+…С_п

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Если во время замены перепутались провода, то правильное подключение можно посмотреть по схеме на корпусе или здесь: Схема подключения конденсатора к компрессору

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый. 

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65.

 

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы   этого типа CBB60, CBB61.

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

 

Как проверить твердотельный конденсатор. Как проверить работоспособность конденсатора при помощи мультиметра

Причиной поломки электротехники часто является выход из строя конденсатора. Для проведения ремонта нужно знать, как проверить конденсатор мультиметром. Из инструментов еще потребуется паяльник, поскольку деталь придется выпаивать из платы.

Полярные конденсаторы легко проверить в режиме омметра. Если сопротивление детали бесконечно большое (горит единица в левом углу), это означает, что произошел обрыв.

Тестирование емкости конденсатора

Электролитический конденсатор со временем высыхает, и его емкость изменяется. Чтобы ее измерить, нужен специальный прибор. Как проверить электролитический конденсатор мультиметром? Прибор подключается к детали, и переключателем выбирается необходимый предел измерения.

При появлении на индикаторе сигнала о перегрузке, инструмент переключается на меньшую точность. Аналогично измеряется емкость неполярных конденсаторов.

Виды неисправностей конденсаторов

• Емкость снизилась по причине высыхания.
• Повышенный ток утечки.
• Выросли активные потери в цепи.
• Пробой изоляции (замыкание обкладок).
• Обрыв внутри между обкладкой и выводом.

Визуальный контроль конденсаторов

Неисправности возникают из-за механических повреждений, перегрева, скачков напряжения и др. Чаще всего наблюдается выход из строя конденсатора по причине пробоя. Его можно увидеть по следующим дефектам: потемнению, вздутию или трещинам. У отечественных деталей при вздутии может произойти небольшой взрыв. Зарубежные конденсаторы защищены от него крестовидной прорезью на торце детали, где происходит небольшое вздутие, различимое глазом. Деталь с данной неисправностью может иметь нормальный вид, но при этом быть неработоспособной.

Для проверки элемент выпаивается из платы, иначе протестировать его невозможно. Проверку можно сделать по карте сопротивлений на плате, но для конкретной модели она не всегда имеется под рукой, даже при сервисном обслуживании.

Диагностика неисправностей неполярных конденсаторов

У неполярного конденсатора замеряется сопротивление. Если оно имеет величину меньше 2 мОм, здесь налицо неисправность (утечка или пробой). Исправная деталь обычно показывает сопротивление более 2 мОм или бесконечность. При замерах нельзя касаться щупов руками, поскольку будет измеряться сопротивление тела.

Тестирование на пробой также можно проводить в режиме проверки диодов.

Обрыв у конденсаторов малой емкости косвенным методом обнаружить невозможно. Как проверить емкость конденсатора мультиметром в подобной ситуации? Здесь нужен прибор, где есть необходимая функция.

Проверка электролитических конденсаторов

Существуют небольшие отличия, как проверить конденсатор мультиметром в режиме омметра. Полярные конденсаторы проверяются аналогично, но порог измерения у них составляет 100 кОм. Как только устройство зарядится и показание перевалит за эту величину, здесь можно судить о том, что деталь исправна.

Важно! Перед тем как проверить работоспособность конденсатора мультиметром, его следует разрядить путем соединения выводов. Высоковольтные детали из блоков питания подключаются на активную нагрузку, например через лампу накаливания. Если заряд оставить, можно испортить прибор или получить ощутимый разряд, дотронувшись до выводов руками.

К конденсатору подсоединяются щупы, показывающие рост сопротивления у исправной детали. Черный щуп с отрицательной полярностью подключается к минусовому проводнику, а красный — к положительному. На поверхности электролитического конденсатора минус обозначается белой полосой на боковой стороне.

На стрелочных приборах подобную проверку производить удобней, поскольку по скорости перемещения стрелки можно судить о величине емкости. Можно протестировать исправные детали с известными показателями и составить таблицу, по которой приблизительно определяется емкость по показаниям скорости падения напряжения.

После того, как конденсатор зарядится при тестировании (обычно до 3 В), на нем замеряется величина напряжения. Если она составляет 1 В или меньше, деталь нужно заменить, поскольку она не зарядилась. После проверки исправный конденсатор припаивается обратно, но его следует предварительно разрядить, закоротив ножки щупом.

Гарантия на электролитический конденсатор означает, что в течение заданного времени величина его емкости не выйдет за указанные пределы, обычно не превышающие 20 %. Когда срок службы превышен, деталь остается работоспособной, но величина емкости у нее другая, и ее необходимо контролировать. Как проверить конденсатор мультиметром в этом случае? Здесь емкость измеряют специальным прибором.

Обрыв трудно обнаружить с помощью омметра. Его признаком служит отсутствие изменения показаний в режиме омметра.

Как проверить конденсатор мультиметром не выпаивая

Сложность проверки конденсатора без демонтажа заключается в том, что с ним соседствуют такие элементы, как обмотки трансформаторов или индуктивности, обладающие незначительным сопротивлением постоянному току. Измерения можно производить обычным способом, когда рядом нет низкоомных деталей.

Заключение

Домашний мастер должен знать, как проверить конденсатор мультиметром. Для этого существуют прямые и косвенные методы. Не следует забывать о необходимости разрядки конденсатора перед каждым измерением.

Не знаете, как проверить конденсатор на работоспособность мультиметром? Технология проверки этого элемента схемы довольно простая, главное – уметь пользоваться тестером и соблюдать несколько простых рекомендаций. Итак, далее мы расскажем с помощью каких приборов легче всего определить исправность конденсатора и как это правильно сделать.

Подготовительные работы

Перед тем, как проверять исправность конденсатора, нужно его обязательно разрядить. Для этого лучше всего использовать обычную отвертку. Жалом Вы должны прикоснуться одновременно к двум выводам бочонка, чтобы возникла искра. После небольшой вспышки можно переходить к проверке работоспособности.

Способ №1 – Мультиметр в помощь

Если конденсатор не работает, то лучше всего проверить его работоспособность мультиметром либо цешкой. Этот прибор позволяет определить емкость «кондера», наличие обрыва внутри бочонка либо возникновение короткого замыкания в цепи. О том, мы уже Вам рассказывали, поэтому изначально рекомендуем ознакомиться с этой статьей. Если Вы умеете работать тестером, то дела обстоят гораздо проще.

Первым делом Вы должны определить, какой конденсатор находится в схеме: полярный (электролитический) или неполярный. Дело в том, что при проверке полярного изделия нужно соблюдать полярность: плюсовой щуп должен быть прижат к плюсовой ножке, а минусовой, соответственно, к минусу. В случае с неполярным вариантом детали соблюдать полярность не нужно, но и проверять его придется по другой технологии (об этом мы расскажем ниже). После того, как Вы определитесь с типом элемента, можно переходить к проверочным работам, которые мы сейчас рассмотрим по очереди.

Измеряем сопротивление

Итак, сначала нужно проверить сопротивление конденсатора мультиметром. Для этого отпаиваем бочонок со схемы и с помощью пинцета аккуратно перемещаем его на рабочую поверхность, к примеру, свободный стол.

После этого переключаем тестер в режим прозвонки (измерение сопротивления) и дотрагиваемся щупами до выводов, соблюдая полярность.

Обращаем Ваше внимание на то, что если Вы перепутаете минус с плюсом, проверка работоспособности может закончиться неудачно, т.к. конденсатор сразу же выйдет из строя. Чтобы такого не произошло, запомните следующий момент – производители всегда отмечают минусовой контакт галочкой!

После того, как Вы дотронетесь щупами до ножек, на дисплее цифрового мультиметра должно появиться первое значение, которое моментально начнет расти. Это связано с тем, что тестер при контакте начнет заряжать конденсатор.

Через некоторое время на дисплее появиться максимальное значение – «1», что говорит об исправности детали.

Если же Вы только начали проверять конденсатор мультиметром, и у Вас появилась «1», значит внутри бочонка произошел обрыв и он неисправен. В то же время появление нуля на табло свидетельствует о том, что внутри кондера произошло .

Если для проверки сопротивления Вы решите использовать аналоговый мультиметр (стрелочный), то определить работоспособность элемента будет еще проще, наблюдая за ходом стрелки. Как и в предыдущем случае, минимальное и максимальное значение будет говорить о поломке детали, а плавное повышение сопротивления будет означать пригодность полярного конденсатора.

Чтобы самостоятельно проверить целостность неполярного кондера в домашних условиях, достаточно без соблюдения полярности прикоснуться щупами тестера к ножкам, выставив диапазон измерений на отметку 2 МОм. На дисплее должно появиться значение больше двойки. Если это не так, конденсатор не рабочий и его нужно заменить.

Следует также отметить, что предоставленный выше способ проверки подойдет только для изделий, емкостью более 0,25 мкФ. Если же номинал элемента схемы меньше, нужно сначала убедиться, что мультиметр способен работать в таком режиме, ну или купить специальный тестер – LC-метр.

Измеряем емкость

Следующий способ проверки работоспособности изделия – на пробой, измерив емкостные характеристики кондера и сравнив их с номинальным значением (указано производителем на внешней оболочке, что наглядно видно на фото).

Самостоятельно измерить емкость конденсатора мультиметром совсем не сложно. Необходимо всего лишь перевести переключатель в диапазон измерений, опираясь на номинал и, если в тестере есть специальные посадочные гнезда, вставить в них деталь, как показано на фото ниже.

Если же такой функции в тестере нет, можно проверить емкость с помощью щупов, аналогично предыдущему методу. При подключении щупов на дисплее должна высветиться емкость, близка по значению к номинальным характеристикам. Если это не так, значит, конденсатор пробит и нужно заменить деталь.

Измеряем напряжение

Еще один способ, позволяющий узнать, рабочий конденсатор или нет – проверить его напряжение вольтметром (ну или «мультиком») и сравнить результат с номиналом. Для проверки Вам понадобится источник питания с немного меньшим напряжением, к примеру, для 25-вольтного кондера достаточно источника напряжения в 9 Вольт. Соблюдая полярность, подключите щупы к ножкам и подождите несколько секунд, чего вполне хватит для зарядки.

После этого переведите тестер в режим измерения напряжения и выполните проверку работоспособности. В самом начале замера на дисплее должно появиться значение, примерно равное номиналу. Если это не так, конденсатор неисправен.

Обращаем Ваше внимание на то, что при подключении вольтметра бочонок будет постепенно терять заряд, поэтому достоверное напряжением можно увидеть только в самом начале замеров!

Тут же хотелось бы сказать пару слов о том, как проверить конденсатор большой емкости простым способом. Сначала Вы должны полностью зарядить элемент в течение нескольких секунд, после чего замкнуть контакты обычной отверткой с изолированной ручкой. Если бочонок рабочий, должна возникнуть яркая искра. Если искры нет либо она очень тусклая, скорее всего, конденсатор не работает, а точнее — не держит заряд.

Какой-либо этап проверки был Вам непонятен? Тогда просмотрите технологию проверки работоспособности конденсатора мультиметром на данном видео уроке:

Способ № 2 – Обойдемся без приборов

Менее качественный способ проверки работоспособности емкостного элемента – с помощью самодельной прозвонки в виде лампочки и двух проводов. Таким способом можно только проверить конденсатор на короткое замыкание. Как и в случае с отверткой, сначала заряжаем деталь, после чего выводами пробника прикасаемся к ножкам. Если кондер работает, произойдет искра, которая моментально его разрядит. О том, мы также рассказывали.

Что еще важно знать?

Не всегда проверка работоспособности конденсатора требует использование мультиметра либо других тестеров. Иногда достаточно визуально посмотреть на внешнее состояние изделия, что проверить его на вздутие либо пробой. Сначала внимательно просмотрите верхнюю часть бочонка, на которой производителем нанесен крестик (слабое место, предотвращающее взрыв кондера при выходе из строя).

Если Вы увидите там подтекание либо разрушение изоляции, значит, конденсатор пробит, и проверять его тестером уже нет смысла. Также внимательно просмотрите, не потемнел либо не взудлся ли этот элемент схемы, что случается очень часто. Ну и не следует забывать о том, что возможно повреждения возникли на самой плате рядом с местом подключения конденсатора. Эту неисправность можно увидеть невооруженным глазом, особенно, когда происходит отслоение дорожек либо изменение цвета платы.

Еще один важный момент, который Вы должны учитывать – проверку изделия нужно выполнять, только демонтировав его с платы. Если Вы хотите проверить конденсатор, не выпаивая из схемы, учтите, что может возникнуть большая погрешность измерений из-за находящихся рядом остальных элементов цепи.

Вот и все, что хотелось рассказать Вам о том, как проверить работоспособность конденсатора мультиметром в домашних условиях. Эту инструкцию мы рекомендуем Вам использовать при либо стиральной машины своими руками, т.к. у данного вида бытовой техники очень часто происходит эта поломка. Помимо этого кондер часто перестает работать на кондиционерах, усилителях и даже видеокартах. Поэтому если Вы желаете что-либо отремонтировать своими силами, надеемся, что эта инструкция Вам поможет!

Также читают:

Как проверить целостность «кондера»

Нравится(0 ) Не нравится(0 )

Отсутствует маркировка или нет доверия к указанным на его корпусе параметрам, требуется как-то узнать реальную емкость. Но как это сделать, не имея специального оборудования?

Безусловно, если под рукой есть мультиметр с возможностью измерения емкости или C-метр с подходящим диапазоном измерения емкостей, то проблема перестает быть таковой. Но что же делать, если в наличии только и какой-нибудь блок питания, а измерить емкость конденсатора необходимо здесь и сейчас? На помощь в этом случае придут известные законы физики, которые позволят с достаточной степенью точности измерить емкость.

