Конденсатор для чайников

При решении задач на эту тему могут потребоваться все сведения, полученные при изучении электростатики: закон сохранения электрического заряда, понятия напряжённости поля и потенциала, сведения о поведении проводников в электростатическом поле, о напряжённости поля в диэлектриках, о законе сохранения энергии применительно к электростатическим явлениям. Основной формулой при решении задач на электроёмкость является формула Определите изменение заряда на обкладках конденсатора и энергии электрического поля. Согласно формуле Определите скорость, которую приобретает электрон, пролетая в конденсаторе путь от одной пластины к другой. Начальная скорость электрона равна нулю.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Я-чайник.Объясните мне пожалуйста,зачем нужны диод и конденсатор в этой схеме.
• Что такое конденсатор?
• Primary Menu
• Несколько вопросов чайника
• Ремонт компьютера своими руками
• Электролитический конденсатор
• Конденсатор для чайников. Что такое конденсатор?
• Принцип работы конденсатора
• III. Основы электродинамики
• Конденсатор для чайников. Что такое конденсатор?

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Все что нужно знать про конденсатор. Принцип работы, Маркировка, назначение

Я-чайник.Объясните мне пожалуйста,зачем нужны диод и конденсатор в этой схеме.

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Категории: Интересные факты , Практическая электроника Количество просмотров: Комментарии к статье: 9.

Конденсаторы: назначение, устройство, принцип действия. Во всех радиотехнических и электронных устройствах кроме транзисторов и микросхем применяются конденсаторы. В одних схемах их больше, в других меньше, но совсем без конденсаторов не бывает практически ни одной электронной схемы.

При этом конденсаторы могут выполнять в устройствах самые разные задачи.

Прежде всего, это емкости в фильтрах выпрямителей и стабилизаторов. С помощью конденсаторов передается сигнал между усилительными каскадами, строятся фильтры низких и высоких частот, задаются временные интервалы в выдержках времени и подбирается частота колебаний в различных генераторах.

Свою родословную конденсаторы ведут от лейденской банки , которую в середине XVIII века в своих опытах использовал голландский ученый Питер ван Мушенбрук. Жил он в городе Лейдене, так что нетрудно догадаться, почему так называлась эта банка. Собственно это и была обыкновенная стеклянная банка, выложенная внутри и снаружи оловянной фольгой — станиолем.

Использовалась она в тех же целях, как и современная алюминиевая, но тогда алюминий открыт еще не был. Единственным источником электричества в те времена была электрофорная машина, способная развивать напряжение до нескольких сотен киловольт. Вот от нее и заряжали лейденскую банку.

В учебниках физики описан случай, когда Мушенбрук разрядил свою банку через цепь из десяти гвардейцев взявшихся за руки. В то время никто не знал, что последствия могут быть трагическими.

Удар получился достаточно чувствительным, но не смертельным. До этого не дошло, ведь емкость лейденской банки была незначительной, импульс получился очень кратковременным, поэтому мощность разряда была невелика. Устройство конденсатора практически ничем не отличается от лейденской банки: все те же две обкладки, разделенные диэлектриком. Именно так на современных электрических схемах изображаются конденсаторы.

На рисунке 1 показано схематичное устройство плоского конденсатора и формула для его расчета. Все величины, входящие в формулу, указаны в системе СИ. Эта формула справедлива для простейшего плоского конденсатора: можно просто расположить рядом две металлические пластины, от которых сделаны выводы.

Диэлектриком может служить воздух. Из этой формулы можно понять, что емкость конденсатора тем больше, чем больше площадь пластин и чем меньше расстояние между ними. Для конденсаторов с другой геометрией формула может быть иной, например, для емкости одиночного проводника или электрического кабеля.

Но зависимость емкости от площади пластин и расстояния между ними та же, что и у плоского конденсатора: чем больше площадь и чем меньше расстояние, тем больше емкость. На самом деле пластины не всегда делаются плоскими.

У многих конденсаторов, например металлобумажных, обкладки представляют собой алюминиевую фольгу свернутую вместе с бумажным диэлектриком в плотный клубок, по форме металлического корпуса.

Для увеличения электрической прочности тонкая конденсаторная бумага пропитывается изолирующими составами, чаще всего трансформаторным маслом. Такая конструкция позволяет делать конденсаторы с емкостью до нескольких сотен микрофарад.

Примерно так же устроены конденсаторы и с другими диэлектриками. Формула не содержит никаких ограничений на площадь пластин S и расстояние между пластинами d. Если предположить, что пластины можно развести очень далеко, и при этом площадь пластин сделать совсем незначительной, то какая-то емкость, пусть небольшая, все равно останется. Подобное рассуждение говорит о том, что даже просто два проводника, расположенные по соседству, обладают электрической емкостью.

Этим обстоятельством широко пользуются в высокочастотной технике: в некоторых случаях конденсаторы делаются просто в виде дорожек печатного монтажа, а то и просто двух скрученных вместе проводков в полиэтиленовой изоляции.

Обычный провод—лапша или кабель также обладают емкостью, причем с увеличением длины она увеличивается. Кроме емкости C, любой кабель обладает еще и сопротивлением R. Оба этих физических свойства распределены по длине кабеля, и при передаче импульсных сигналов работают как интегрирующая RC — цепочка, показанная на рисунке 2. На рисунке все просто: вот схема, вот входной сигнал, а вот он же на выходе. Импульс искажается до неузнаваемости, но это сделано специально, для чего и собрана схема.

Пока же речь идет о влиянии емкости кабеля на импульсный сигнал. Здесь вполне уместно вспомнить историю о том, как прокладывали трансатлантический кабель. Первая попытка в году потерпела неудачу: телеграфные точки — тире прямоугольные импульсы искажались так, что на другом конце линии длиной км разобрать ничего не удалось.

Вторая попытка была предпринята в году. К этому времени английский физик У. Томпсон разработал теорию передачи данных по длинным линиям. В свете этой теории прокладка кабеля оказалась более удачной, сигналы принять удалось. За этот научный подвиг королева Виктория пожаловала ученого рыцарством и титулом лорда Кельвина.

Именно так назывался небольшой город на побережье Ирландии, где начиналась прокладка кабеля. Для большинства используемых диэлектриков, таких как воздух, лавсан, полиэтилен, фторопласт эта константа практически такая же, как у вакуума.

Но вместе с тем существует много веществ, диэлектрическая проницаемость которых намного выше. Если воздушный конденсатор залить ацетоном или спиртом, то его емкость возрастет раз в 15… Это вредное явление называется током утечки.

Поэтому для диэлектриков разрабатываются специальные материалы, которые позволяют при высокой удельной емкости конденсаторов обеспечивать приемлемые токи утечки. Именно этим и объясняется такое разнообразие видов и типов конденсаторов, каждый из которых предназначен для конкретных условий.

Такие конденсаторы работают хорошо только на низких частотах, чаще всего в фильтрах источников питания.

Электролитические конденсаторы включаются с соблюдением полярности. Электродами в таких конденсаторах является тонкая пленка из оксида металлов, поэтому часто эти конденсаторы называют оксидными. Тонкий слой воздуха между такими электродами не очень надежный изолятор, поэтому между оксидными обкладками вводится слой электролита. Чаще всего это концентрированные растворы кислот или щелочей.

Чтобы оценить размеры конденсатора рядом с ним сфотографировался простой спичечный коробок. В те времена, когда компьютеры были большими и назывались ЭВМ, такие конденсаторы стояли в дисководах по-современному HDD. Информационная емкость таких накопителей теперь может вызвать лишь улыбку: на двух дисках диаметром мм хранилось 5 мегабайт информации, а само устройство весило 54 кг. Основным назначением показанных на рисунке суперконденсаторов был вывод магнитных головок из рабочей зоны диска при внезапном отключении электроэнергии.