Рассмотрим сначала простой способ измерения емкости электролитического конденсатора подручными средствами. Как известно, при заряде конденсатора от источника постоянного напряжения через резистор, имеет место закономерность, по которой напряжение на конденсаторе станет экспоненциально приближаться к напряжению источника, и в пределе когда-нибудь, наконец, его достигнет.

Но чтобы долго не ждать, можно задачу себе упростить. Известно, что за время, равное 3*RC, напряжение на конденсаторе в процессе зарядки достигнет 95% напряжения, приложенного к RC-цепочке. Значит, зная напряжение блока питания, номинал резистора, и вооружившись секундомером, можно легко измерить постоянную времени, а точнее — троекратную постоянную времени для большей точности, и вычислить затем емкость конденсатора по известной формуле.

Для примера рассмотрим далее эксперимент. Допустим, есть у нас , на котором присутствует какая-то маркировка, но мы ей не особо доверяем, так как конденсатор давно валялся в закромах, и мало ли высох, в общем нужно измерить его емкость. Например, на конденсаторе написано 6800мкф 50в, но нужно узнать точно.

Шаг №1. Берем резистор номиналом 10кОм, измеряем его сопротивление мультиметром, поскольку своему мультиметру в этом эксперименте мы будем изначально доверять. Например, получилось сопротивление 9840 Ом.

Шаг №2. Включаем блок питания. Поскольку мультиметру мы доверяем больше, чем калибровке шкалы (если таковая имеется) блока питания, переводим мультиметр в режим измерения постоянного напряжения, и подключаем его к выводам блока питания. Выставляем напряжение блока питания на 12 вольт, чтобы мультиметр точно показал 12,00 В. Если напряжение блока питания не регулируется, то просто замеряем его и записываем.

Шаг №3. Собираем RC-цепочку из резистора и конденсатора, емкость которого нужно измерить. Конденсатор закорачиваем на время так, чтобы его легко можно было раскоротить.

Шаг №4. Подключаем RC-цепочку к блоку питания. Конденсатор все еще закорочен. Измеряем мультиметром еще раз напряжение, подаваемое на RC-цепочку, и фиксируем это значение для верности на бумаге. К примеру, оно так и осталось 12,00 В, или таким же, каким было в начале.

Шаг №5. Вычисляем 95% от этого напряжения, например если 12 вольт, то 95% — это 11,4 вольта. Теперь мы знаем, что за время, равное 3*RC, конденсатор зарядится до 11,4 В.

Шаг №6. Берем в руки секундомер, и раскорачиваем конденсатор, начинаем одновременно отсчет времени. Фиксируем время, за которое напряжение на конденсаторе достигло 11,4 В, это и будет 3*RC.

Шаг №7. Производим вычисления. Получившееся время в секундах делим на сопротивление резистора в омах, и на 3. Получаем значение емкости конденсатора в фарадах.

Например: время получилось 220 секунд (3 минуты и 40 секунд). Делим 220 на 3 и на 9840, получаем емкость в фарадах. В нашем примере получилось 0,007452 Ф, то есть 7452 мкф, а на конденсаторе написано 6800 мкф. Таким образом, в допустимые 20% отклонение емкости уложилось, поскольку составило примерно 9,6%.

Но как быть с малых емкостей? Если конденсатор керамический или полипропиленовый, то здесь поможет переменный ток и знание о емкостном сопротивлении.

К примеру, есть конденсатор, емкость его предположительно несколько нанофарад, и известно, что в цепи переменного тока работать он может. Для выполнения измерений потребуется сетевой трансформатор со вторичной обмоткой, скажем, на 12 вольт, мультиметр, и все тот же резистор на 10 кОм.

Шаг №1. Собираем RC-цепь, и подключаем ее ко вторичной обмотке трансформатора. Затем включаем трансформатор в сеть.

Шаг №2. Измеряем мультиметром переменное напряжение на конденсаторе, затем — на резисторе.

Шаг №3. Производим вычисления. Сначала вычисляем ток через резистор, — делим напряжение на нем на значение его сопротивление. Поскольку цепь последовательная, то переменный ток через конденсатор точно такой же величины. Делим напряжение на конденсаторе на ток через резистор (ток через конденсатор такой же), получаем значение емкостного сопротивления Хс. Зная емкостное сопротивление и частоту тока (50 Гц), вычисляем емкость нашего конденсатора.

Например: на резисторе 7 вольт, а на конденсаторе 5 вольт. Мы посчитали, что ток через резистор в этом случае 700 мкА, следовательно и через конденсатор — такой же. Значит емкостное сопротивление конденсатора на частоте 50 Гц составляет 5/0,0007 = 7142,8 Ом. Емкостное сопротивление Xc = 1/6,28fC, следовательно C = 445 нф, то есть номинал 470 нф.

Описанные здесь способы являются весьма грубыми, поэтому применять их можно только тогда, когда других вариантов просто нет. В иных случаях лучше пользоваться специальными измерительными приборами.

Конденсатор — электронный элемент, относящийся к категории пассивных. Его основная способность — медленно (с электротехнической точки зрения, в течение нескольких секунд) накапливать заряд, и при необходимости мгновенно отдавать. При отдаче происходит это разряд. В отличие от аккумулятора конденсатор отдает всю энергию импульсом, а не постепенно, после чего снова начинается цикл зарядки.

Основная характеристика этого элемента — ёмкость. Она измеряется в пФ и мкФ — пико- и микрофарадах. Кроме того, каждый конденсатор имеет определенные характеристики рабочего напряжения и напряжения пробоя, при котором он выходит из строя. Они либо указываются на корпусе числами, либо их приходится определять по каталогам, ориентируясь по типоразмеру и цветовой маркировке детали.

В силу своих конструктивных особенностей конденсаторы относятся к категории элементов, которые наиболее часто выходят из строя на электронной плате. Поэтому любой ремонт устройства, содержащего электронику (от микроволновки до системной платы ПК) начинается с проверки этих элементов на работоспособность — визуально, с помощью мультиметра или других приборов.

Самый простой способ

Самым простым и в то же время предварительным способом проверить этот элемент, не выпаивая его из схемы, является визуальный осмотр. Отломившаяся ножка автоматически превращает деталь в нерабочую и подлежащую замене.

При наличии на плате электролитических конденсаторов — они легко опознаются по цилиндрической форме с крестообразной риской на шляпке, а также фольгированному покрытию — в первую очередь надо проверить их. Для данной группы элементов характерно «вздутие». Это микровзрыв находящегося внутри электролита, который может произойти, например, из-за скачка рабочего напряжения. Если «цилиндрик» вздут, лопнул по риске на верхушке, на плате обнаруживаются потеки электролита, то его безоговорочно меняют. Зачастую после этого прибор начинает нормально работать. Если этого не происходит — рекомендуется проверить остальные конденсаторы и другие детали.

В профессиональных ремонтных или наладочных организациях для этого используют профессиональные же приборы — LC-тестеры, или тестеры емкости. Они достаточно дороги, а потому в «хозяйстве» обычного электромонтера встречаются редко. Но при ремонте большинства плат бытовых устройств в них и нет необходимости — провести проверку емкости конденсатора можно и обычным мультиметром.

Применение тестера для проверки

Настало время ответить на вопрос, как проверить конденсатор мультиметром. В первую очередь нужно оговорить сразу: мультиметром можно проверять только детали емкостью не менее 0,25 мкФ и не более 200 мкФ. Эти ограничения базируются на принципах их работы, и вообще принципе самой проверки — для малоемкостных не хватит чувствительности прибора, а мощные, например, высоковольтный конденсатор, способны повредить как прибор, так и самого испытателя.

Дело в том, что любой конденсатор перед началом измерения емкости или проверки на короткое замыкание необходимо разрядить. Для этого оба его вывода замыкаются между собой любым проводником — куском провода, отверткой, пинцетом и так далее. При этом в случае со слабым элементом происходит негромкий хлопок и вспышка. Но мощный, к примеру, пусковой конденсатор (особенно советского производства, для пуска люминесцентных ламп) даст вспышку, сравнимую по мощности со вспышкой электросварки. Металлический проводник даже может оказаться оплавлен.

Поэтому необходимо использовать либо отвертку или пассатижи с изолированной рукояткой, либо электротехнические резиновые перчатки. В противно случае можно получить электрический удар.

Присутствует разъем для измерения емкости

Дальнейшая методика проверки зависит от функциональности самого мультиметра: обладает ли он специальными разъемами и функцией измерения емкости (обозначается Cx) или нет. Если да, то все предельно просто:

Обратите внимание! Чтобы проверить электролитический конденсатор, необходимо соблюдать полярность — плюс к плюсу, минус к минусу. Если на гнездах прибора обозначены плюс и минус, то устанавливать его нужно только так. Если не обозначены — не имеет значения.

Электролитический конденсатор — это мини-аккумулятор, в нем содержится электролит, и подключается он только с соблюдением полярности. Плюс на нем не отмечается, но минус промаркирован галочкой на золотистом фоне, кроме того, «минусовая» ножка иногда бывает длиннее. Неправильное подключение полярного элемента приведет к однозначному выходу его из строя.

После установки детали в гнезда мультиметр начнет заряжать его постоянным током. На дисплее появится число, которое будет постепенно увеличиваться. Когда показания перестанут меняться — элемент максимально заряжен. Если показатель заряда аналогичен или хотя бы близок номиналу — элемент работоспособен.

А как проверить керамический конденсатор? Точно так же. Керамические элементы этого вида всегда неполярны, поэтому можно не опасаться неправильного подключения.

Нет разъема для измерения емкости

Прозвонить полярный или неполярный конденсатор мультиметром, не имеющим специальной функции, можно в режиме максимального сопротивления, при котором происходит его зарядка постоянным током. Этот способ проверки подходит даже для таких элементов, как smd конденсатор (для поверхностного монтажа) или пленочный конденсатор. Проверка полярного элемента отличается только необходимостью соблюдать полярность.

Алгоритм следующий:

• разрядить элемент, закоротив его ножки;
• выставить максимальный предел измерения сопротивления — вплоть до мегаом, если позволяет прибор;
• подключить черный щуп мультиметра к гнезду COM — это ноль или, в нашем случае, минус, а красный щуп — в гнездо для измерения напряжения и сопротивления;
• коснуться черным щупом минуса детали, а красным — плюса;
• наблюдать за показаниями прибора.

Обратите внимание, что электролитический тип всегда полярен, все остальные — неполярные.

Что происходить в этом случае? Мультиметр начинает заряжать деталь постоянным током. Во время зарядки его сопротивление увеличивается. Быстрый рост показаний сопротивления вплоть до значения «1» (бесконечно большое) означает, что конденсатор потенциально исправен, хотя таким способом и невозможно определить его фактическую емкость.

Возможная ошибка! Во время такой проверки нельзя касаться щупов или ножек элемента пальцами. Вы зашунтируете его сопротивлением собственного тела, и тестер покажет ваше собственное сопротивление. Рекомендуется применять щупы-крокодилы, если таковые есть.

Что означают результаты проверки

При проверке конденсатора мультиметром методом максимального сопротивления можно получить три варианта результатов.

Сопротивление росло быстро и достигло «1» — бесконечности. Означает, что элемент исправен.

Сопротивление очень мало либо вовсе отсутствует. Это означает пробой обкладок конденсатора между собой. Установка на плату приведет к короткому замыканию.

Сопротивление растет до значительного порога, но не до «1». Это означает наличие утечки по току. Конденсатор «условно работоспособен», его использование в приборе приведет к искажениям сигнала, помехам и другим негативным последствиям.

Кроме того, в последнем случае нет гарантии, что при включении «условно рабочего» элемента в схему не произойдет окончательного пробоя.

Проверка на вольтаж

Конденсатор должен выдавать определенное напряжение — оно указано на корпусе или в ТТХ по каталогу. Перед использованием в работе можно проверить его фактическую способность выдавать положенный разряд. Для этого конденсатор заряжается напряжением ниже номинального в течение нескольких секунд. Для высоковольтного, на 600 В, подойдет напряжение в 400 В, для низковольтного на 25 В — 9 В, и тому подобное.

После этого мультиметр переводится на измерение постоянного (!) напряжения, и подключается к испытываемой детали. Начальное значение на экране и есть значение разряда.

Обратите внимание, что цифры на экране будут очень быстро уменьшаться — конденсатор разряжается .

Если начальное значение на дисплее мультиметра меньше номинала — элемент не держит заряда. Учтите, что в любом случае разряжается он быстро.

При конструировании и ремонте электронной техники часто возникает необходимость в проверке радиоэлементов, в том числе и конденсаторов. О том, как с достоверной точностью проверить исправность конденсаторов перед их использованием и пойдёт речь.

Самым доступным и распространённым прибором, с помощью которого можно проверить практически любой конденсатор, является цифровой мультиметр, включенный в режим омметра.

Наиболее важным является проверка конденсатора на пробой.

Пробой конденсатора – это неисправность, связанная с изменением сопротивления диэлектрика между обкладками конденсатора вследствие превышения допустимого рабочего напряжения на обкладках конденсатора.

При значительном превышении рабочего напряжения на конденсаторе, между его обкладками происходит электрический пробой. На корпусе пробитых конденсаторов можно обнаружить потемнения, вздутия, тёмные пятна и другие внешние признаки неисправности элемента.

Поскольку конденсатор не пропускает постоянный ток, то сопротивление между его выводами (обкладками) должно быть очень большим и ограничиваться лишь так называемым сопротивлением утечки. В реальных конденсаторах диэлектрик, несмотря на то, что он является, по сути, изолятором, пропускает незначительный ток. Этот ток для исправного конденсатора очень мал и не учитывается. Он называется током утечки.

Проверка конденсаторов с помощью омметра

Данный способ подходит для проверки неполярных конденсаторов. В неполярных конденсаторах, в которых диэлектриком является слюда, керамика, бумага, стекло, воздух, сопротивление утечки бесконечно большое и если измерить сопротивление между выводами такого конденсатора цифровым мультиметром, то прибор зафиксирует бесконечно большое сопротивление.

Обычно, если у конденсатора присутствует электрический пробой, то сопротивление между его обкладками составляет довольно малую величину – несколько единиц или десятки Ом. Пробитый конденсатор, по сути, является обычным проводником.

На практике проверить на пробой любой неполярный конденсатор можно так:

Переключаем цифровой мультиметр в режим измерения сопротивления и устанавливаем самый большой из возможных пределов измерения сопротивления. Для цифровых мультитестеров серий DT-83x, MAS83x, M83x это будет предел 2M (2000k), то бишь, 2 Мегаома.

Далее подключаем измерительные щупы к выводам проверяемого конденсатора. При исправном конденсаторе прибор не покажет никакого значения и на дисплее засветиться единичка. Это свидетельствует о том, что сопротивление утечки конденсатора более 2 Мегаом. Этого достаточно, чтобы в большинстве случаев судить об исправности конденсатора. Если цифровой мультиметр чётко зафиксирует какое-либо сопротивление, меньшее 2 Мегаом, то, скорее всего, конденсатор неисправен.

Следует учесть, что держаться обеими руками выводов и щупов мультиметра при измерении нельзя. Так как в таком случае прибор зафиксирует сопротивление Вашего тела, а не сопротивление утечки конденсатора. Поскольку сопротивление тела человека меньше сопротивления утечки, то ток потечёт по пути наименьшего сопротивления, то есть через ваше тело по пути рука – рука. Поэтому не стоит забывать о правилах при проведении измерения сопротивления.

Проверка полярных электролитических конденсаторов с помощью омметра несколько отличается от проверки неполярных.

Сопротивление утечки полярных конденсаторов обычно составляет не менее 100 килоОм. Для более качественных полярных конденсаторов это значение не менее 1 Мегаом. При проверке таких конденсаторов омметром следует сначала разрядить конденсатор, замкнув выводы накоротко.

Далее необходимо установить предел измерения сопротивления не ниже 100 килоОм. Для упомянутых выше конденсаторов это будет предел 200k (200.000 Ом). Далее соблюдая полярность подключения щупов, измеряют сопротивление утечки конденсатора. Так как электролитические конденсаторы имеют довольно высокую емкость, то при проверке конденсатор начнёт заряжаться. Этот процесс занимает несколько секунд, в течение которых сопротивление на цифровом дисплее будет расти, и будет расти до тех пор, пока конденсатор не зарядится. Если значение измеряемого сопротивления перевалило за 100 килоОм, то в большинстве случаев можно с достаточной уверенностью судить об исправности конденсатора.

Ранее, когда среди радиолюбителей были распространены стрелочные омметры, проверка конденсаторов проводилась аналогичным образом. При этом конденсатор заряжался от батареи омметра и сопротивление, показываемое стрелочным прибором росло, в конечном итоге достигая значения сопротивления утечки.

По скорости отклонения стрелки измерительного прибора от нуля и до конечного значения оценивали емкость электролитического конденсатора. Чем дольше проходила зарядка (дольше отклонялась стрелка прибора), тем соответственно, была больше ёмкость конденсатора. Для конденсаторов с небольшой ёмкостью (1 – 100 мкф) стрелка измерительного прибора отклонялась достаточно быстро, что свидетельствовало о небольшой ёмкости конденсатора, а вот при проверке конденсаторов с большой ёмкостью (1000 мкф и более), стрелка отклонялась значительно медленнее.

Проверка конденсаторов с помощью омметра является косвенным методом. Более точную и правдивую оценку об исправности конденсатора и его параметрах позволяет получить мультиметр с возможностью измерения ёмкости конденсатора.

При проверке электролитических конденсаторов необходимо перед проведением измерения ёмкости полностью разрядить проверяемый конденсатор. Особенно этого правила стоит придерживаться при проверке полярных конденсаторов, имеющих большую ёмкость и высокое рабочее напряжение. Если этого не сделать, то можно испортить измерительный прибор.

Например, часто приходиться проверять исправность конденсаторов, которые выполняют роль фильтрующих, и применяются в импульсных блоках питания. Их ёмкость и рабочее напряжение достаточно велики и при неполном разряде могут привести к порче измерительного прибора.

Поэтому такие конденсаторы перед проверкой следует разрядить, закоротив выводы накоротко (для низковольтных конденсаторов с малой ёмкостью), либо подсоединив к выводам резистор, сопротивлением 5-10 килоОм (для высоковольтных конденсаторов).

При проведении данной операции не стоит касаться руками выводов конденсатора, иначе можно получить неприятный удар током при разряде обкладок. При закорачивании выводов заряженного электролитического конденсатора проскакивает искра. Чтобы исключить появление искры, выводы высоковольтных конденсаторов и закорачивают через резистор.

Одной из существенных неисправностей электролитических конденсаторов является частичная потеря ёмкости, вызванная повышенной утечкой. В таких случаях ёмкость конденсатора заметно меньше, чем указанная на корпусе. Определить такую неисправность при помощи омметра довольно сложно. Для точного обнаружения такой неисправности, как потеря ёмкости потребуется измеритель ёмкости, который есть не в каждом мультиметре.

Также с помощью омметра трудно обнаружить такую неисправность конденсатора как обрыв. При обрыве конденсатор электрически представляет собой два изолированных проводника не имеющих никакой ёмкости.

Для полярных электролитических конденсатором косвенным признаком обрыва может служить отсутствие изменения показаний на дисплее мультиметра при замере сопротивления. Для неполярных конденсаторов малой ёмкости обнаружить обрыв практически невозможно, поскольку исправный конденсатор также имеет очень высокое сопротивление.

Обнаружить обрыв в конденсаторе возможно лишь с помощью приборов для измерения ёмкости конденсатора.

На практике обрыв в конденсаторах встречается довольно редко, в основном при механических повреждениях. Куда чаще при ремонте аппаратуры приходиться заменять конденсаторы, имеющие электрический пробой либо частичную потерю ёмкости.
Например, люминесцентные компактные лампы частенько выходят из строя по причине электрического пробоя конденсаторов в электронной схеме преобразователя.

Причиной неисправности телевизора может служить потеря ёмкости электролитического конденсатора в схеме источника питания.

Потеря ёмкости электролитическими конденсаторами легко обнаруживается при замере ёмкости таких конденсаторов с помощью мультиметров с функцией измерения ёмкости. К таким мультиметрам относиться мультиметр Victor VC9805A+, который имеет 5 пределов измерения ёмкости:

20 нФ (20nF)
200 нФ (200nF)
2 мкФ (2uF)
20 мкФ (20uF)
200 мкФ (200uF)

Данный прибор способен измерять ёмкость в диапазоне от 20 нанофарад (20 нФ) до 200 микрофарад (мкФ). Как видно, с помощью этого прибора есть возможность замерить ёмкость, как обычных неполярных конденсаторов, так и полярных электролитических. Правда, максимальный предел измерения ограничен значением в 200 микрофарад (мкФ).

Измерительные щупы прибора подключаются к гнёздам измерения ёмкости (обозначается как Cx). При этом нужно соблюдать полярность подключения щупов. Как уже упоминалось, перед измерением ёмкости следует в обязательном порядке полностью разрядить проверяемый конденсатор. Несоблюдение этого правила может привести к порче прибора.

Неисправность конденсатора можно определить при внешнем осмотре, например, корпус электролитических конденсаторов имеет разрыв насечки в верхней части корпуса. Это свидетельствует о том, что на конденсатор действовало завышенное напряжение, вследствие чего и произошёл, так называемый «взрыв” конденсатора. Корпуса неполярных конденсаторов при значительном превышении рабочего напряжения имеют свойство раскалываться, на поверхности образуются расколы и трещины.

Такие дефекты конденсаторов появляются, например, при воздействии мощного электрического разряда на электронный прибор во время грозовых разрядов и сильных скачков напряжения электроосветительной сети.

Свойства электролитического конденсатора. Устройство и особенности.

Устройство и особенности электролитических конденсаторов

Главная особенность электролитических конденсаторов, наверняка, состоит в том, что они по сравнению с остальными обладают большой ёмкостью и довольно небольшими габаритами.

Широко распространённые алюминиевые конденсаторы по сравнению с другими имеют некоторые специфические свойства, которые следует учитывать при их использовании.

За счёт того, что алюминиевые обкладки электролитических конденсаторов скручивают для помещения в цилиндрический корпус, образуется индуктивность. Эта индуктивность во многих случаях нежелательна. Также алюминиевые электролитические конденсаторы обладают так называемым эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС или на зарубежный манер, ESR). Чем ниже ESR конденсатора, тем он качественнее и более пригоден для работы в цепях, где требуется фильтрация высокочастотных пульсаций. Примером может служить рядовой импульсный блок питания компьютера или адаптер питания ноутбука.

В основном электролитические конденсаторы служат для сглаживания пульсаций тока в цепях выпрямителей переменного тока. Кроме этого они активно используются в звуковоспроизводящей технике для разделения пульсирующего тока (ток звуковой частоты + постоянная составляющая) на постоянную и переменную составляющую тока звуковой частоты, которая подаётся на следующий каскад усиления. Такие конденсаторы называют разделительными.

В практике ремонта можно встретить неисправность, когда разделительный конденсатор «высыхает», а, следовательно, теряет изначальную ёмкость. При этом он плохо разделяет ток звуковой частоты от пульсирующего и не пропускает звуковой сигнал на последующий каскад усиления. Амплитуда звукового сигнала в соответствующем каскаде усиления резко снижается либо вносятся существенные искажения. Поэтому при ремонте усилителей и прочей звуковоспроизводящей аппаратуры стоит внимательно проверять исправность разделительных электролитических конденсаторов.

В связи с тем, что электролитические конденсаторы имеют полярность, то при работе на их обкладках должно поддерживаться постоянное напряжение. Это является их недостатком. В результате их можно применять в цепях с пульсирующим или постоянным током.

Кроме алюминиевых электролитических конденсаторов в современной электронике легко обнаружить и танталовые. У них нет жидкого электролита, он у них твёрдотельный. Также танталовые конденсаторы имеют достаточно низкое ESR, благодаря чему активно применяются в высокочастотной электронике. Из минусов можно отметить высокую стоимость и низкое номинальное напряжение, обычно не превышающее 75V. Более подробно о танталовых конденсаторах я рассказывал здесь.

Устройство алюминиевого электролитического конденсатора.

Чтобы узнать, как устроены алюминиевые электролитические конденсаторы, давайте распотрошим одного из них. На фото показан разобранный экземпляр ёмкостью 470 мкФ и на номинальное напряжение 400V.

Взял я его из промышленного частотника. Надо сказать, весьма неплохой конденсатор с низким ESR.

Конденсатор состоит из двух тонких алюминиевых пластин, к которым крепятся выводы. Между алюминиевыми пластинами помещается бумага. Она служит диэлектриком. Но это ещё не всё. В данном случае получается обычный бумажный конденсатор с малой ёмкостью.

Для того чтобы получить большую ёмкость и уменьшить размеры готового прибора, бумагу пропитывают электролитом. На фотках можно разглядеть желтоватый электролит на дне алюминиевого стакана.

Далее, пропитанную электролитом бумагу помещают между алюминиевыми обкладками. В результате электрохимических процессов алюминиевая фольга окисляется под действием электролита. На поверхности фольги образуется тонкий слой окисла – оксида алюминия (Al₂O₃). На вид можно легко определить сторону обкладки с тонким слоем окисла — она темнее.

Оксид алюминия является отличным диэлектриком и обладает свойством односторонней проводимости. Поэтому электролитические конденсаторы полярны и способны работать лишь в цепях с пульсирующим, либо постоянным током.

А что будет, если на электролитический конденсатор подать напряжение обратной полярности?

Если так произойдёт, то начнётся бурная электрохимическая реакция, которая сопровождается сильным нагревом. Электролит моментально вскипает и конденсатор «бабахает». Именно поэтому при установке такого конденсатора в схему нужно строго соблюдать полярность его включения.

Кроме оксида алюминия (Al₂O₃), благодаря которому удаётся изготавливать конденсаторы с большой электрической ёмкостью, применяются и другие уловки, чтобы увеличить ёмкость и уменьшить размеры готового изделия. Известно, что ёмкость зависит не только от толщины слоя диэлектрика, но и от площади обкладок. Чтобы её увеличить применяют метод травления, аналогичный тому, что используют в своей практике радиолюбители для изготовления печатных плат. На поверхности алюминиевой обкладки вытравливают канавки. Размеры этих канавок малы и их очень много. За счёт этого активная площадь обкладки увеличивается, а, следовательно, и ёмкость.

Если присмотреться, то на алюминиевой обкладке можно заметить еле заметные полоски, наподобие дорожек на грампластинке. Это и есть те самые канавки.

В неполярных электролитических конденсаторах окисляются обе алюминиевые обкладки. В результате он становиться неполярным.

Особенности применения электролитических конденсаторов.