Такие конденсаторы могли хранить заряд несколько лет, что было проверено на практике. Чуть ниже с электролитическими конденсаторами будет предложено проделать несколько простых опытов, чтобы понять, что может делать конденсатор. Для работы в цепях переменного тока выпускаются неполярные электролитические конденсаторы, вот только достать их почему-то очень непросто. Если полярный электролитический конденсатор включить в цепь переменного тока, то сначала он будет греться, а потом раздастся взрыв.

Отечественные старые конденсаторы разлетались во все стороны, импортные же имеют специальное приспособление, позволяющее избежать громких выстрелов. Это, как правило, либо крестовая насечка на донышке конденсатора, либо отверстие с резиновой пробкой, расположенное там же. Очень не любят электролитические конденсаторы повышенного напряжения, даже если полярность соблюдена. Да, конечно можно, вот обратная замена недопустима. Разобраться с этим утверждением поможет простая схема, показанная на рисунке 4.

Главным действующим лицом этой схемы является электролитический конденсатор C достаточно большой емкости, чтобы процессы заряда — разряда протекали медленно, и даже очень наглядно. Это дает возможность наблюдать работу схемы визуально с помощью обычной лампочки от карманного фонаря. Фонари эти давно уступили место современным светодиодным, но лампочки для них продаются до сих пор. Поэтому, собрать схему и провести простые опыты очень даже просто. Возразить тут, вроде, нечего, но любая, даже самая простая вещь остается в голове надолго, если ее понимание пришло через руки.

Зарядный ток на схеме показан стрелкой с индексом iз. Процесс заряда конденсатора показан на рисунке 5. На рисунке видно, что напряжение на конденсаторе возрастает по кривой линии, в математике называемой экспонентой.

Ток заряда прямо-таки зеркально отражает напряжение заряда. По мере того, как напряжение на конденсаторе растет, ток заряда становится все меньше. И только в начальный момент соответствует формуле, показанной на рисунке. Через некоторое время конденсатор зарядится от 0В до напряжения источника питания, в нашей схеме до 4,5В.

Весь вопрос в том, как это время определить, сколько ждать, когда же конденсатор зарядится? В этой формуле просто перемножаются сопротивление и емкость последовательно соединенных резистора и конденсатора.

Если, не пренебрегая системой СИ, подставить сопротивление в Омах, емкость в Фарадах, то результат получится в секундах. Часто, пренебрегая системой СИ, подставляют в формулу сопротивление в Омах, а емкость в микрофарадах, тогда время получится в микросекундах. В нашем случае результат удобнее получить в секундах, для чего придется микросекунды просто умножить на миллион, а проще говоря, переместить запятую на шесть знаков влево.

Таким образом, придется подождать приблизительно 5 секунд, пока конденсатор зарядится полностью. Если по истечении указанного времени переключатель SA перевести в правое положение, то конденсатор C разрядится через лампочку EL.

В этот момент получится короткая вспышка, конденсатор разрядится и лампочка погаснет. Направление разряда конденсатора показано стрелкой с индексом iр.

Что такое конденсатор?

Итак, с проводками-токами-источниками разобрались. Теперь пробежимся по элементам. Сейчас я толкну телегу про конденсатор. Как через него ходит ток, если он представляет собой обрыв.

Физика для чайников Задача 1. Электроёмкость конденсатора, подключённого к источнику постоянного напряжения U = В, равна C1 = 5 пФ. Задача 2. Заряд конденсатора q = 3 • Кл. Ёмкость конденсатора С = 10 пФ.

Primary Menu

Заряд и разряд конденсатора. Конденсатор представляет собой устройство, способное накапливать электрические заряды. Простейшим конденсатором являются две металлические пластины электроды , разделенные каким-либо диэлектриком. Конденсатор 2 можно зарядить, если соединить его электроды с источником 1 электрической энергии постоянного тока рис. При заряде конденсатора свободные электроны, имеющиеся на одном из его электродов, устремляются к положительному полюсу источника, вследствие чего этот электрод становится положительно заряженным. Электроны с отрицательного полюса источника устремляются ко второму электроду и создают на нем избыток электронов, поэтому он становится отрицательно заряженным. В результате протекания зарядного тока i3 на обоих электродах конденсатора образуются равные, но противоположные по знаку заряды и между ними возникает электрическое поле, создающее между электродами конденсатора определенную разность потенциалов. Когда эта разность потенциалов станет равной напряжению источника тока, движение электронов в цепи конденсатора, т. Этот момент соответствует окончанию процесса заряда конденсатора.

Несколько вопросов чайника

Слой оксида на поверхности анода получают методом электрохимического анодирования , что обеспечивает высокую однородность по толщине и диэлектрическим свойствам диэлектрика конденсатора. Технологическая лёгкость получения тонкой однородной плёнки диэлектрика на большой площади электрода позволила наладить массовое производство дешёвых конденсаторов с весьма высокими значениями показателями электрической ёмкости. Электрохимические процессы получения и стабилизации оксидной плёнки диэлектрика требует определённой полярности напряжения на границе металл-электролит. Несоблюдение полярности вызывает потерю диэлектрических свойств оксидной плёнки и возможное короткое замыкание между обкладками. Если источник этого отрицательного напряжения не ограничивает ток на безопасном низком уровне, то электролит нагреется протекающим током, закипит и давление образующихся газов разорвёт корпус конденсатора.

Заряд конденсатора. Для того чтобы зарядить конденсатор, необходимо включить его в цепь постоянного тока.

Ремонт компьютера своими руками

Говорите, что всю жизнь мечтали познакомиться с электроникой поближе, но не знали с чего начать? Тогда вы оказались в нужное время в нужном месте! В последующих глазах будут освещены фундаментальные основы электроники и физики электронов: что они собой представляют и почему следует о них знать. Однако не стоит беспокоиться — вам не придется умирать от скуки над научнмми трудами по теоретической физике: мм подадим основные положения и правила в виде, легко доступном дль усвоения. Кроме того, здесь же вы познакомитесь с простыми рекомендациями по безопасности.

Электролитический конденсатор

Конденсатор — элемент, способный накапливать электрическую энергию. Первый конденсатор был создан в году Питером ванн Мушенбруком. Конденсатор состоит из металлических электродов — обкладок, между которыми находится диэлектрик. По сравнению с обкладками, диэлектрик имеет небольшую толщину. Это и определяет свойство конденсатора накапливать заряд: положительные и отрицательные заряды на его обкладках удерживают друг друга, взаимодействуя через тонкий непроводящий слой. Для увеличения площади обкладок пластины некоторых конденсаторов изготавливают из полосок фольги, разделенных полоской диэлектрика и скрученных в рулон. Увеличить емкость также можно уменьшением толщины диэлектрика между обкладками и применением материалов с большей диэлектрической проницаемостью.

Электричество для чайников / Основы электротехники. Конденсатор в цепи переменного тока Соберем цепь с конденсатором, в которой генератор.

Конденсатор для чайников. Что такое конденсатор?