Нетрудно заметить, что на верхней части цилиндрического корпуса у большинства радиальных электролитических конденсаторов нанесена защитная насечка — клапан.

Дело в том, что если на электролит воздействует переменное напряжение, то конденсатор сильно разогревается и жидкий электролит начинает испаряться, давить на стенки корпуса. Из-за этого он может «хлопнуть». Поэтому на корпусе и наноситься защитный клапан, чтобы под действием избыточного давления он открылся и предотвратил «взрыв» конденсатора, выпустив закипающий электролит наружу.

«Взорвавшийся» электролитический конденсатор

Отсюда исходит правило, которое необходимо учитывать при самостоятельном конструировании электроники и ремонте радиоаппаратуры. При диагностике неисправности, а также при первом включении конструируемого или ремонтируемого аппарата, необходимо держаться на расстоянии от электролитических конденсаторов. В случае если при сборке в схеме была допущена ошибка, приводящая к завышению предельного рабочего напряжения конденсатора, либо воздействию на него переменного тока, конденсатор нагреется и «хлопнет». При этом сработает защитный клапан, и электролит под давлением рванёт наружу. Нельзя допускать, чтобы электролит попадал на кожу и тем более в глаза!

Выход из строя электролитического конденсатора не редкость. По внешнему виду можно сразу определить его неисправность. Вот лишь несколько примеров. Все эти конденсаторы пострадали из-за превышения допустимого напряжения.

Автомобильный усилитель. Как видим, «хлопнула» целая грядка электролитов во входном фильтре. Видимо на усилитель подали 24V вместо положенных 12.

Далее — жертва «сетевой атаки». В электросети 220V резко подскочило напряжение из-за обледенения вводов. Как результат, полная неработоспособность блока питания ноутбука. Кондик просто испустил пар. Насечка на корпусе вскрылась.

Маленькое отступление.

Помнится, в студенческую пору была распространена известная забава. Брался электролитический конденсатор, к его выводам подпаивались проводки и в таком виде конденсатор кратковременно подключался к розетке электроосветительной сети 220 Вольт. Он заряжался, накапливая заряд. Далее, ради «прикола» выводами кондёра касались руки ни в чем не подозревающего человека. Тот, естественно, ничего не подозревает и его дёргает небольшой электрический удар. Так вот, делать это крайне опасно!

Как сейчас помню, когда перед началом практики старший мастер строго запретил данную забаву, аргументировав это тем, что был случай, когда парнишке сильно повредило кисть руки, когда тот решил «зарядить» электролитический конденсатор от розетки 220 В. Конденсатор, не выдержав поданного переменного напряжения, взорвался в его руке!

Электролитический конденсатор может выдержать несколько «экспериментальных» попыток заряда от электросети, но может и хлопнуть в любой момент. Всё зависит как от конструкции конденсатора, так и от приложенного напряжения. Данная информация приведена лишь с целью предупредить о крайней опасности таких экспериментов, которые могут закончиться печально.

При ремонте радиоаппаратуры не стоит забывать о том, что после выключения прибора электролитические конденсаторы некоторое время сохраняют электрический заряд. Перед проведением работ их необходимо разряжать. Особенно это стоит учитывать при ремонте всевозможных импульсных блоков питания и выпрямителей, электролитические конденсаторы в которых имеют значительную ёмкость и рабочее напряжение, достигающее 100 – 400 вольт.

Если нечаянно коснуться его выводов, то можно получить неприятный электрический удар. Иногда после таких случаев можно заметить лёгкий ожог кожного покрова в месте касания электродов. О том, как разрядить конденсатор перед проведением работ или измерений уже упоминалось в статье как проверить конденсатор.

Мощные электролитические конденсаторы ёмкостью 10000 мкФ. в блоке питания усилителя Marantz

При использовании электролитических конденсаторов стоит помнить, что рабочее напряжение на них должно соответствовать 80% от номинального рабочего напряжения. Это правило стоит учитывать, если вы хотите обеспечить долгую и стабильную работу конденсатора. Так, если в схеме на конденсатор будет действовать напряжение в 50 вольт, то его стоит выбирать на рабочее напряжение 63 вольта или более. Если установить конденсатор с меньшим рабочим напряжением, то он скоро выйдет из строя.

Как и у любой другой радиодетали, у электролитического конденсатора есть допустимый диапазон рабочей температуры. На его корпусе обычно указывается верхний порог, например +85 или +105.

Для разных моделей конденсаторов диапазон рабочей температуры может простираться от -60 до +85⁰C. Или же от -25 до +105⁰С. Более конкретно узнать допустимый диапазон температур для конкретного изделия можно из документации на него.

Поскольку в электролитических конденсаторах присутствует жидкий электролит, то он со временем высыхает. При этом теряется его ёмкость. Именно поэтому их не рекомендуется размещать рядом с сильно нагревающимися элементами, например, радиаторами охлаждения или же в плохо вентилируемом корпусе.

Стоит отметить тот факт, что электролиты — это ахиллесова пята любой электроники. По своему опыту скажу, что это одна из самых ненадёжных, некачественных и, при этом, дорогих деталей. Качество во многом зависит от производителя. Но это уже другой разговор.

Кроме электролитических конденсаторов в аппаратуре можно встретить и другой элемент, который обладает куда большей ёмкостью и меньшими габаритами, чем классический электролит. Это — ионистор.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Как определить полярность электролитического конденсатора

Обновлено 8 сентября 2019 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Конденсаторы имеют различные конструкции для использования в вычислительных приложениях и фильтрации электрического сигнала в цепях. Несмотря на различия в том, как они построены и для чего они используются, все они работают по одним и тем же электрохимическим принципам.

При их создании инженеры принимают во внимание такие величины, как значение емкости, номинальное напряжение, обратное напряжение и ток утечки, чтобы убедиться, что они идеально подходят для своих целей.Если вы хотите сохранить большой заряд в электрической цепи, узнайте больше об электролитических конденсаторах.

Определение полярности конденсатора

Чтобы определить полярность конденсатора, полоса на электролитическом конденсаторе указывает отрицательный полюс. Для конденсаторов с осевыми выводами (в которых выводы выходят из противоположных концов конденсатора) может быть стрелка, указывающая на отрицательный конец, символизирующая поток заряда.

Убедитесь, что вы знаете полярность конденсатора, чтобы его можно было подключить к электрической цепи в нужном направлении.Установка в неправильном направлении может вызвать короткое замыкание или перегрев цепи.

В некоторых случаях положительный конец конденсатора может быть длиннее отрицательного, но вы должны быть осторожны с этим критерием, потому что многие конденсаторы имеют обрезанные выводы. Танталовый конденсатор иногда может иметь знак плюса (+), указывающий на положительный полюс.

Некоторые электролитические конденсаторы могут использоваться в биполярном режиме, что позволяет при необходимости менять полярность. Они делают это, переключаясь между потоками заряда через цепь переменного тока (AC).

Некоторые электролитические конденсаторы предназначены для биполярной работы неполяризованными методами. Эти конденсаторы состоят из двух анодных пластин, соединенных с обратной полярностью. В последовательных частях цикла переменного тока один оксид действует как блокирующий диэлектрик. Он предотвращает разрушение противоположного электролита обратным током.

Характеристики электролитического конденсатора

В электролитическом конденсаторе используется электролит для увеличения емкости или способности накапливать заряд, который он может получить.Они поляризованы, то есть их заряды выстраиваются в линию, позволяющую им сохранять заряд. Электролит в данном случае представляет собой жидкость или гель с большим количеством ионов, благодаря которым он легко заряжается.

Когда электролитические конденсаторы поляризованы, напряжение или потенциал на положительном выводе больше, чем на отрицательном, что позволяет заряду свободно проходить через конденсатор.

Когда конденсатор поляризован, он обычно обозначается минусом (-) или плюсом (+) для обозначения отрицательного и положительного полюсов.Обратите на это особое внимание, потому что, если вы неправильно подключите конденсатор в цепь, это может привести к короткому замыканию, как в случае, когда через конденсатор протекает настолько большой ток, что может его необратимо повредить.

Хотя большая емкость позволяет электролитическим конденсаторам накапливать большее количество заряда, они могут быть подвержены токам утечки и могут не соответствовать соответствующим допускам по величине, величина емкости может варьироваться для практических целей. Определенные конструктивные факторы могут также ограничивать срок службы электролитических конденсаторов, если конденсаторы склонны к быстрому износу после многократного использования.

Из-за такой полярности электролитического конденсатора они должны быть смещены в прямом направлении. Это означает, что положительный конец конденсатора должен иметь более высокое напряжение, чем отрицательный, чтобы заряд проходил через цепь от положительного конца к отрицательному.

Подключение конденсатора к цепи в неправильном направлении может привести к повреждению материала оксида алюминия, изолирующего конденсатор, или к короткому замыканию. Это также может вызвать перегрев, в результате которого электролит слишком сильно нагревается или протекает.

Меры предосторожности при измерении емкости

Перед измерением емкости вы должны знать о мерах безопасности при использовании конденсатора. Даже после того, как вы отключите питание от цепи, конденсатор, скорее всего, останется под напряжением. Прежде чем прикоснуться к нему, убедитесь, что все питание схемы отключено, используя мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и вы разрядили конденсатор, подключив резистор к его выводам.

Для безопасной разрядки конденсатора подключите 5-ваттный резистор к клеммам конденсатора на пять секунд.Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено. Постоянно проверяйте конденсатор на предмет утечек, трещин и других признаков износа.

Обозначение электролитического конденсатора

••• Syed Hussain Ather

Обозначение электролитического конденсатора является общим обозначением конденсатора. Электролитические конденсаторы изображены на принципиальных схемах, как показано на рисунке выше для европейского и американского стилей. Знаки плюс и минус указывают на положительную и отрицательную клеммы, анод и катод.

Расчет электрической емкости

Поскольку емкость является величиной, присущей электролитическому конденсатору, вы можете рассчитать ее в единицах фарад как C = ε _r ε ₀ A / d для области перекрытия две пластины A в м ² , ε _r как безразмерная диэлектрическая проницаемость материала, ε ₀ как электрическая постоянная в фарадах / метр и d как расстояние между плитами в метрах.

Экспериментальное измерение емкости

Вы можете использовать мультиметр для измерения емкости. Мультиметр измеряет ток и напряжение и использует эти два значения для расчета емкости. Установите мультиметр в режим измерения емкости (обычно обозначается символом емкости).

После того, как конденсатор был подключен к цепи и получил достаточно времени для зарядки, отключите его от цепи, соблюдая только что описанные меры безопасности.

Подключите выводы конденсатора к клеммам мультиметра. Вы можете использовать относительный режим для измерения емкости измерительных проводов относительно друг друга. Это может быть удобно при низких значениях емкости, которые может быть труднее обнаружить.

Попробуйте использовать различные диапазоны емкости, пока не найдете показание, которое является точным в зависимости от конфигурации электрической цепи.

Приложения при измерении емкости

Инженеры часто используют мультиметры для измерения емкости однофазных двигателей, оборудования и машин небольшого размера для промышленного применения.Однофазные двигатели работают за счет создания переменного потока в обмотке статора двигателя. Это позволяет току менять направление при протекании через обмотку статора в соответствии с законами и принципами электромагнитной индукции.

Электролитические конденсаторы особенно подходят для использования с высокой емкостью, например, для цепей питания и материнских плат компьютеров.

Индуцированный ток в двигателе затем создает собственный магнитный поток, противоположный потоку обмотки статора.Поскольку однофазные двигатели могут быть подвержены перегреву и другим проблемам, необходимо проверить их емкость и работоспособность с помощью мультиметров для измерения емкости.

Неисправности конденсаторов могут ограничить их срок службы. Короткозамкнутые конденсаторы могут даже повредить его части, так что он может больше не работать.

Конструкция электролитического конденсатора

Инженеры создают алюминиевые электролитические конденсаторы , используя алюминиевую фольгу и бумажные прокладки, устройства, которые вызывают колебания напряжения для предотвращения разрушительных вибраций, которые пропитаны электролитической жидкостью.Обычно они покрывают одну из двух алюминиевых фольг оксидным слоем на аноде конденсатора.

Оксид в этой части конденсатора заставляет материал терять электроны в процессе зарядки и накопления заряда. На катоде материал приобретает электроны в процессе восстановления конструкции электролитического конденсатора.

Затем производители продолжают укладывать пропитанную электролитом бумагу с катодом, соединяя их друг с другом в электрическую цепь и свертывая их в цилиндрический корпус, который подключается к цепи.Инженеры обычно выбирают расположение бумаги либо в осевом, либо в радиальном направлении.

Осевые конденсаторы выполнены с одним штифтом на каждом конце цилиндра, а в радиальных конструкциях оба штифта используются на одной стороне цилиндрического корпуса.

Площадь пластины и электролитическая толщина определяют емкость и позволяют электролитическим конденсаторам быть идеальными кандидатами для таких приложений, как усилители звука. Алюминиевые электролитические конденсаторы используются в источниках питания, материнских платах компьютеров и бытовой технике.

Эти характеристики позволяют электролитическим конденсаторам сохранять гораздо больший заряд, чем другие конденсаторы. Двухслойные конденсаторы или суперконденсаторы могут даже достигать емкости в тысячи фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют твердый алюминиевый материал для создания «клапана», так что положительное напряжение в электролитической жидкости позволяет ему образовывать оксидный слой, который действует как диэлектрик, изолирующий материал, который может быть поляризован до предотвратить утечку зарядов.Инженеры создают эти конденсаторы с алюминиевым анодом. Это используется для создания слоев конденсатора и идеально подходит для хранения заряда. Инженеры используют диоксид марганца для создания катода.