Большая индуктивность алюминиевых оксидных конденсаторов — это свойство, связанное исключительно с рулонной конструкцией конденсатора и ее очень легко снизить — достаточно подводить к полосам фольги не один токоввод, а много — по всей длине ленты, и соединить их параллельно и так делают в конденсаторах для фотовспышек. А вот со свойствами электролита, с низкой подвижностью ионов связан рост активного последовательного сопротивления с частотой. И тут можно бороться, подбирая составы электролитов с высокой подвижностью ионов, уменьшая толщину слоя электролита — но до конца этот недостаток не изживается. Еще бы: смесь химически весьма активного металла тантала и сильного окислителя двуокиси марганца.

Принцип работы конденсатора

Электроемкость — характеризует способность двух проводников накапливать электрический заряд. Все электрическое поле сосредоточено внутри конденсатора. Заряд конденсатора — это абсолютное значение заряда одной из обкладок конденсатора. Виды конденсаторов: 1.

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы.

III. Основы электродинамики

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Категории: Интересные факты , Практическая электроника Количество просмотров: Комментарии к статье: 9.

Конденсатор для чайников. Что такое конденсатор?

Соберем цепь с конденсатором , в которой генератор переменного тока создает синусоидальное напряжение. Разберем последовательно, что произойдет в цепи, когда мы замкнем ключ. Начальным будем считать тот момент, когда напряжение генератора равно нулю.

Электроника для начинающих | Базовые понятия

Электроника в bgacenter

Закон Ома

Предохранитель

Контрольная точка

Узел

Резистор

Виды соединений резисторов

Конденсатор

Катушка индуктивности

Трансформатор

Выводы

Электроника в bgacenter

Любой специалист занимающийся ремонтом электронной техники или ее разработкой

должен знать элементную базу. Основное внимание на курсах электроников, необходимо уделить принципу взаимодействия электронных приборов:

• резисторов 
• конденсаторов
• диодов 
• транзисторов
• микросхем

Помимо изучения данных приборов, важно знать и применять на практике базовые законы электротехники: Закон Ома, Правила Кирхгофа. А также различные виды соединения электронных компонентов (последовательное, параллельное, смешанное).

На курсах электроников изучают законы взаимодействия заряженных частиц с электромагнитными полями. 

Независимо от видов электронной техники, все они имеют одинаковые электронные компоненты, но отличаются схемотехническими и конструктивными построениями.

В области электронной техники существуют пассивные и полупроводниковые элементы.

К пассивным элементам относятся: 

• резисторы
• конденсаторы 
• катушки индуктивности
• трансформаторы 

К полупроводниковым приборам относятся:

• диоды
• транзисторы
• варисторы
• микросхемы

Закон Ома

Интерпретация Закона Ома для участка цепи, на курсах электроников:

Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению

Закон Ома

Предохранитель

Предохранитель – элемент электрической схемы, выполняющий защитную функцию. Он защищает электрическую цепь от короткого замыкания в схеме и протекания тока большой силы. В электрических принципиальных схемах обозначается буквой “F”, “FL” или “Пр”. 

Графически обозначается прямоугольником со сплошной линией в центре. Предохранители исполняются в стеклянном, керамическом, интегральном корпусах. Рассчитаны на определенный номинальный ток, значение которого указывается на корпусе предохранителя.

Контрольная точка

Контрольная точка – это место в электрической схеме, которое используется для измерения или контроля работы электронной схемы, ее диагностики при ремонте или настройки. Значения электрических параметров в ней указывается производителем или разработчиками электронной техники. 

При измерениях значений в контрольных точках и несоответствия их с заданными может подсказать пути поиска, что удобно при ремонте, отладке, настройке любой электронной аппаратуры. На электронных платах обозначается TP (КТ).

Узел

Узлом электрической цепи называется точка (место), где соединяются три или более элементов электрической схемы. Сопротивление в узле ничтожно мало. Узел необходим для анализа электрической цепи. В нем происходит разветвление токов. Самым крупным узлом в электрических схемах является узел с нулевым потенциалом (как правило это минусовой потенциал).

Первое правило Кирхгофа

Резистор

Резисторы самые распространенные элементы электронных схем. Они предназначены для: 

• ограничения тока в электрических цепях
• задания рабочих точек полупроводниковых приборов
• выполняют роль делителей напряжения

Курсы электроников включают в себя изучение принципиальных схем самых распространенных электронных устройств. На схемах, резистор обозначается буквой R, измеряется в Омах. Существуют различные виды резисторов: общего назначения, высокоомные, высоковольтные, прецизионные.

Резистор

В свою очередь резисторы имеют определенную мощность рассеивания. В современной электронике более часто применяют SMD – резисторы (поверхностный монтаж). Вышеописанные резисторы являются постоянными. Их величина всегда постоянна, отличается погрешностью прибора.

Резисторы имеют свою маркировку и обозначение (либо номинал указан цифрами, либо при помощи цветных полос). Например: полоски на корпусе резистора желтая, черная, коричневая. Что соответствует 40 (коричневый, 1, указывает количество нулей после значения) = 400 Ом.

На курсах электроников, помимо постоянных изучают переменные и подстроечные резисторы. Данные приборы могут изменять свои значения при помощи конструктивных решений. При помощи подстроечных резисторов осуществляется подстройка электрических режимов, а при  помощи переменных осуществляются многократные регулировки.

Различают следующие виды соединения резисторов: 

• последовательное
• параллельное 
• смешанное 

Для расчета всех видов соединения применяется закон Ома для участка цепи I=U/R.

У резисторов имеются основные параметры: 

• номинальное сопротивление 
• допустимое отклонение 
• мощность рассеивания
• рабочее напряжение

Маркировка резисторов может иметь полное обозначение или кодироваться в виде цветных полос, или 3-4 цифровыми знаками и имеющие дополнительную букву.

Виды резисторов

На практике кроме линейных и переменных резисторов используются термозависимые и нелинейные резисторы. Терморезисторы при протекании через них электрического тока нагреваются. Если их сопротивление увеличивается, то они называются – позисторы (PTC). А если их сопротивление уменьшается, то они называются – термисторы (NTC). 

Нелинейные резисторы, сопротивление которых зависит от напряжения – называют варисторами. Они чаще всего применяются для защиты от превышения напряжения в блоках питания. В электронных устройствах используют вместе с предохранителями. 

Виды соединений резисторов

Последовательное соединение резисторов Параллельное соединение резисторов

Мощность любого прибора определяется по формуле: P = I * U. При отсутствии прибора необходимо измерить напряжение источника питания, измерить сопротивление нагрузки, и по формуле Закона Ома для участка цепи рассчитать необходимый параметр. Полученное значение и есть мощность нагрузки, которую должен показывать ваттметр.  

Конденсатор

Проходя курсы электроников вы узнаете назначение конденсатора, методы выявления неисправных “емкостей”.

Конденсатор – прибор способный накапливать и хранить длительное время электрический заряд. Он представляет из себя две пластины разделенные диэлектриком. При приложении напряжения к этим пластинам на них накапливается электрический заряд. 

Виды конденсаторов

Заряд обозначается буквой “q”. Конденсатор на электрических схемах обозначается буквой “C” и измеряется емкость конденсатора в Фарадах (Ф). Так как Фарад величина очень большая на практике используют гораздо меньшее значения: 

• микрофарад (10 в минус шестой степени)
• нанофарад (10 в минус девятой степени)
• пикофарад (10 в минус двенадцатой степени)

Соответственно величина заряда определяется емкостью конденсатора и приложенным напряжением. q=C*U

Конденсаторы широко распространены в электрических схем. Они бывают: 

• электролитические
• не электролитические
• переменные
• постоянные 

Конденсаторы проводят электрический переменный ток, а постоянный ток не проводят. Сопротивление переменному току определяется формулой 

Xc=1/wC 

где w=2пf, 

где f- частота переменного тока

Конденсаторы можно соединять последовательно, параллельно или смешанно. Это необходимо для получения необходимой емкости и приложенного напряжения. Они имеют полные и сокращенные условные обозначения. Для определения по надписи емкости существуют таблицы, где указаны параметры и значения данных приборов. 