Эти типы электролитических конденсаторов могут быть далее разбиты на тонкую плоскую фольгу и протравленную фольгу типа . Типы простой фольги — это те, которые были только что описаны, в то время как в конденсаторах с протравленной фольгой на аноде и катодной фольге используется оксид алюминия, который протравлен для увеличения площади поверхности и диэлектрической проницаемости, что является мерой способности материала накапливать заряд.

Это увеличивает емкость, но также снижает способность материала выдерживать высокие постоянные токи (DC), тип тока, который проходит в одном направлении в цепи.

Электролиты в алюминиевых электролитических конденсаторах

Типы электролитов, используемых в алюминиевых конденсаторах, могут различаться: нетвердый, твердый диоксид марганца и твердый полимер. Обычно используются нетвердые или жидкие электролиты, потому что они относительно дешевы и подходят для различных размеров, емкостей и значений напряжения.Однако при использовании в цепях они действительно теряют много энергии. Этиленгликоль и борная кислота составляют жидкие электролиты.

Другие растворители, такие как диметилформамид и диметилацетамид, также могут быть растворены в воде для использования. Эти типы конденсаторов также могут использовать твердые электролиты, такие как диоксид марганца или твердый полимерный электролит. Диоксид марганца также экономичен и надежен при более высоких значениях температуры и влажности. Они имеют меньший ток утечки постоянного тока и высокую электрическую проводимость.

Электролиты выбраны для решения проблем высоких коэффициентов рассеяния, а также общих потерь энергии электролитических конденсаторов.

Ниобиевые и танталовые конденсаторы

Танталовые конденсаторы в основном используются в устройствах поверхностного монтажа в вычислительных приложениях, а также в военном, медицинском и космическом оборудовании.

Танталовый материал анода позволяет им легко окисляться, как алюминиевый конденсатор, а также позволяет им использовать преимущества повышенной проводимости, когда танталовый порошок прижимается к проводящей проволоке.Затем оксид образуется на поверхности и внутри полостей в материале. Это создает большую площадь поверхности для повышенной способности хранить заряд с большей диэлектрической проницаемостью, чем у алюминия.

Конденсаторы на основе ниобия используют массу материала вокруг проводника, который использует окисление для создания диэлектрика. Эти диэлектрики имеют большую диэлектрическую проницаемость, чем танталовые конденсаторы, но для данного номинального напряжения используется большая толщина диэлектрика. Эти конденсаторы в последнее время используются чаще, потому что танталовые конденсаторы стали более дорогими.

Отрицательное напряжение в конденсаторе, когда + сторона подключена к —

Я читаю этот очень интересный вопрос и ответы на него … и меня поражают две вещи:

Во-первых, как никто (я не имею в виду OP) оценил эти исчерпывающие ответы хотя бы одним элементарным +1 (особенно, ответ Тони, сопровождаемый симуляцией). SE EE только проигрывает от такого отношения к чужим достижениям, потому что, таким образом, оно постепенно превратится из сплоченного общества в механическую смесь не связанных между собой людей.

Во-вторых, как никто (за исключением, в некоторой степени, ответа DKNguyen) не дал простого и ясного интуитивного объяснения этого трюка со схемой, основанного только на основных электрических концепциях?

---

Речь идет об известной схемной концепции «сдвига напряжения» … или, точнее, «динамического сдвига напряжения». Мы можем наблюдать это, например, в цепях смещения усилителей переменного тока (разделительных конденсаторах), RC-дифференцирующих цепях, емкостных умножителях напряжения и т. Д.

Лучший способ понять и объяснить это — представить конденсатор (с достаточно высокой емкостью) как «перезаряжаемую батарею». В схеме OP он первоначально заряжается источником напряжения через два последовательно включенных резистора (1 кОм и 10 кОм) до величины Vcc. Но зачем нам два резистора, а не один?

Роль резисторов — развязать конденсатор от обеих клемм истока. Таким образом, полностью заряженный конденсатор ведет себя как плавающая «батарея», которую можно легко «перемещать» в любом направлении, прикрепив одну из ее клемм к некоторым клеммам истока.Резисторы не влияют на напряжения, а влияют только на общий ток. Вот возможные подключения:

Если мы подключим положительную клемму конденсатора к положительной клемме источника (включив переключатель, подключенный между ними) или отрицательную клемму конденсатора к отрицательной клемме источника, ничего (ни ток, ни напряжение) не изменится. Причина в том, что два источника одинакового напряжения включены последовательно и нейтрализуют друг друга. Их напряжения вычитаются, и результирующее напряжение в контуре равно нулю.Ток через резисторы не протекает … и если замкнуть один из них, ничего не изменится.

Затем, если мы подключим, согласно вопросу ОП, положительный вывод конденсатора к отрицательному выводу источника (включив переключатель на рисунке ОП), отрицательный вывод конденсатора будет «сдвинут вниз» на Vcc.

Наконец, если мы подключим отрицательный вывод конденсатора к положительному выводу источника, положительный вывод конденсатора будет «сдвинут вверх» на Vcc… и его напряжение (относительно земли) будет 2Vcc.Это означает, что два источника напряжения подключены последовательно в одном направлении. Эту идею используют в емкостных умножителях напряжения.

Итак, уникальное свойство этой схемы состоит в том, что она может создавать напряжение за пределами диапазона, ограниченного шинами питания — ниже отрицательной шины и выше положительной шины. Это достигается путем последовательного подключения заряженного конденсатора к источнику напряжения.

Конечно, конденсатор постепенно разряжается, и его нужно время от времени перезаряжать (как при обновлении в SRAM).Поэтому выше я назвал этот трюк «динамическим». Таким образом, его можно применять в цепях переменного тока.

отрицательный ток для разряда конденсатора

Недавно мне захотелось вернуться назад и понять основы того, откуда пришли уравнения заряда и разряда конденсатора / резистора. После беглого просмотра в Интернете было легко найти и понять простую схему зарядки конденсатора от фиксированного постоянного напряжения через резистор. Не так-то просто было найти многое при выводе уравнения разряда.

Наконец меня осенило, что математическое моделирование должно выполняться таким образом, чтобы отражать реальный оригинал. Итак, мой (успешный) подход был таким:

[! [Введите описание изображения здесь] [1]] [1]

Простая схема, состоящая из конденсатора «C», начинающегося с заряда Vx, подключенного параллельно резистору «R». Напряжение на конденсаторе (в любой момент времени) обозначается Vc. Следовательно, $$ Vc = Vr $$ И закон Ома гласит, что $$ Vr = (R) (Ir) $$.

Вот где все это имело для меня смысл: начиная с
$$ Ir = Ic $$ и $$ Ic = C \ left (\ frac {\ Delta (Vc)} {\ Delta (t)} \ right) $$ Очень важно понимать, что поскольку конденсатор разряжается, его напряжение Vc уменьшается со временем.И волшебная серебряная пуля заключается в том, что, поскольку Vc уменьшается с увеличением времени t, \ $ \ frac {\ Delta (Vc)} {\ Delta (t)} \ $, очевидно, должно быть отрицательным значением. Не требуется PSC (соглашение о пассивных знаках); ни ASC (Active Sign Convention) вообще не нужны.

$$ Vc = RC \ frac {- \ Delta (Vc)} {\ Delta (t)} $$

После прохождения тех же движений (математически говоря), чтобы получить уравнения заряда конденсатора, получается правильное уравнение разряда.

Возможно, приведенное выше не является «правильным» способом объяснения / анализа схемы разряда, но это действительно работает, и это работает для меня.Возможно, вы тоже сочтете это приемлемым.

Для тех, кто хочет увидеть остальные пропущенные шаги выше, вот они:

$$ Vc = Vr $$ $$ Vc = (R) (Ir) $$ $$ Ir = Ic \ quad и \ quad Ic = C \ frac {- \ Delta (Vc)} {\ Delta (t)} $$ $$ Следовательно, \ quad Vc = RC \ frac {- \ Delta (Vc)} {\ Delta (t)} $$ $$ \ Delta (t) = \ frac {RC} {Vc} (- \ Delta (Vc)) $$ $$ \ int \ Delta (t) = \ int \ frac {-RC} {Vc} \ Delta (Vc) $$ $$ \ int \ Delta (t) = (-RC) \ int \ frac {1} {Vc} \ Delta (Vc) $$ $$ t = (-RC) (ln (Vc)) \; + K $$ $$ At \ quad t = 0, \ quad K = (RC) (ln (Vx)) $$ $$ Следовательно, \ quad t = (-RC) (ln (Vc)) + (RC) (ln (Vx)) $$ $$ \ frac {t} {RC} = (ln (Vx)) — (ln (Vc)) $$ $$ e ^ \ frac {t} {RC} = \ frac {Vx} {Vc} $$ И наконец, $$ Vc = (Vx) (e ^ \ frac {-t} {RC}) $$

Чтобы ответить на первоначальный вопрос: «Почему это уравнение не является действительной отправной точкой для вывода уравнения разряда конденсатора через резистор?» —>

Уравнение $$ Vc (t) — \ left (RC \ frac {dVc (t)} {dt} \ right) = 0 $$ можно переписать как $$ Vc (t) = \ left (RC \ frac { dVc (t)} {dt} \ right) $$ Таким образом, \ $ Vc (t) \ $ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ со временем, потому что член \ $ \ frac {dVc (t)} {dt} \ $ положительный.Поскольку \ $ Vc (t) \ $ на самом деле УМЕНЬШАЕТСЯ со временем, исходное уравнение неверно.

Евгений

1709221531c

 

  [1]: https://i.stack.imgur.com/S7fQJ.png
  

Исследователи зафиксировали изображение отрицательной емкости в действии

На этом изображении показана отрицательная емкость в действии. В сегнетоэлектрическом слое в верхней части изображения область сердцевины имеет более высокую энергию, чем другие области.Здесь местная диэлектрическая проницаемость отрицательна. Предоставлено: Пабло Гарсия Фернандес и Хавьер Хункера, Университет Кантабрии.

Впервые международная группа исследователей визуализировала микроскопическое состояние отрицательной емкости. Этот новый результат дает исследователям фундаментальное атомистическое понимание физики отрицательной емкости, которая может иметь далеко идущие последствия для энергоэффективной электроники.

Группа ученых, возглавляемая учеными из Калифорнийского университета в Беркли, описывает свои результаты в статье, опубликованной в выпуске журнала Nature от 14 января.

Конденсаторы — это простые устройства, которые могут накапливать электрический заряд. Их емкость или способность накапливать электрическую энергию определяется тем, насколько изменяется заряд конденсатора, когда он подключен к источнику напряжения, например, к батарее. Отрицательная емкость возникает, когда изменение заряда вызывает изменение сетевого напряжения на материале в противоположном направлении; так что снижение напряжения приводит к увеличению заряда.

«В результате противоположное соотношение между зарядом и напряжением может локально увеличить напряжение на обычном диэлектрическом материале», — сказал Сайиф Салахуддин, профессор электротехники и компьютерных наук, возглавлявший общие усилия.«Полученное« усиление »напряжения можно было бы использовать для снижения требований к напряжению питания в транзисторе, тем самым делая компьютеры и другие электронные устройства более энергоэффективными».

Поскольку мы все больше полагаемся на компьютеры для выполнения повседневных задач, энергия, необходимая для работы этих систем, становится существенной. Исследования показывают, что общее потребление электроэнергии мировыми центрами обработки данных эквивалентно 10 процентам всей электроэнергии, потребляемой в Соединенных Штатах. «Именно здесь новое физическое явление, такое как отрицательная емкость, может предоставить совершенно новый набор инструментов для повышения энергоэффективности наших компьютеров», — сказал Салахуддин.

В 2008 году Салахуддин теоретически предсказал, что состояние отрицательной емкости можно локально стабилизировать в сегнетоэлектрическом материале, поместив его вместе с другим обычным диэлектриком или изоляционным материалом. Но до недавнего времени это явление можно было обнаружить только косвенно.

Работа в этой статье непосредственно отражает отрицательную емкость в атомарно совершенной сверхрешетке сегнетоэлектрической-диэлектрической гетероструктуры, синтезированной группой Рамамурти Рамеша, профессора физики, материаловедения и инженерии.Используя самые современные методы визуализации, исследователи нанесли на карту поляризацию, а также электрическое поле с атомным разрешением. Это позволило им оценить локальную плотность энергии, которая ясно показала области, где кривизна плотности энергии отрицательна, что указывает на стабилизацию установившейся отрицательной емкости.

Такие же результаты были получены с помощью самых современных методов моделирования. Салахуддин отмечает, что слияние экспериментальных наблюдений и теоретических расчетов обеспечивает конкретное подтверждение концепции отрицательной емкости, а также атомистическую картину материала в этом состоянии.

«Мы считаем, что микроскопическое понимание отрицательной емкости, полученное в этой работе, позволит исследователям разработать высокоэффективные транзисторы, которые могут использовать отрицательную емкость наиболее оптимальным образом», — сказал Салахуддин. «Однако значение нашей работы выходит далеко за рамки транзисторов. Отрицательная емкость может найти применение в батареях, суперконденсаторах и нетрадиционных электромагнитных устройствах».

---

Обнаружена отрицательная емкость

---

Дополнительная информация: Аджай К.Ядав и др. Установившаяся отрицательная емкость с пространственным разрешением, Nature (2019). DOI: 10.1038 / s41586-018-0855-у Предоставлено Национальная лаборатория Лоуренса Беркли

Ссылка : Исследователи сделали снимок отрицательной емкости в действии (21 января 2019 г.) получено 8 августа 2021 г. с https: // физ.org / news / 2019-01-capture-image-negative-capacity-action.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Конденсатор

Конденсатор

Конденсатор

Емкость

Конденсатор — это устройство для хранения разделенного заряда.Нет единого электронного компонента сегодня играет более важную роль, чем конденсатор. Это устройство используется для хранить информацию в памяти компьютера, регулировать напряжение в источниках питания, для создания электрических полей, для хранения электрической энергии, для обнаружения и производить электромагнитные волны и измерять время. Любые два проводника, разделенные изолирующей средой, образуют конденсатор.

А Параллельно-пластинчатый конденсатор состоит из двух пластин, разделенных тонкой изоляционной материал, известный как диэлектрик .В параллельной пластине электроны конденсатора переносятся с одной параллельной пластины на другую.

Мы уже показали, что электрическое поле между пластинами постоянно с величиной E = σ / ε ₀ и указывает от положительной пластины к отрицательной.

Следовательно, разность потенциалов между отрицательной и положительной пластинами равна предоставлено

∆U = U _полож. — U _отриц. = -q ∫ _отриц. ^полож. E · d r = q E d.

При интегрировании d r указывает от отрицательной к положительной пластине в противоположном направлении от E . Следовательно, E · d r = -Edr, и знаки минус отменяют.
Положительный пластина имеет более высокий потенциал, чем отрицательная пластина.

Силовые линии и эквипотенциальные линии для Постоянное поле между двумя заряженными пластинами показано справа. Одна пластина конденсатора удерживает положительный заряд Q, а другая — отрицательный заряд -Q.Заряд Q на пластинах пропорционален потенциалу разность V на двух пластинах. Модель емкость C — пропорциональная константа,

Q = CV, C = Q / V.

C зависит от геометрии конденсатора и типа диэлектрического материала. использовал. Емкость параллельного пластинчатого конденсатора с двумя пластинами площадью А расстояние d и отсутствие диэлектрического материала между пластинами составляет

C = ε ₀ A / d.

(Электрическое поле E = σ / ε ₀ . Напряжение V = Ed = σd / ε ₀ . Заряд Q = σA. Следовательно, Q / V = σAε ₀ / σd = Aε ₀ / d.)
Емкость в системе СИ является Кулон / Вольт = Фарад (Ф).
Типичный конденсаторы имеют емкость в диапазоне от пикофарад до микрофарад.

Емкость говорит нам, сколько заряда устройство хранит для данного Напряжение. Диэлектрик между проводниками увеличивает емкость конденсатор.Молекулы диэлектрического материала поляризованы в поле между двумя проводниками. Весь отрицательный и положительный заряд диэлектрик смещен на небольшую величину друг относительно друга. Этот приводит к эффективному положительному поверхностному заряду на одной стороне диэлектрика. и отрицательный поверхностный заряд на другой стороне диэлектрика. Эти эффективные поверхностные заряды на диэлектрике создают электрическое поле, которое противостоит полю, создаваемому поверхностными зарядами на проводниках, и, таким образом, снижает напряжение между проводниками.Чтобы поддерживать напряжение, больше заряда необходимо надеть на проводники. Таким образом, конденсатор накапливает больше заряда в течение заданное напряжение. Диэлектрическая проницаемость κ — это отношение напряжения V ₀ между проводниками без диэлектрика до напряжение V с диэлектриком, κ = V ₀ / V, для данного количества заряда Q на проводниках.

На диаграмме выше такое же количество заряда Q на проводников приводит к меньшему полю между пластинами конденсатора с диэлектрик.Чем выше диэлектрическая проницаемость κ, тем больше заряда может хранить конденсатор при заданном напряжении. Для параллельной пластины конденсатор с диэлектриком между пластинами, емкость

C = Q / V = ​​κQ / V ₀ = κε ₀ A / d = εA / d,

, где ε = κε ₀ . Статическая диэлектрическая проницаемость любого материала всегда больше 1.

Типичные диэлектрические постоянные

Материал Диэлектрическая проницаемость Воздух 1.00059 Силикат алюминия от 5,3 до 5,5 Бакелит 3,7 Пчелиный воск (желтый) 2,7 Бутилкаучук 2,4 Formica XX 4,00 Германий 16 Стекло от 4 до 10 Гуттаперча 2.6 Масло Halowax 4,8 Кел-Ф 2,6 Люцит 2,8 Слюда от 4 до 8 Micarta 254 от 3,4 до 5,4 Майлар 3,1 Неопреновый каучук 6,7 Нейлон 3.00

Материал Диэлектрическая проницаемость Бумага 1,5 до 3 Парафин от 2 до 3 Оргстекло 3,4 Полиэтилен 2,2 Полистирол 2,56 Фарфор 5-7 Стекло Pyrex 5.6 кварцевый от 3,7 до 4,5 Силиконовое масло 2,5 Стеатит от 5,3 до 6,5 Титанат стронция 233 Тефлон 2,1 Tenite от 2,9 до 4,5 Вакуум 1,00000 Вазелин 2.16 Вода (дистиллированная) от 76,7 до 78,2 Дерево от 1,2 до 2,1

Если диэлектрик с диэлектрической проницаемостью κ вставляется между пластинами параллельной пластины конденсатора, а напряжение поддерживается постоянным аккумулятором, заряд Q на пластинах увеличивается в κ раз. Батарея перемещает больше электронов с положительной пластины на отрицательную. Величина электрического поля между пластинами E = V / d остается неизменной. такой же.

Если диэлектрик вставлен между пластинами параллельной пластины конденсатор, и заряд на пластинах остается прежним, потому что конденсатор отключается от АКБ, то напряжение V уменьшается в раз из κ, а электрическое поле между пластиной E = V / d уменьшается в 2 раза. κ.

---

Энергия, запасенная в конденсаторе

Энергия U, запасенная в конденсаторе, равна работе W сделано при разделении заряды на проводниках.Чем больше заряда уже накоплено на пластинах, тем необходимо проделать больше работы по разделению дополнительных сборов из-за сильного отталкивание между одноименными зарядами. При заданном напряжении требуется бесконечно малое объем работы ∆W = V∆Q для отделения дополнительной бесконечно малой суммы заряда ∆Q.
(Напряжение V — это количество работы на единицу заряда.)
Поскольку V = Q / C, V увеличивается линейно с Q. Общая работа, проделанная при зарядке конденсатора является

W = ∫ ₀ ^Qf VdQ = ∫ ₀ ^Qf (Q / C) dQ = ½ (Q _f ² / C) = ½VQ _F = V _{среднее значение} Q _f
Используя Q = CV, мы также можем написать U = ½ (Q ² / C) или U = ½CV ² .

Задача:

Каждая ячейка памяти компьютера содержит конденсатор для хранения заряда. Сохраняемый или не сохраняемый заряд соответствует двоичным цифрам 1 и 0. Для более плотной упаковки ячеек в пластины конденсатора установлены вертикально вдоль стенок траншеи выгравирован на кремниевом чипе. Если у нас емкость 50 фемтоФарад = 50 * 10 ^-15 F и каждая пластина имеет площадь 20 * 10 ^-12 м ² (траншеи микронного размера), что такое разделение пластин?

Решение:

• Рассуждение:
  Емкость параллельного пластинчатого конденсатора с двумя пластинами площадью А расстояние между пластинами равно d и отсутствие диэлектрического материала C = ε ₀ A / d.
• Детали расчета:
  C = ε ₀ A / d, d = ε ₀ A / C = (8,85 * 10 ^-12 * 20 * 10 ^-12 / (50 * 10 ^-15 )) м = 3,54 * 10 ^-9 м.
  Типичные атомные размеры порядка 0,1 нм, поэтому траншея находится на порядка 30 атомов в ширину.

Ссылка: PhET Конденсаторная лаборатория (базовая)

---

Для любого изолятора существует максимальное поддерживаемое электрическое поле без ионизации молекул.Для конденсатора это означает, что есть максимально допустимое напряжение, которое может быть приложено к проводникам. Этот максимальное напряжение зависит от диэлектрика в конденсаторе. Соответствующие максимальное поле E _b называется диэлектрической прочностью материала. Для более сильных полей конденсатор « выходит из строя » (аналогично коронный разряд) и обычно разрушается. Большинство конденсаторов, используемых в электрических схемы имеют как емкость, так и номинальное напряжение.Это напряжение пробоя В _б относится к диэлектрической прочности E _b . Для параллельной пластины конденсатор у нас V _b = E _b d.

Материал	Диэлектрическая прочность (В / м)
Воздух	3 * 10 6
Бакелит	24 * 10 6
Неопреновый каучук	12 * 10 6
Нейлон	14 * 10 6
Бумага	16 * 10 6
Полистирол	24 * 10 6
Стекло Pyrex	14 * 10 6
кварцевый	8 * 10 6
Силиконовое масло	15 * 10 6
Титанат стронция	8 * 10 6
Тефлон	60 * 10 6

---

Последовательные или параллельные конденсаторы

Конденсатор — это устройство для хранения разделенного заряда и, следовательно, для хранения электростатическая потенциальная энергия.Цепи часто содержат более одного конденсатора.

Рассмотрим два конденсатора, подключенных параллельно , как показано справа

Когда батарея подключена, электроны будут течь до тех пор, пока потенциал точки А не станет равным. такой же, как потенциал положительной клеммы аккумулятора и потенциал точки B равен потенциалу отрицательной клеммы аккумулятора. Таким образом, разность потенциалов между пластинами обоих конденсаторов составляет V _A — V _B = V _bat .У нас C ₁ = Q ₁ / V _bat и C ₂ = Q ₂ / V _bat , где Q ₁ — заряд конденсатора C ₁ , а Q ₂ — заряд конденсатора С ₂ . Пусть C — эквивалентная емкость двух конденсаторов. параллельно, то есть C = Q / V _bat , где Q = Q ₁ + Q ₂ . Тогда C = (Q ₁ + Q ₂ ) / V _bat = C ₁ + C ₂ .

Для конденсаторов, включенных параллельно, емкости складываются. Более двух конденсаторы у нас
C = C ₁ + C ₂ + C ₃ + С ₄ + ….

---

Рассмотреть два конденсатора серии , как показано справа.
Пусть Q представляют собой общий заряд на верхней пластине C ₁ , который затем вызывает заряд -Q на его нижней пластине. Заряд на нижней пластине C ₂ будет -Q, что, в свою очередь, индуцирует заряд + Q на своей верхней пластине, как показано.
Пусть V ₁ и V ₂ представляют собой разности потенциалов между пластины конденсаторов С ₁ и С ₂ соответственно.
Затем V ₁ + V ₂ = V _bat , или (Q / C ₁ ) + (Q / C ₂ ) = Q / C или (1 / C ₁ ) + (1 / C ₂ ) = 1 / C.

Более двух конденсаторы последовательно имеем
1 / C = 1 / C ₁ + 1 / C ₂ + 1 / C ₃ + 1 / C ₄ +….
где C эквивалентно емкость двух конденсаторов.
Для конденсаторов последовательно величина, обратная их эквивалентной емкости, равна сумме обратных величин их индивидуальные емкости.

Задача:

Какую общую емкость можно получить, подключив 5 мкФ и 8 мкФ конденсатор вместе?

Решение:

• Рассуждение:
  Мы можем подключать конденсаторы последовательно или параллельно.
  Чтобы получить наибольшую емкость, мы необходимо подключить конденсаторы параллельно.
  Чтобы получить наименьшую емкость, мы должны подключить конденсаторы последовательно.
• Детали расчета:
  Параллельное подключение конденсаторов:
  C _{наибольший} = (5 + 8) мкФ = 13 мкФ.
  Последовательное соединение конденсаторов.
  1 / C _{наименьшее} = (1/5 + 1/8) (мкФ) ^-1 = 13 / (40 мкФ) = 0,325 / мкФ.
  C _{наименьший} = 40/13 мкФ = 3.077 мкФ.

---

Модуль 5: Вопрос 2:

(a) Конденсатор с параллельными пластинами изначально имеет напряжение 12 В и остается подключенным к батарее. Если теперь расстояние между пластинами увеличено вдвое, что бывает?
(b) Конденсатор с параллельными пластинами первоначально подключается к батарее, а пластины удерживают заряд ± Q. Затем аккумулятор отключается. Если расстояние между пластинами равно теперь вдвое, что происходит?

Подсказка: аккумулятор является зарядным насосом.Может качать заряд с одной пластины к другому, чтобы поддерживать постоянную разность потенциалов.
Нет батареи <--> нет зарядного насоса. Заряд не может перемещаться с одной пластины на Другой.

Обсудите это со своими однокурсниками на дискуссионном форуме!

Сегнетоэлектрическая отрицательная емкость | Nature Reviews Материалы

1.

Ландау Л. и Лифшиц Е. Электродинамика сплошных сред (Пергамон, 1960).

2.

Верман, Л. К. Отрицательные константы цепи. Proc. Inst. Radio Eng. 19 , 676–681 (1931).

Google Scholar

3.

Бер Л. и Тарпли Р. Разработка резисторов для точных высокочастотных измерений. Proc. Inst. Radio Eng. 20 , 1101–1113 (1932).

Google Scholar

4.

Терман, Ф. Э. Цепи с переменным реактивным сопротивлением. Патент США 1950759 (1934).

5.

Харти, Дж. Влияние деполяризаторов на фотоэлектрический эффект в клетках, содержащих реактивы Гриньяра. J. Phys. Chem. 39 , 355–370 (1935).

CAS Google Scholar

6.