Также существуют SMD конденсаторы. Они не имеют надписи и кодировки. Значение их параметров можно определить только при помощи измерения прибором, что существенно затрудняет ремонт техники при отсутствии технической документации на устройство.

Конденсаторы имеют основные параметры: 

• номинальное значение емкости
• допустимые отклонения от нормы
•  ток утечки
• температурный коэффициент
•  номинальное напряжение 
• эквивалентное последовательное сопротивление (ESR)
• зависимость ESR от температуры (с увеличением температуры ESR уменьшается). Именно поэтому правильное показание ESR у холодного конденсатора.

Катушка индуктивности

Индуктивные элементы способны накапливать электромагнитную энергию при прохождении через них электрического тока. К ним относятся катушки индуктивности. В отличие от конденсаторов они менее распространены в электрических схемах. Применяются строго для изготовления определенной аппаратуры, имеют параметры необходимые для конкретных устройств. 

Индуктивность

Катушки имеют большие габариты и массу поэтому область определения их ограничена. Но при разработке электронной техники обойтись без них невозможно. По конструкции они имеют цилиндрическую или спиралевидную форму витков. Могут наматываться в один или несколько слоев. 

Индуктивность обозначается буквой L, измеряется в генри Гн. Так как эта величина является большой на практике применяется меньшее значение – миллигенри и микрогенри. Для увеличения индуктивности катушки применяется магнитопровод. Катушки могут быть постоянными и регулируемыми. Регулировка осуществляется при помощи сердечника. 

Данные приборы могут работать на высоких и низких частотах переменного тока. Соответственно сопротивление катушки переменному току определяется формулой 

XL=wL 

где w=2пf 

f – частота переменного тока

L- индуктивность.

Важнейшим параметром катушки является добротность. Это отношение реактивного сопротивления к резистивному. 

Q=X/R 

Данное значение зависит от частоты переменного тока. На постоянном токе сопротивление катушки мало. Параллельное и последовательное соединение индуктивностей рассчитывается по тем же формулам, что и для сопротивлений.

Разновидностями катушки являются дроссели. Они обеспечивают большое сопротивление переменному току и маленькое постоянному. Работают на низких и высоких частотах. 

Катушки индуктивности имеют основные параметры: 

• номинальная индуктивность
• допустимые отклонения
• добротность
• температурный коэффициент индуктивности
• рабочий диапазон температур

Трансформатор

Пройдя курсы электроников, вы научитесь выявлять неисправности трансформаторов на электронных платах. Трансформатор – устройство для преобразования параметров переменных напряжений и токов. Трансформаторы позволяют согласовывать сопротивление источника сигнала и нагрузки, разделять цепи по постоянному току, изменять форму переменного напряжения и тока.

Трансформатор

Принцип работы трансформатора основан на преобразовании энергии электрического поля в магнитное и наоборот.

В конструкции трансформатора существует два вида обмоток: первичная и вторичная.

Трансформаторов существует множество: 

• силовые
• развязывающие
• импульсные
• сигнальные

Важным параметром трансформатора является коэффициент трансформации, определяющий как изменилось напряжение и ток на выходе относительно напряжения и тока поданного на вход. Обозначается Ku и определяется по формуле: 

Ku=U1/U2=I2/I1

Основными параметрами трансформаторов являются: 

• напряжение и ток первичной обмотки
• напряжение и ток вторичной обмотки
• напряжение холостого хода
• мощность
• коэффициент трансформации
• частота

Выводы

• Для того чтобы научиться ремонтировать электронные платы, обязательным условием является знание элементной базы.
• Научившись работе с диагностическими приборами (мультиметр, осциллограф, ESR-метр) можно выявлять неисправные компоненты на материнской плате или блоке управления. Работе с измерительными приборами, уделяется значительная часть времени программы обучения.
• Курсы электроников проводятся в Bgacenter с 2017 года. Этот учебный курс подходит для всех специалистов занимающихся ремонтом электроники. 

Компоненты часть 1, Х конденсаторы. Конденсаторы. Обзоры конденсаторов. Технические характеристики и особенности конденсаторов

Этой статьей я бы хотел начать цикл о различных электронных компонентах, диодах, конденсаторах, резисторах, варисторах и т.д.
Компонентов очень много, все они разные и меня не покидает ощущение, что пока я закончу о них рассказывать, уже выпустят что-то новое 🙂
А начну я с конденсаторов Х типа, тем более что эта статья будет являться дополнением к моей предыдущей статье, о Y конденсаторах.

Вообще все эти статьи будут как бы дополнением к видео. Я не пишу сценариев, рассказываю обычно просто то, что знаю, потому возможны некоторое оговорки или расхождение с текстовой версией. Но я постараюсь чтобы таких расхождений было как можно меньше.
В цикле я буду рассказывать не только о самих компонентах, а и о том, в каких цепях электронных схем их лучше применять и почему, а также возможно рассказывать о вариантах замены.
Также если вам интересны какие-то определенные компоненты, то постараюсь такие видео готовить в первую очередь. Потому буду рад комментариям и вопросам.

Х конденсаторы обычно используются совместно с Y конденсаторами. Так уж сложилось, что оба типа применяются в качестве помехоподавляющих элементов фильтров. Хотя конечно оба типа вполне могут использоваться независимо.

Выглядят они как небольшие брусочки разных цветов, обычно серого, синего или желтого цветов. На каждом обязательно должна присутствовать соответствующая маркировка.

В электрической сети достаточно ВЧ помех и пульсаций, потому задача Х конденсатора максимально блокировать их, по сути замыкая через себя. То же самое касается и помех со стороны блока питания. На схеме показан путь помехи и как она попадает к конденсатору.
На схеме слева виден резистор с сопротивлением 560кОм. Этот резистор нужен для того, чтобы разрядить конденсатор после выключения питания. Если его не поставить, а после обесточивания БП коснуться контактов вилки питания, то может ударить током. Не сильно, но неприятно. Когда-то мне приносили видеокамеру JVC, там Бп так умел «кусаться».

Конденсаторы Х типа отличаются от обычных тем, что:
1. Лучше работают при постоянном сетевом напряжении
2. Выдерживают всплески высокого напряжения
3. Не склонны к самовозгоранию.

В принципе их можно заменить на обычные конденсаторы, но это крайняя мера, а кроме того устанавливаемые конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение минимум 630 Вольт. Вам могут сказать, что можно поставить на 400 и так делали много раз и работало, не слушайте, 630 минимум!
Потому правильно ставить те, что на фото слева.

Особенно внимательно надо относиться к импортным (читай — китайским) конденсаторам. Слева на фото конденсаторы красного цвета. Я неоднократно видел их в разорванном виде, а ведь они вполне могли бы устроить и пожар.

Немного о маркировке.
X1 – Используются в промышленных устройствах, подключаемых к трехфазной сети. Эти конденсаторы гарантированно выдерживают всплеск напряжения в 4кВ.
X2 – Самые распространенные. Используются в бытовых приборах с номинальным напряжением сети до 250В, выдерживают всплеск до 2.5кВ.
Y1 – Работают при номинальном сетевом напряжении до 250В и выдерживают импульсное напряжение до 8кВ
Y2 – Самый распространенный тип, может быть использован при сетевом напряжении до 250В и выдерживает импульсы в 5кВ

Небольшая подсказка
1. Конденсаторы Y типа можно использовать вместо конденсаторов X типа, но нельзя использовать конденсаторы X типа вместо конденсаторов Y типа.
2. Конденсаторы Y типа имеют обычно намного меньшую емкость, чем конденсаторы X типа.
3. Если для конденсаторов X типа чем больше емкости, тем лучше, то емкость конденсаторов Y типа нужно выбирать как можно меньшей. Типичное значение 2.2нФ уже прилично бьется, если прикоснуться к выходу БП и к заземленному предмету одновременно.

При выборе емкости с Х конденсаторами все просто, чем больше, тем лучше. Для применения в обычных (бытовых) устройствах использовать можно любой класс.

Иногда конденсаторы Y типа могут иметь корпус как у конденсаторов Х типа,будьте внимательны, когда их используете.

Кроме того, как я написал выше, конденсаторы Y типа можно использовать вместо Х типа, мало того, иногда указывается даже двойная маркировка. Причем даже конденсатор Y2 можно смело применять вместо Х1.
Слева предположительно правильный конденсатор, но так как маркировки Y нет, то лучше не применять его, по крайней мере вместо межобмоточного.

Вы конечно спросите, почему вообще Х, Y, а не например W и Z. попробую объяснить мое видение принципа маркировки.
На плате конденсатор Х типа ставится так, как показано на схеме, т.е. по одной дорожке он подключается ко входу, а по другой к выходу. Обусловлено это тем, чтобы минимизировать длину проводников, так как ток всегда идет по кратчайшему пути.

Но если мы наведем эти проводники посильнее, то увидим, что включение Х конденсатора напоминает букву Х, а Y конденсаторов, соответственно букву Y.
Я не буду утверждать, что так и задумывалось, но выглядит вполне логично 🙂

Для примера как эти конденсаторы выглядят в реальных блоках питания.
Слева Бп от спутникового тюнера, справа от монитора. В первом случае применены конденсаторы до дросселя и после, во втором только до. Первый вариант немного лучше справляется с помехами, но во втором есть дополнительный дроссель, снижающий уровень помех.

Дроссель виден чуть левее и ниже конденсатора. Х конденсатор применен класса Х2, емкость 0.22мкФ.

Вот для примера другой блок питания, от компьютера.

Здесь на входе стоит также конденсатор класса Х2 и также имеющий емкость 0. 22мкФ, но в данном случае это не более чем совпадение, так как у Бп спутникового тюнера конденсаторы имеют емкость 0.1мкФ.

А вот те необычные конденсаторы Y типа, о которых я писал выше. Я раньше не обращал внимание, что они выполнены в таком необычном для них корпусе, заметил буквально недавно.
Кстати, слева на плате видна маркировка производителя БП, Astec. В свое время он производил очень качественные блоки питания, их вы могли также видеть в виде зарядных устройств для телефонов (например Сименс). Но потом этот производитель ушел с рынка бытовой техники, очень жаль, качество их продукции было на очень высоком уровне. Мало того, они производили даже свои микросехемы.

Кстати насчет блоков питания, впрочем и не только блоков питания. Как я писал, конденсаторы Х класса очень надежны, потому перед тем как выбросить старый блок питания, посмотрите, возможно их оттуда можно выпаять, скорее всего они будут исправны.
Но вообще, всякие БП и прочие устройства являются хорошими поставщиками деталей, особенно если деталь нужна в одном-двух экземплярах. Иногда даже удобно так и хранить их в не разобранном виде.
Например ниже узел дежурного источника питания, вполне можно выпаять все компоненты и получить маломощный БП 5/12 Вольт для питания чего нибудь ардуино подобного.

Или вот выходной узел. Здесь можно смело брать магнитопроводы для всяких преобразователей напряжения и фильтров, весьма удобно. Особенно может быть полезен дроссель групповой стабилизации.
Электролитические конденсаторы также могут пригодиться, но если БП «китайский», то лучше их не использовать, часто там стоит хлам.

Ну и раз уж я завел речь о фильтрах питания, то покажу фильтр из какого-то советского монитора (предположительно), нашел сегодня на балконе.
Видна большая железная коробка, на торце два предохранителя (в импульсных БП лучше ставить именно парами), и неожиданно вполне стандартный современный разъем питания.

Когда я его разобрал, то меня ждал шок, все в стиле типичного китайского ширпотреба, большой корпус и внутри три детали, при чем три в буквальном смысле слова, дроссель, конденсатор и резистор.

По прикидкам блок питания, который был подключен после фильтра, имел мощность 100-150 Ватт. Сейчас в корпус таких габаритов спокойно влезет блок питания вместе с фильтром. На фото для сравнения БП мощностью 100 Ватт.

Ну и в некоторых БП попадаются такие вот удобные фильтры. Здесь также три детали, дроссель, конденсатор и резистор. Перепаять разъем на входной и вполне можно использовать, компактно, эффективно и бесплатно.

Конденсаторы, часть 1 Основы конденсаторов｜Азбука электроники｜TDK Techno Magazine

Конденсаторы, часть 1 Основы конденсаторов

• фейсбук
• твиттер
• Линкедин

Эта статья переиздана. Прошлые статьи были реорганизованы и переписаны. Он включает информацию о прошлых технологиях и продуктах, которая в настоящее время не обрабатывается TDK.

Наряду с резисторами и катушками индуктивности конденсаторы составляют одну из трех основных категорий пассивных компонентов. Ежегодно во всем мире производится около двух триллионов таких устройств. Наиболее распространенным типом является керамический конденсатор, но есть и много других типов, таких как пленочные конденсаторы с отличной изоляцией и стабильностью, а также электролитические конденсаторы с большими значениями емкости. Различные типы используются по-разному, чтобы оптимально использовать их соответствующие свойства и особенности.

Принцип работы и основная конструкция конденсаторов

Основная форма конденсатора представляет собой два электрода (металлические пластины), обращенные друг к другу, с промежутком между ними. Когда к двум электродам прикладывается постоянное напряжение (В), электроны мгновенно собираются на одной стороне, в результате чего этот электрод имеет отрицательный заряд, в то время как электроны на другом электроде отсутствуют, что означает, что он имеет положительный заряд. Это состояние сохраняется и при отключении постоянного напряжения. Другими словами, между двумя электродами накопился электрический заряд (Q). Когда между двумя электродами вставлен так называемый диэлектрик (из керамического материала, пластиковой пленки и т. д.), эффект диэлектрической поляризации приводит к более высокому заряду. Числовое значение, выражающее, сколько заряда может удерживать конденсатор, называется электростатической емкостью или, для краткости, емкостью (C).

Основные свойства конденсатора (1): «аккумулирует электрический заряд»

Конденсатор, как следует из его названия, способен накапливать довольно большой электрический заряд при условии, что его конструкция позволяет использовать большую площадь поверхности электрода и используется диэлектрик с достаточно высокой диэлектрической проницаемостью. Когда постоянное напряжение подается непосредственно от источника питания, в проводнике на мгновение потечет ток. Как только разность электрических потенциалов между электродами сравняется с напряжением источника питания, ток прекратится и процесс заряда завершится, то есть конденсатор зарядится. Процессы заряда и разряда показаны на графике ниже.