Bening, F. Negative Widerstände in Elektronischen Schaltungen (Verlag Technik, 1971).

7.

Ландауэр Р. Может ли емкость быть отрицательной? Собирать. Феном. 2 , 167–170 (1976).

Google Scholar

8.

Братковский А.М., Леванюк А.П. Очень большой диэлектрический отклик тонких сегнетоэлектрических пленок с мертвыми слоями. Phys. Ред. B 63 , 2–5 (2001).

Google Scholar

9.

Братковский А.М., Леванюк А.П. Деполяризующее поле и «настоящие» петли гистерезиса в нанометровых сегнетоэлектрических пленках. Заявл. Phys. Lett. 89 , 253108 (2006).

Google Scholar

10.

Салахуддин, С. и Датта, С. Использование отрицательной емкости для усиления напряжения для маломощных наноразмерных устройств. Nano Lett. 8 , 405–410 (2008).

CAS Google Scholar

11.

Жирнов В. В., Кавин Р. К. Наноэлектроника: на помощь приходит отрицательная емкость? Nat. Nanotechnol. 3 , 77–78 (2008).

CAS Google Scholar

12.

Тайс, Т. Н. и Соломон, П. М. Пришло время заново изобрести транзистор! Наука 327 , 1600–1601 (2010).

CAS Google Scholar

13.

Catalan, G., Хименес, Д. и Груверман, А. Сегнетоэлектрики: обнаружена отрицательная емкость. Nat. Матер. 14 , 137–139 (2015).

CAS Google Scholar

14.

Ионеску, А. М. Отрицательная емкость дает положительный импульс. Nat. Nanotechnol. 13 , 7–8 (2018).

CAS Google Scholar

15.

Boescke, T. S. et al. Фазовые переходы в сегнетоэлектрическом оксиде гафния, легированном кремнием. Заявл. Phys. Lett. 99 , 112904 (2011).

Google Scholar

16.

Müller, J. et al. Сегнетоэлектричество в простом двойном ZrO ₂ и HfO ₂ . Nano Lett. 12 , 4318–4323 (2012).

Google Scholar

17.

Mueller, S. et al. Зарождение сегнетоэлектричества в тонких пленках HfO ₂ , легированных алюминием. Adv. Функц. Матер. 22 , 2412–2417 (2012).

CAS Google Scholar

18.

Park, M.H. et al. Сегнетоэлектричество и антисегнетоэлектричество легированных тонких пленок на основе HfO ₂ . Adv. Матер. 27 , 1811–1831 (2015).

CAS Google Scholar

19.

Abele, N. et al. MOSFET-транзистор с подвесным затвором: новые функции mems в твердотельном mos-транзисторе.Представлено в 2005 г. IEEE International Electron Devices Meeting (2005).

20.

Джайн А. и Алам М. А. Ограничения устойчивости определяют минимальный подпороговый размах полевого транзистора с отрицательной емкостью. IEEE Trans. Электронные устройства 61 , 2235–2242 (2014).

Google Scholar

21.

Li, L. et al. Очень большое увеличение емкости в двумерной электронной системе. Наука 332 , 825–828 (2011).

CAS Google Scholar

22.

Кано, А. и Хименес, Д. Многодоменное сегнетоэлектричество как ограничивающий фактор для усиления напряжения в сегнетоэлектрических полевых транзисторах. Заявл. Phys. Lett. 97 , 10–12 (2010).

Google Scholar

23.

Мета, Р. Р., Сильверман, Б. Д.И Джейкобс, Дж. Т. Поля деполяризации в тонких сегнетоэлектрических пленках. J. Appl. Phys. 44 , 3379–3385 (1973).

CAS Google Scholar

24.

Джункера, Дж. И Госес, П. Критическая толщина сегнетоэлектричества в сверхтонких пленках перовскита. Природа 422 , 506–509 (2003).

CAS Google Scholar

25.

Стенгель М. и Спалдин Н. А. Происхождение мертвого диэлектрического слоя в конденсаторах нанометрового размера. Nature 443 , 679–682 (2006).

CAS Google Scholar

26.

Neaton, J. B. & Rabe, K. M. Теория усиления поляризации в эпитаксиальных сверхрешетках BaTiO ₃ / SrTiO ₃ . Заявл. Phys. Lett. 82 , 1586–1588 (2003).

CAS Google Scholar

27.

Dawber, M. et al. Настройка свойств искусственно слоистых сегнетоэлектрических сверхрешеток. Adv. Матер. 19 , 4153 (2007).

CAS Google Scholar

28.

Saeidi, A. et al. Полевые транзисторы с отрицательной емкостью; согласование емкости и негистерезисный режим. Представлено на 47-й Европейской конференции по исследованиям твердотельных устройств (ESSDERC) (2017).

29.

Де Гервиль Ф., Лукьянчук И., Лахоче Л. и Эль Марсси М. Моделирование сегнетоэлектрических доменов в тонких пленках и сверхрешетках. Mater. Sci. Англ. B 120 , 16–20 (2005).

Google Scholar

30.

Лукьянчук И., Сене А., Винокур В. М. Электродинамика сегнетоэлектрических пленок с отрицательной емкостью. Phys. Ред. B 98 , 024107 (2018).

Google Scholar

31.

ñiguez et al. Общая теория сегнетоэлектрической отрицательной емкости. В прессе (2019).

32.

Зубко П. и др. Отрицательная емкость в многодоменных сегнетоэлектрических сверхрешетках. Nature 534 , 524–528 (2016).

CAS Google Scholar

33.

Yadav, A. K. et al. Установившаяся отрицательная емкость с пространственным разрешением. Nature 565 , 468–471 (2019).

Google Scholar

34.

Пономарева И., Беллаиче Л., Реста Р. Диэлектрические аномалии в сегнетоэлектрических наноструктурах. Phys. Rev. Lett. 99 , 227601 (2007).

CAS Google Scholar

35.

Лукьянчук, И., Тихонов, Ю., Сене, А., Разумная, А., Винокур, В. М. Использование сегнетоэлектрических доменов для отрицательной емкости. Commun. Phys. 2 , 22 (2019).

Google Scholar

36.

Ricinschi, D. et al. Анализ сегнетоэлектрического переключения в конечных средах как фазового перехода типа Ландау. J. Phys. Конденс. Дело , , 10, , 477 (1998).

CAS Google Scholar

37.

Khan, A. I. et al. Отрицательная емкость сегнетоэлектрического конденсатора. Nat. Матер. 14 , 182–186 (2015).

CAS Google Scholar

38.

Нг, К., Хиллениус, С. Дж. И Груверман, А. Переходный характер отрицательной емкости в сегнетоэлектрических полевых транзисторах. Solid State Commun. 265 , 12–14 (2017).

CAS Google Scholar

39.

Чанг, С.-К., Авчи, У. Э., Никонов, Д. Э., Манипатруни, С. и Янг, И. А. Физическое происхождение переходной отрицательной емкости в сегнетоэлектрическом конденсаторе. Phys. Rev. Appl. 9 , 014010 (2018).

CAS Google Scholar

40.

Hoffmann, M. et al. Сегнетоэлектрическая доменная динамика с отрицательной емкостью. J. Appl. Phys. 123 , 184101 (2018).

Google Scholar

41.

Hoffmann, M., Pesic, M., Slesazeck, S., Schroeder, U. & Mikolajick, T. О стабилизации сегнетоэлектрической отрицательной емкости в наноразмерных устройствах. Наноразмер 10 , 10891–10899 (2018).

CAS Google Scholar

42.

Ducharme, S. et al. Собственное сегнетоэлектрическое коэрцитивное поле. Phys. Rev. Lett. 84 , 175–178 (2000).

CAS Google Scholar

43.

Даубер М., Рабе К. и Скотт Дж. Ф. Физика тонкопленочных сегнетоэлектрических оксидов. Ред. Мод. Phys. 77 , 1083–1130 (2005).

CAS Google Scholar

44.

Highland, M. J. et al. Переключение поляризации без образования доменов при собственном коэрцитивном поле в сверхтонком сегнетоэлектрике PbTiO ₃ . Phys. Rev. Lett. 105 , 167601 (2010).

Google Scholar

45.

Mankowsky, R., von Hoegen, A., Först, M. & Cavalleri, A. Сверхбыстрая инверсия сегнетоэлектрической поляризации. Phys. Rev. Lett. 118 , 197601 (2017).

CAS Google Scholar

46.

Song, S.J. et al. Альтернативные интерпретации уменьшения напряжения с увеличением заряда в сегнетоэлектрических конденсаторах. Sci. Отчет 6 , 1–6 (2016).

Google Scholar

47.

Kim, Y.J. et al. Падение напряжения в сегнетоэлектрическом однослойном конденсаторе из-за замедленного зарождения доменов. Nano Lett. 17 , 7796–7802 (2017).

CAS Google Scholar

48.

Саха, А. К., Датта, С. и Гупта, С. К. «Отрицательная емкость» в цепях резистор-сегнетоэлектрик и сегнетоэлектрик-диэлектрик: кажущаяся или внутренняя? J. Appl. Phys. 123 , 105102 (2018).

Google Scholar

49.

Слука Т., Мокри П. и Сеттер Н. Статическая отрицательная емкость ядра сегнетоэлектрического нанодомена. Заявл. Phys. Lett. 111 , 152902 (2017).

Google Scholar

50.

Саха А., Шарма П., Дабо И., Датта С. и Гупта С. Модель сегнетоэлектрического транзистора, основанная на самосогласованном решении 2-го уравнения Пуассона, неравновесной функции Грина и многодоменных уравнений Ландау Халатникова . Представлено на собрании электронных устройств 2017 г. (IEDM) (2017).

51.

Смит, С., Чаттерджи, К. и Салахуддин, С. Многодоменное моделирование фазового поля переходных процессов переключения отрицательной емкости. IEEE Trans. Электронные устройства 65 , 295–298 (2017).

Google Scholar

52.

Hoffmann, M. et al. Сегнетоэлектрическая доменная динамика с отрицательной емкостью. Заявл. Phys. Ред. 123 , 184101 (2018).

Google Scholar

53.

Йоншер А. К. Физическое происхождение отрицательной емкости. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 2 82 , 75 (1986).

CAS Google Scholar

54.

Ершов М. и др. Эффект отрицательной емкости в полупроводниковых приборах. IEEE Trans. Электронные устройства 45 , 2196–2206 (1998).

Google Scholar

55.

Kim, D. J. et al. Релаксация поляризации, индуцированная полем деполяризации в сверхтонких сегнетоэлектрических конденсаторах BaTiO ₃ . Phys. Rev. Lett. 95 , 237602 (2005).

CAS Google Scholar

56.

Зубко П. и др. О сохранении полярных доменов в сверхтонких сегнетоэлектрических конденсаторах. J. Phys .: Condens. Дело 29 , 284001 (2017).

Google Scholar

57.

Islam Khan, A. et al. Экспериментальные доказательства наличия сегнетоэлектрической отрицательной емкости в наноразмерных гетероструктурах. Заявл. Phys. Lett. 99 , 113501 (2011).

Google Scholar

58.

Appleby, D. J. R. et al. Экспериментальное наблюдение отрицательной емкости в сегнетоэлектриках при комнатной температуре. Nano Lett. 14 , 3864–3868 (2014).

CAS Google Scholar

59.

Gao, W. et al. Отрицательная емкость в сегнетоэлектрической сверхрешеточной гетероструктуре при комнатной температуре. Nano Lett. 14 , 5814–5819 (2014).

CAS Google Scholar

60.

Kim, Y. J. et al. Нарушение отрицательной емкости в двухслойной структуре Al ₂ O ₃ / BaTiO ₃ . Sci. Отчет 6 , 19039 (2016).

CAS Google Scholar

61.

Kim, Y. J. et al. Зависящие от времени эффекты отрицательной емкости в бислое Al ₂ O ₃ / BaTiO ₃ . Nano Lett. 16 , 4375–4381 (2016).

CAS Google Scholar

62.

Русу А., Саейди А. и Ионеску А. М. Условие отрицательного емкостного эффекта в устройствах металл – сегнетоэлектрик – диэлектрик – полупроводник. Нанотехнологии 27 , 115201 (2016).

Google Scholar

63.

Табата Х., Танака Х. и Каваи Т. Формирование искусственных сверхрешеток BaTiO ₃ / SrTiO ₃ с использованием импульсного лазерного осаждения и их диэлектрические свойства. Заявл. Phys. Lett. 65 , 1970–1972 (1994).

CAS Google Scholar

64.

Эрбиль А., Ким Ю. и Герхардт Р. А. Гигантская диэлектрическая проницаемость в эпитаксиальных сегнетоэлектрических гетероструктурах. Phys. Rev. Lett. 77 , 1628–1631 (1996).

CAS Google Scholar

65.

Корбетт, М. Х., Боуман, Р. М., Грегг, Дж. М. и Форд, Д.T. Повышение диэлектрической проницаемости и связанная с этим связь поляризационного поведения в тонкопленочных релаксорных сверхрешетках. Заявл. Phys. Lett. 79 , 815–817 (2001).

CAS Google Scholar

66.

Park, J. D. & Oh, T. S. Характеристики структуры Pt / SBT / ZrO ₂ / Si для металлических сегнетоэлектрических изоляторов, полупроводниковых полевых транзисторов. Integr. Сегнетоэлектр. 34 , 121–130 (2001).

CAS Google Scholar

67.

Kim, L., Jung, D., Kim, J., Kim, YS & Lee, J. Манипуляции с деформацией в BaTiO ₃ / SrTiO ₃ искусственная решетка в сторону высокой диэлектрической проницаемости и ее нелинейность . Заявл. Phys. Lett. 82 , 2118–2120 (2003).