Основные свойства конденсатора (2): «блокирует постоянный ток, пропускает переменный ток»

Поскольку электроды конденсатора разделены диэлектриком, в процессе зарядки в проводнике на мгновение будет протекать ток, но на самом деле ток не будет проходить через диэлектрик внутри конденсатора. Другими словами, конденсатор блокирует протекание постоянного тока (DC). Напротив, когда источник питания переменного тока (AC) подключен, электроды будут поочередно повторять цикл заряда и разряда, при этом ориентация электрического поля каждый раз будет меняться на противоположную. Хотя в изоляторе нет фактического движения электронов, эффект такой же, как если бы протекал переменный ток. Поэтому конденсатор рассматривается как пропускающий переменный ток. Поскольку он отличается от обычного тока проводимости, этот тип тока называется током смещения.

Основные свойства конденсатора (3): «чем выше частота или чем выше емкость, тем легче проходит ток»

Как мы видели, одним из основных свойств конденсатора является то, что он блокирует постоянный ток и пропускает переменный. Однако способность пропускать ток не одинакова для всех видов тока. Это зависит от частоты переменного тока, а также от емкости конденсатора. Степень легкости прохождения тока определяется величиной, называемой емкостным реактивным сопротивлением (ХС). Это сопротивление конденсатора переменному току, выражаемое в омах [Ом]. Уравнение для емкостного реактивного сопротивления (XC) конденсатора показано ниже.

Факты о конденсаторах для детей

Конденсаторы современные, по линейке см

Обозначение конденсатора

Конденсатор (также называемый конденсатором , что является старым термином) представляет собой электронное устройство, накапливающее электрическую энергию. Он похож на аккумулятор, но может быть меньше, легче, а конденсатор заряжается или разряжается намного быстрее. Сегодня конденсаторы используются во многих электронных устройствах и могут быть изготовлены из самых разных материалов. Лейденская банка была одним из первых изобретенных конденсаторов.

Конденсаторы обычно состоят из двух металлических пластин, расположенных друг над другом и рядом друг с другом, но фактически не соприкасающихся. При питании они позволяют накапливать энергию внутри электрического поля. Поскольку пластинам требуется много места для хранения даже небольшого количества заряда, пластины обычно сворачиваются в другую форму, например, в цилиндр. Иногда для специальных целей используются конденсаторы других форм. Конденсаторный эффект также может возникнуть из-за того, что два проводника находятся близко друг к другу, хотите вы этого или нет.

Тип используемого конденсатора зависит от области применения. Конденсаторы бывают разных размеров. Они могут быть маленькими, как муравей, или большими, как мусорное ведро. Несколько конденсаторов регулируются.

Все конденсаторы имеют два соединения или провода. Большинство типов конденсаторов может быть легко заменено кем-то, кто имеет базовые навыки в области электроники. Однако один из наиболее мощных типов — электролитический конденсатор — нужно использовать правильно, иначе он может сильно взорваться.

В то время как конденсаторы могут накапливать энергию, как это делают батареи, конденсаторы могут высвобождать всю накопленную энергию очень быстро, даже быстрее, чем за секунду. Эту способность использует дефибриллятор или конденсатор фотовспышки. Он постепенно заряжается до тех пор, пока его больше нельзя будет заполнить, а затем быстро разряжает накопленную энергию на устройство, которому она нужна быстро.

Конденсаторы, погруженные в пластик

Конденсаторы в упаковке

Содержимое

• Суперконденсатор
• Полистирольные пленочные конденсаторы
• Электролитические конденсаторы
• Картинки для детей

Суперконденсатор

Суперконденсаторы удерживают больший заряд, чем обычные конденсаторы. Они используются для хранения электроэнергии для двигателей и других целей, когда батареи не разряжаются достаточно быстро.

Полистирольные пленочные конденсаторы

Конденсатор этого типа не предназначен для использования в высокочастотных цепях, так как он состоит из катушки внутри. Они могут заряжаться и разряжаться даже быстрее, чем другие конденсаторы. Они используются в схемах фильтров или схемах синхронизации, которые работают на частоте несколько сотен кГц или меньше.

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах используется проводящая поверхность внутри жидкого электролита. Они не заряжаются и не разряжаются так быстро, как пленочные конденсаторы. У них есть полярность, поэтому их нужно правильно подключить. Есть два провода; у одного будет +, а у другого -. Это означает, что одно отведение равно положительный и один отрицательный . Существует два разных стиля: осевой, когда выводы подключаются к каждому концу, и радиальный, когда выводы подключаются к одному концу. Электролитические конденсаторы напечатаны с указанием емкости и номинального напряжения.

Поскольку номинальное напряжение может быть низким, важно убедиться, что электролитический конденсатор не перезаряжен. Конденсаторы можно отделить от батареи, а затем соединить последовательно. Поскольку конденсатор поляризован, положительная клемма должна быть подключена к отрицательной клемме. Это создает исправить полярность через электрическую цепь и предотвратить поломку.

Некоторые электролитические конденсаторы неполяризованы, что означает, что любая сторона может быть положительной или отрицательной. Они в основном используются в громкоговорителях, чтобы блокировать низкочастотные сигналы (басы) от достижения высокочастотных (твитеров) драйверов.

• ЯН Кун(2011). Nonlinstor-Элемент электронной схемы нелинейного типа с углублением свойств конденсатора, управляемого зарядом, на основе формы нелинейного дифференциального уравнения (Краткая аннотация уравнения связи (R)), Сиань: Применение современной нелинейной науки Сиань институт.

Картинки для детей

• Батарея из четырех лейденских банок в музее Бурхааве, Лейден, Нидерланды

• Объявление в выпуске The Radio Times от 28 декабря 1923 г. о конденсаторах Dubilier для использования в беспроводных приемных устройствах

• Простой демонстрационный конденсатор из двух параллельных металлических пластин с воздушным зазором в качестве диэлектрика

• В гидравлической аналогии конденсатор аналогичен резиновой мембране, запечатанной внутри трубы – эта анимация показывает, как мембрана неоднократно растягивается и не растягивается потоком воды, что аналогично конденсатору, который многократно заряжается и разряжается под действием поток заряда.

• Перемежающийся конденсатор можно рассматривать как комбинацию нескольких параллельно соединенных конденсаторов.

• Конденсаторные материалы. Слева направо: многослойная керамика, керамический диск, многослойная полиэфирная пленка, трубчатая керамика, полистирол, металлизированная полиэфирная пленка, алюминиевый электролит. Основные деления шкалы указаны в сантиметрах.

• Три алюминиевых электролитических конденсатора разной емкости

• Несколько электролитических конденсаторов с аксиальными выводами

• Этот маслонаполненный конденсатор с майларовой пленкой имеет очень низкую индуктивность и низкое сопротивление, что обеспечивает мощный (70 МВт) и высокоскоростной (1,2 мкс) разряд, необходимый для работы лазера на красителе.

• Конденсатор емкостью 10 000 мкФ в блоке питания усилителя

• Батарея высоковольтных конденсаторов, используемая для коррекции коэффициента мощности в системе передачи электроэнергии

• Полиэфирные пленочные конденсаторы

  часто используются в качестве разделительных конденсаторов.

• Вздувшиеся электролитические конденсаторы — специальная конструкция крышек конденсаторов позволяет им вентилироваться, а не взрываться.

• Этот высокоэнергетический конденсатор от дефибриллятора имеет резистор, подключенный между клеммами в целях безопасности, для рассеивания накопленной энергии.

• Катастрофический выход из строя конденсатора с разбросанными фрагментами бумаги и металлической фольги

Все содержимое статей энциклопедии Kiddle (включая изображения статей и факты) можно свободно использовать по лицензии Attribution-ShareAlike, если не указано иное. Цитируйте эту статью:

Факты о конденсаторах для детей. Энциклопедия Киддла.

Введение в конденсаторы (основные сведения о конденсаторах)

Введение

Конденсаторы являются одним из самых основных и важных компонентов электронных схем. Для инженеров, проектирующих схемы, получение точных знаний о характеристиках и свойствах конденсаторов имеет важное значение для разработки продукта.

Однако, если вы еще раз подумаете об основных принципах работы и механизме конденсатора, вы можете заметить, что есть некоторые вещи, которые упускаются из виду или понимаются неправильно.

Для молодых инженеров-схемотехников мы представляем «Вы не можете спрашивать о сейчас. Введение в конденсаторы», охватывающий все, от основ конденсаторов до актуальной сегодня темы конденсаторов большой емкости.

 Скачать

Что такое конденсатор?

Какую роль играют конденсаторы в электронных схемах?

В этой главе объясняется базовая структура конденсаторов, принцип их работы и единицы, используемые для выражения емкости конденсаторов при проектировании и разработке.

Есть ли разница между конденсатором и конденсатором?

Четкой разницы между конденсаторами и конденсаторами нет; оба являются электронными компонентами, которые могут физически накапливать электрические заряды.

В англоязычных странах он называется конденсатором из-за его «емкости», но в Японии говорят, что он стал называться «конденсатором», потому что он был переведен как «конденсатор (чикуденки)», потому что его способности конденсировать электричество и хранить его.

Механизм и функция конденсаторов

[Структура]

Символ цепи, используемый для обозначения конденсатора, представляет собой две параллельные линии.

Указывает на то, что конденсатор состоит из двух параллельных пластинчатых электродов. Для электролитических конденсаторов с положительной и отрицательной полярностью положительная сторона может быть отмечена символом +. Существуют различия в методах записи в таких странах, как Япония (JIS), США (EIA) и Европа (ЕС, IEC).

Чем больше площадь электродных пластин конденсатора и чем ближе расстояние между двумя электродными пластинами, тем выше его способность накапливать электричество.

Кроме того, электродные пластины электрически разделены изоляционным материалом. Этот изоляционный материал дает конденсатору способность (емкость) прерывать постоянный ток и накапливать электричество. Эти материалы обычно называют диэлектриками.

[ Способность и единица измерения емкости]

Как показано на рисунке ниже, при включении выключателя и подаче постоянного напряжения на конденсатор на электродной пластине (b) мгновенно накапливается электричество (электрический заряд). При снятии напряжения накопленный на электроде электрический заряд остается нетронутым. (с).

Отношение электрического заряда (Q), накопленного на электроде, к приложенному напряжению (V) называется емкостью (C) конденсатора. Емкость — это показатель способности электрода накапливать электрический заряд, а единица измерения, называемая фарад (сокращенно F), используется в честь британского физика Майкла Фарадея. Когда заряд в один кулон сохраняется на электроде при напряжении в один вольт, емкость конденсатора определяется как имеющая емкость в один фарад.

[ Свойства при постоянном и переменном токе ]

Как показано в предыдущем разделе, когда к конденсатору прикладывается постоянное напряжение, на электродной пластине накапливается мгновенный электрический заряд, и дальнейшее движение электрического заряда невозможно.

Другими словами, конденсатор мгновенно останавливает постоянный ток.

Однако при подаче на конденсатор переменного напряжения ситуация меняется. Это связано с тем, что напряжение переменного тока всегда переключается между положительным и отрицательным напряжением.

Первоначально электрический ток течет подобно постоянному току, и накапливается электрический заряд. Однако при изменении напряжения в следующее мгновение накопленный электрический заряд разряжается. Затем ток течет в направлении, противоположном предыдущему, чтобы зарядить его.

Другими словами, зарядка и разрядка в конденсаторе повторяются в соответствии с обменом переменным напряжением, и создается впечатление, что через него протекает электричество.

Таким образом, конденсатор выполняет следующие две функции:
① Сохраняет электрическую энергию и при необходимости возвращает эту энергию в цепь.
② Блокирует подачу постоянного тока и разрешает подачу переменного тока.
Кроме того, чем быстрее переключается напряжение переменного тока (так называемый переменный ток с более высокой частотой), тем легче конденсатору пропускать переменный ток.

[ Как работают конденсаторы ]

Благодаря вышеперечисленным функциям конденсаторы выполняют две основные функции в электронных схемах:

① В постоянном токе электричество накапливается и разряжается.

Конденсаторы не только хранят электрический заряд, но и разряжают его, поэтому сам конденсатор становится источником питания. Простым примером является стробоскопическое излучение камеры. Камера накапливает электрический заряд во встроенном в камеру конденсаторе и разряжает его весь сразу, создавая интенсивную вспышку.

② Создание чистого постоянного тока (удаление компонентов переменного тока)

Используя функцию, при которой конденсатор пропускает переменный ток, можно превратить нестабильный постоянный ток с волнообразной составляющей в чистый постоянный ток.

Как показано на рисунке, если конденсатор подключен между входной и выходной сторонами и подключен к земле, переменная составляющая будет течь к конденсатору, а в выходную цепь будет поступать только постоянный ток. Также можно выводить стабильное напряжение, даже если на входе присутствует большая волна напряжения.

Конденсаторы в цепи выполняют простую, но очень важную функцию. Наши конденсаторы характеризуются небольшими размерами, большой емкостью, высоким выдерживаемым напряжением и длительным сроком службы. Мы подробно объясним, как использовать эти характеристики в следующем выпуске.

Типы конденсаторов

Хотя основная роль одинакова, существуют различные типы конденсаторов в зависимости от их применения и размера. В этой главе объясняются различные типы конденсаторов и их соответствующие характеристики.

Конденсаторы электролитические алюминиевые

Конденсатор, который образует диэлектрическую оксидную пленку на поверхности алюминиевой фольги, служащей анодом и использующей электролит или проводящий полимер и т. д. в качестве катода, называется алюминиевым электролитическим конденсатором.

Многие из них имеют цилиндрическую форму и настолько распространены, что многие люди думают именно об этой форме, когда думают о конденсаторах. По сравнению с другими типами конденсаторов, электролитические конденсаторы обладают основной характеристикой способности хранить большое количество электроэнергии, даже если они имеют такой же размер, как и другие конденсаторы. В то время как большинство конденсаторов предназначены для цифровых схем диаметром 10 мм и менее, мы продаем изделия для схем силовой электроники объемом от 0,5 до 1 литра.

В алюминиевых электролитических конденсаторах используется раствор электролита, заполненный бумагой (сепаратор), недостатком которого является то, что раствор электролита со временем испаряется, и производительность ухудшается. Это расходные детали, которые необходимо периодически заменять.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы представляют собой конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика используется пластиковая пленка. По сравнению с алюминиевыми электролитическими конденсаторами количество электричества, хранимого в этих конденсаторах, более стабильно как при высоких, так и при низких температурах, они могут выдерживать более высокие напряжения и имеют более длительный срок службы.

Поскольку для изготовления элемента пленке придается цилиндрическая форма, большинство изделий с большой емкостью имеют цилиндрическую форму, но квадратные изделия также изготавливаются для изделий малой и средней емкости. У нас есть оба типа.

Для пленки, которая становится диэлектриком, используются такие материалы, как полипропилен, используемый для пищевых контейнеров, шприцев, футляров для DVD и т. д., волокна для одежды, такие как флис, и ПЭТ (полиэтилентерефталат), используемый для изготовления бутылок для напитков. Поскольку эти материалы обладают способностью накапливать электричество (диэлектрическая проницаемость), которая составляет всего около 1/4 от диэлектрической проницаемости алюминиевых электролитических конденсаторов, для накопления большего количества электроэнергии требуется большое количество пленки, что приводит к большему размеру конденсатора.