CAS Google Scholar

68.

Catalan, G., O’Neill, D., Bowman, R.М. и Грегг, Дж. М. Релаксорные свойства в сегнетоэлектрических сверхрешетках: подход Максвелла – Вагнера. Заявл. Phys. Lett. 77 , 3078–3080 (2000).

CAS Google Scholar

69.

О’Нил, Д., Боуман, Р. М., Грегг, Дж. М. Диэлектрическое усиление и эффекты Максвелла – Вагнера в сегнетоэлектрических сверхрешеточных структурах. Заявл. Phys. Lett. 77 , 1520–1522 (2000).

Google Scholar

70.

Sun, F.-C., Kesim, M.T., Espinal, Y. & Alpay, S.P. Последовательно ли соединены сегнетоэлектрические многослойные конденсаторы? J. Mater. Sci. 51 , 499–505 (2016).

CAS Google Scholar

71.

Khan, A. I. et al. Отрицательная емкость в короткоканальных FinFET-транзисторах, подключенных извне к эпитаксиальному сегнетоэлектрическому конденсатору. IEEE Electron Device Lett. 37 , 111–114 (2016).

Google Scholar

72.

Jo, J. et al. Отрицательная емкость органического / сегнетоэлектрического конденсатора для реализации МОП-устройств с крутой коммутацией. Nano Lett. 15 , 4553–4556 (2015).

CAS Google Scholar

73.

Джо, Дж. И Шин, К. Полевой транзистор отрицательной емкости с безгистерезисной коммутацией менее 60 мВ / декада. IEEE Electron Device Lett. 37 , 245–248 (2016).

CAS Google Scholar

74.

Ko, E., Lee, H., Goh, Y., Jeon, S. & Shin, C. FinFET с отрицательной емкостью менее 60 мВ / декаду на основе гафния с длиной волны менее 10 нм. IEEE J. Electron Devices Soc. 5 , 10–13 (2017).

Google Scholar

75.

Saeidi, A. et al. Отрицательная емкость как усилитель производительности туннельных полевых транзисторов и полевых МОП-транзисторов: экспериментальное исследование. IEEE Electron Device Lett. 38 , 1485–1488 (2017).

CAS Google Scholar

76.

Saedi, S. et al. Влияние гистерезисной и негистерезисной отрицательной емкости на характеристики туннельных полевых транзисторов по постоянному току. Нанотехнологии 29 , 095202 (2018).

Google Scholar

77.

Сальваторе, Г. А., Буве, Д. и Ионеску, А. М. Демонстрация колебаний субпорогового уровня менее 60 мВ / декаду в Fe-FET с блоком затворов P (VDF-TrFE) / SiO ₂ . Представлено на конференции 2008 IEEE International Electron Devices Meeting (2008).

78.

Русу А., Сальваторе Г. А., Хименес Д. и Ионеску А. М. Полевой транзистор металл-сегнетоэлектрик-металл-оксид-полупроводник с подпороговым размахом ниже 60 мВ / декаду и внутренним усилением напряжения. Представлено на 2010 International Electron Devices Meeting (2010).

79.

Salvatore, G.A. et al. Сегнетоэлектрические транзисторы с улучшенными характеристиками при высоких температурах. Заявл. Phys. Lett. 97 , 053503 (2010).

Google Scholar

80.

Dasgupta, S. et al. Переключение Sub-kT / q при сильной инверсии в PbZr _0,52 Ti _0,48 O _{3 полевых транзистора с отрицательной емкостью с затвором} . IEEE J. Explor. Твердотельные вычисления. Схемы устройств 1 , 43–48 (2015).

Google Scholar

81.

Park, J.H. et al. Подпороговая крутизна Sub-kT / q с использованием отрицательной емкости в низкотемпературном поликристаллическом кремниевом тонкопленочном транзисторе. Sci. Реп. 6 , 24734 (2016).

CAS Google Scholar

82.

Mazet, L., Yang, SM, Kalinin, SV, Schamm-Chardon, S. & Dubourdieu, C. Обзор молекулярно-лучевой эпитаксии сегнетоэлектрических пленок BaTiO ₃ пленок на подложках Si, Ge и GaAs и их приложения. Sci. Technol. Adv. Матер. 16 , 036005 (2015).

Google Scholar

83.

Робертсон, Дж. И Чен, К. В. Высота барьера Шоттки для оксида тантала, титаната бария-стронция, титаната свинца и танталата висмута стронция. Заявл. Phys. Lett. 74 , 1168–1170 (1999).

CAS Google Scholar

84.

Cheng, C.H. & Chin, A. Низковольтный pMOSFET с крутым включением, использующий сегнетоэлектрический диэлектрик затвора с высоким κ . IEEE Electron Device Lett. 35 , 274–276 (2014).

CAS Google Scholar

85.

McGuire, F. A. et al. Устойчивое переключение ниже 60 мВ / декаду за счет эффекта отрицательной емкости в транзисторах MoS ₂ . Nano Lett. 17 , 4801–4806 (2017).

CAS Google Scholar

86.

Si, M. et al. Крутая отрицательная емкость без гистерезиса MoS ₂ транзисторов. Nat.Nanotechnol. 2017 , 1 (2017).

Google Scholar

87.

Krivokapic, Z. et al. 14-нм сегнетоэлектрическая технология finfet с крутым подпороговым наклоном для приложений со сверхнизким энергопотреблением. Представлено на конференции 2017 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) (2017).

88.

Krivokapic, Z. et al. Ncfet: возможности и проблемы для узлов с передовыми технологиями. Представлено на пятом симпозиуме по энергоэффективным электронным системам, прошедшему в 2017 году на Пятом симпозиуме в Беркли , семинар по крутым транзисторам (E3S) (2017).

89.

Мисирлиоглу, И. Б., Йылдыз, М. и Сендур, К. Доменное управление плотностью носителей на границе раздела полупроводник-сегнетоэлектрик. Sci. Отчет 5 , 14740 (2015).

CAS Google Scholar

90.

Мисирлиоглу, И. Б., Сен, К., Кесим, М. Т. и Алпай, С. П. Низковольтные сегнетоэлектрические-параэлектрические сверхрешетки в качестве материалов затворов для полевых транзисторов. J. Mater. Sci. 51 , 487–498 (2016).

CAS Google Scholar

91.

Frank, D. J. et al. Квантово-металлический сегнетоэлектрический полевой транзистор. IEEE Trans. Электронные устройства 61 , 2145–2153 (2014).

CAS Google Scholar

92.

Хан, А. И., Радхакришна, У., Чаттерджи, К., Салахуддин, С., Антониадис, Д. А. Поведение отрицательной емкости в излучающем сегнетоэлектрике. IEEE Trans. Электронные устройства 63 , 4416–4422 (2016).

Google Scholar

93.

Duarte, J. P. et al. Компактные модели плавниковых транзисторов с отрицательной емкостью: модели с сосредоточенным и распределенным зарядом. Представлено на конференции 2016 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) (2016).

94.

Пахва, Г., Датта, Т., Агарвал, А. и Чаухан, Ю.С. Физические представления о транзисторах с отрицательной емкостью в режимах без гистерезиса и гистерезиса: MFMIS по сравнению с MFIS-структурами. IEEE Trans. Электронные устройства 65 , 867–873 (2018).

CAS Google Scholar

95.

Стенгель М., Вандербильт Д. и Спалдин Н. А. Повышение сегнетоэлектричества на границах раздела металл-оксид. Nat. Матер. 8 , 392 (2009).

CAS Google Scholar

96.

Si, M., Yang, L., Zhou, H. & Ye, PD β-Ga ₂ O _{3 полевые транзисторы с наномембранной отрицательной емкостью и крутой подпороговой крутизной для широкозонной логики Приложения. ACS Omega 2 , 7136–7140 (2017).}

CAS Google Scholar

97.

Макгуайр, Ф. А., Ченг, З., Прайс, К. и Франклин, А. Д. Переключение менее 60 мВ / декаду в полевых транзисторах с 2D отрицательной емкостью со встроенным сегнетоэлектрическим полимером. Заявл. Phys. Lett. 109 , 093101 (2016).

Google Scholar

98.

Лю Ф.и другие. Транзисторы отрицательной емкости с однослойным черным фосфором. NPJ Quantum Mater. 1 , 16004 (2016).

Google Scholar

99.

Si, M. et al. Крутой полевой транзистор WSe ₂ с отрицательной емкостью. Nanoletters 18 , 3682–3687 (2018).

CAS Google Scholar

100.

Чжоу, Х.и другие. Отрицательная емкость, n-канальный, Si FinFET: двунаправленный, менее 60 мВ / дек, отрицательный DIBL, отрицательное дифференциальное сопротивление и улучшенный эффект короткого канала. Представлено на симпозиуме 2018 IEEE по технологии СБИС (2018).

101.

Kwon, D. et al. Улучшено подпороговое колебание и эффект короткого канала в n-канальных полевых транзисторах FDSOI с отрицательной емкостью. IEEE Electron Device Lett. 39 , 300–303 (2018).

CAS Google Scholar

102.

Ю., З. и др. Отрицательная емкость 2D MoS ₂ транзисторов с подпороговым размахом менее 60 мВ / дек более 6 порядков, плотностью тока 250 мкА / мкм и почти без гистерезиса. Представлено на конференции 2017 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) (2017).

103.

Houdt, J. V. & Roussel, P. Физическая модель крутого подпорогового наклона сегнетоэлектрических полевых транзисторов. IEEE Electron Device Lett. 39 , 877–880 (2018).

Google Scholar

104.

Сальваторе, Г. А., Русу, А. и Ионеску, А. М. Экспериментальное подтверждение зависимости отрицательной емкости от температуры в сегнетоэлектрических полевых транзисторах. Заявл. Phys. Lett. 100 , 163504 (2012).

Google Scholar

105.

Khan, A. I. et al. Усиление дифференциального напряжения за счет сегнетоэлектрической отрицательной емкости. Заявл. Phys. Lett. 111 , 253501 (2017).

Google Scholar

106.

Yadav, A. K. et al. Наблюдение полярных вихрей в оксидных сверхрешетках. Nature 530 , 198–201 (2016).

CAS Google Scholar

107.

Войдел, Дж. К. и Иньигес, Дж. Сегнетоэлектрические переходы на сегнетоэлектрических доменных стенках, найденные из первых принципов. Phys. Rev. Lett. 112 , 247603 (2014).

Google Scholar

108.

Хименес Д., Миранда Э. и Годой А. Аналитическая модель поверхностного потенциала и тока стока в полевых транзисторах с отрицательной емкостью. IEEE Trans. Электронные устройства 57 , 2405–2409 (2010).

Google Scholar

109.

Xiao, Y. et al. Моделирование электрических характеристик в сегнетоэлектрических полевых транзисторах с отрицательной емкостью, окружающей затвор. Заявл. Phys. Lett. 101 , 253511 (2012).

Google Scholar

110.

Yuan, Z. C. et al. Ограничения скорости переключения сегнетоэлектрических полевых транзисторов с отрицательной емкостью. IEEE Trans. Электронные устройства 63 , 4046–4052 (2016).

Google Scholar

111.

Цзян, К., Лян, Р., Ван, Дж. И Сюй, Дж. Исследование на основе моделирования двухзатворных беспереходных транзисторов с отрицательной емкостью и сегнетоэлектрическим диэлектриком затвора. Solid State Electron. 126 , 130–135 (2016).

CAS Google Scholar

112.

Лин, К.-И., Хан, А. И., Салахуддин, С. и Ху, К. Влияние изменения сегнетоэлектрических свойств на характеристики полевого транзистора с отрицательной емкостью. IEEE Trans. Электронные устройства 63 , 2197 (2016).

Google Scholar

113.

Азиз, А., Гош, С. Г., Датта, С. и Гупта, С. К. Физическая схема-совместимая spice-модель для сегнетоэлектрических транзисторов. IEEE Electron. Device Lett. 37 , 805 (2016).

CAS Google Scholar

114.

Li, Y., Kang, Y. & Gong, X. Оценка сегнетоэлектрического МОП-транзистора с отрицательной емкостью для аналоговых схем. IEEE Trans. Электронные устройства 64 , 4317–4321 (2017).

CAS Google Scholar

115.

Пахва Г., Датта Т., Агарвал А. и Чаухан Ю. С. Компактная модель сегнетоэлектрического транзистора с отрицательной емкостью со структурой MFIS. IEEE Trans. Электронные устройства 64 , 1366–1374 (2017).

Google Scholar

116.

Чаттерджи, К., Рознер, А. Дж. И Салахуддин, С. Предел собственной скорости транзисторов с отрицательной емкостью. IEEE Electron Device Lett. 38 , 1328–1330 (2017).

CAS Google Scholar

117.

Rasool, R., Rather, G. & ud-Din, N. Аналитическая модель электрических свойств конденсатора металл-сегнетоэлектрический изолятор отрицательной емкости на кремнии (MFIS). Integr. Сегнетоэлектр. 185 , 93–101 (2017).

CAS Google Scholar

118.

Zhang, X., Lam, K.-T., Low, K. L., Yeo, Y.-C. И Лян, Г.Моделирование полевых элементов в наномасштабе на основе полностью сложной зонной структуры и самосогласованного решения атомного потенциала. IEEE Trans. Электронные устройства 64 , 58–65 (2017).

CAS Google Scholar

Конденсаторы и емкость — AP Physics 2

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или несколько ваших авторских прав, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

.