Керамические конденсаторы

Конденсатор, в котором в качестве диэлектрика используется керамика (глиняная посуда), является керамическим конденсатором. Изменяя состав сырья, можно создавать диэлектрики с различными характеристиками.

Электроды не свернуты, как алюминиевые электролитические конденсаторы или пленочные конденсаторы, а изготовлены путем наслоения нескольких слоев суспензионного керамического материала и пастообразного электродного материала. По этой причине обычно используются небольшие конденсаторы размером несколько миллиметров или меньше, и они играют активную роль в цифровых схемах. В одном смартфоне используется от 800 до 1000 керамических конденсаторов, а объем производства является самым большим среди конденсаторов.

Электрические двухслойные конденсаторы (EDLC)

Электрический двухслойный конденсатор имеет чрезвычайно большую емкость по сравнению с другими конденсаторами. В этом конденсаторе нет диэлектрика, и большой электрический заряд может храниться в области, называемой двойным электрическим слоем, который создается между активированным углем электрода и раствором электролита.

Поскольку в качестве изолятора, как в других конденсаторах, нет диэлектрика, выдерживаемое напряжение низкое, и он используется в качестве источника питания, как батарея, а не электрическая цепь. По сравнению с перезаряжаемыми батареями, такими как литий-ионные батареи, их характеристика заключается в том, что время зарядки короткое.

Емкость конденсатора

Емкость является показателем способности накапливать электрический заряд. Конденсаторы имеют номинальную емкость для каждого продукта, которая измеряется с помощью измерителя LCR в соответствии с методом, указанным в JIS C 5101-1.

Даже если номинал конденсатора составляет 100 мкФ, существует определенный диапазон изменений фактической емкости (называемый допуском), который также зависит от температуры и частоты. Другими словами, даже если конденсатор 100 мкФ, фактическая емкость может быть 90 мкФ или 110 мкФ.

Емкость, указанная на изделии, является ориентировочной, поэтому при выборе конденсатора важно учитывать допуски и изменения в зависимости от условий. У нас есть различные технические данные. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.

Что такое конденсатор большой емкости?

Хотя четкого определения конденсатора большой емкости не существует, мы специализируемся на конденсаторах большой емкости для силовой электроники. Итак, что же это за конденсатор большой емкости?

Конденсатор накапливает электрический заряд на электроде. Чем больше площадь электрода, тем больше электрического заряда может быть сохранено. Два электрода накапливают положительные и отрицательные электрические заряды соответственно, и электрические заряды притягиваются друг к другу. Чем ближе электроды друг к другу, тем сильнее сила притяжения, тем больше накапливается электрического заряда.

Кроме того, как объяснялось в разделе 1.2, между электродными пластинами находится изолирующий материал, называемый диэлектриком. В зависимости от типа диэлектрика различается способность накапливать электрический заряд, и показатель этой способности называется диэлектрической проницаемостью. Вышеизложенное может быть выражено в следующем уравнении и диаграмме:

Кроме того, как объяснялось в разделе 1.2, емкость представляет собой электрический заряд (Q), накопленный на электроде, деленный на приложенное напряжение (В). Если переписать это уравнение, то можно понять, что по мере увеличения напряжения, подаваемого на конденсатор, увеличивается количество электрического заряда.

Что такое конденсаторы большой емкости?

Диапазоны номинальной емкости и напряжения четырех типов конденсаторов, описанных в главе 2, показаны на рисунке. Конденсаторы охватывают широкий диапазон емкостей, от крошечного одного нанофарад (1 нФ: одна миллиардная часть фарада) до 1000 фарад (Ф).

Точного определения конденсатора большой емкости не существует, но если считать конденсатором большой емкости конденсатор емкостью от 47 до 100 микрофарад (мкФ) и более, который часто используется в цепях питания электронных оборудования, то электрические двухслойные конденсаторы, большинство алюминиевых электролитических конденсаторов и пленочные конденсаторы на 1500 В или менее можно считать конденсаторами большой емкости.

Будущее конденсаторов большой емкости

[ Миниатюризация ]

Конденсатор большой емкости можно изготовить, увеличив площадь электродов и увеличив размер конденсатора. Однако использование больших конденсаторов делает электронные устройства больше и тяжелее, что приводит к увеличению стоимости. По этой причине миниатюризация конденсаторов большой емкости всегда была проблемой для клиентов и самой важной задачей для производителей конденсаторов.

Мы добились миниатюризации конденсаторов за счет улучшения материалов электродов и технологии обработки. Мы разрабатываем и совершенствуем материалы и технологии обработки, такие как увеличение площади поверхности фольги анодного алюминиевого электрода в алюминиевых электролитических конденсаторах и использование более тонких пленок в качестве диэлектриков в пленочных конденсаторах.

[ В ответ на эволюцию силовых полупроводников ]

В последние годы силовые полупроводники значительно эволюционировали в силовой электронике, где используются конденсаторы большой емкости, а устройства стали более эффективными и компактными. Конденсаторы для этих применений должны иметь не только малый размер и большую емкость, но и повышенную термостойкость и длительный срок службы.

В дополнение к технологиям, которые мы культивируем в области миниатюризации, мы добиваемся прорыва в конденсаторах большой емкости, разрабатывая раствор электролита и пленочные материалы и улучшая структуру конденсаторов.

Заключение

Конденсаторы (C), наряду с резисторами (R) и катушками (L), являются тремя наиболее важными пассивными компонентами электронных схем. В электронных схемах внимание сосредоточено на полупроводниках, но без пассивных компонентов полупроводники не работали бы. В частности, конденсаторы являются незаменимыми помощниками для полупроводников, работающих на постоянном токе.

На этот раз мы объяснили основы конденсаторов и их емкости. Мы надеемся, что вы познакомились с конденсаторами.

Как упоминалось ранее, конденсаторы большой емкости включают электрические двухслойные конденсаторы, алюминиевые электролитические конденсаторы и пленочные конденсаторы, и у нас есть полная линейка всех этих конденсаторов. Однако производительность, размер и цена каждого конденсатора большой емкости имеют свои преимущества и недостатки. По этой причине мы предлагаем решения для ваших приложений. В следующий раз мы объясним применение и надежность конденсаторов. Мы надеемся, что вы найдете эту колонку полезной.

---

Редакционный контроль／Казуюки Иида
Генеральный советник, AIC tech Inc. наук, Университет Софии, Токио, Япония. 1982
Более 35 лет опыта работы в области технологии конденсаторов, т. е. исследования и разработки высокопроизводительных конденсаторов и их материалов, маркетинговая деятельность в Hitachi Chemical Co, Ltd. и Hitachi AIC Inc., а также публикации статей о конденсаторах в журналах по связям с общественностью, торговых журналах, и различные справочники.
Инструктор по конденсаторной технологии в Техническом учебном институте Hitachi, Ltd. с 2005 по 2015 год.
Генеральный советник AIC tech Inc. с 2020 года.

【Основные вклады и выступления】 Электрохимическое общество Японии (ред.) Справочник по электрохимии Maruzen, 5-е издание, глава 15, Конденсаторы, раздел 15.2.4b (1998)

«Направление развития и технологии материалов тантал-ниобиевых конденсаторов»
Семинар Японской ассоциации технической информации июнь 2008 г.

Бессвинцовые пленочные конденсаторы для поверхностного монтажа серии MMX-EC, MML-EC
Hitachi Chemical Technical ReportNo.