Зависимость емкости конденсатора от частоты и напряжения — Студопедия

Поделись с друзьями: 

Емкость конденсатора при повышении частоты уменьшается, так как уменьшается диэлектрическая проницаемость диэлектрика, обусловленная ослаблением релаксационных видов поляризации.

Если же в диэлектрике имеет место только электронная и ионная поляризация, то диэлектрическая проницаемость в широком диапазоне частот не должна зависеть от частоты, а следовательно не должна изменяться и емкость. Но и в этом случае емкость может изменяться за счет влияния конструктивных элементов конденсатора: его индуктивности и сопротивления обкладок и выводов.

Наличие индуктивности в конденсаторе дает увеличение его действующей емкости с ростом частоты (рис. 30), так как ток будет возрастать за счет компенсации реактивного емкостного сопротивления индуктивным сопротивлением.

Приравняем значения полных сопротивлений:

конденсатора с индуктивностью, L и емкостью

эквивалентного ему конденсатора с действующей емкостью , без индуктивности.

Пренебрегая наличием активного сопротивления можно написать:

[84]

[85]

[86]

откуда

[87]

[88]

Зависимость от частоты увеличивается как при увеличении индуктивности L так и при увеличении емкости при заданной индуктивности.

Наличие активного сопротивления r, включенного последовательно с емкостью С должно ограничивать ток, протекающий через конденсатор, причем этот эффект должен быть заметнее при увеличении частоты, так как с увеличением частоты падает емкостное реактивное сопротивление и влияние активного сопротивления на величину тока возрастает (рис. 31).

Величину можно вычислить по формуле:

[89]

Увеличение емкости

С при заданном r усиливает частотную зависимость.

В обычных конденсаторах сопротивление обкладок и выводов, определяющее величину r, мало, а поэтому снижение емкости C с увеличением частоты f можно заметить лишь в области радиочастот, даже при больших емкостях.

Выражения [88] и [89] являются приближенными, хотя и правильно характеризуют качественный характер частотной зависимости емкости.

Как частотная зависимость диэлектрической проницаемости, так и влияние активного сопротивления вызывают уменьшение емкости от частоты; увеличение емкости может быть обусловлено только влиянием индуктивности.

Как для полярных, так и для неполярных диэлектриков величина диэлектрической проницаемости не зависит от напряженности, а поэтому для большинства типов конденсаторов емкость не должна зависеть от величины приложенного напряжения.

Небольшое увеличение емкости при увеличении напряжения выше напряжения ионизации может наблюдаться для конденсаторов, диэлектрик которого содержит значительное число воздушных включений.

В сегнетокерамических конденсаторах диэлектрик обладает спонтанной поляризацией, для которой характерна зависимость диэлектрической проницаемости от напряжения. Для них емкость сильно зависит от напряжения, что используется для изготовления нелинейных конденсаторов – «варикондов».

---

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  

---



Частотная зависимость — емкость — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Cтраница 3

Влияние частоты переменного тока на сопротивление и емкость окрашенных электродов.  [31]

Покрытия, сохраняющие большую зависимость сопротивления от частоты и меньшую зависимость емкости от частоты, будут обладать и лучшими защитными свойствами. Так, например, из рис. 2, в можно заключить, что покрытие из каменноугольного лака ( трехслойное) должно обладать меньшими защитными свойствами, чем покрытие из этинолевого лака, поскольку

частотная зависимость емкости в первом случае появляется уже через 30 суток, тогда как для этинолевого лака зависимости емкости от частоты не наблюдается. Практические наблюдения согласуются с данными электрохимических исследований.  [32]

Следует отметить, что емкость МДП-конденсатора может иметь сложную зависимость от напряжения постоянного смещения и от частоты переменного напряжения. Связано это с возможностью образования у поверхности полупроводника ( в данном примере у поверхности / г — области) обедненных и инверсных слоев под действием проникающего в полупроводник электрического поля.

Частотная зависимость емкости МДП-конденсатора может появиться, если в полупроводнике образуется инверсный слой, в котором накопление и рассасывание неосновных для исходного полупроводника носителей заряда происходят в результате процессов тепловой генерации и рекомбинации, а инерционность этих процессов может быть велика.  [33]

Следует отметить, что емкость МДП-конденсатора может иметь сложную зависимость от напряжения постоянного смещения и от частоты переменного напряжения. Связано это с возможностью образования у поверхности полупроводника ( в данном примере у поверхности я — области) обедненных и инверсных слоев под действием проникающего в полупроводник электрического поля.

Частотная зависимость емкости МДП-конденсатора может появиться, если в полупроводнике образуется инверсный слой, в котором накопление и рассасывание неосновных для исходного полупроводника носителей заряда происходят в результате процессов тепловой генерации и рекомбинации, а инерционность этих процессов может быть велика.  [34]

Формула ( 96) показывает, что увеличение емкости конденсатора при заданном значении г усиливает частотную зависимость. Особенно сильная частотная зависимость емкости наблюдается в случае электролитических конденсаторов, где г велико, так как роль одной из обкладок играет электролит, имеющий резко повышенное удельное сопротивление по сравнению с металлами, а также в связи с большими значениями номинальных емкостей конденсаторов этого типа. В этом случае

частотная зависимость емкости проявляется уже в области низких частот, тогда как в других типах конденсаторов, особенно при малых емкостях, мы замечаем ее только в области радиочастот.  [35]

Зависимость емкости ( а и сопротивления ( б пленок, образующихся иа алюминии в результате коррозии в воде при различных температурах ( С, от частоты переменного тока.  [36]

Сопротивление электролита в порах слабо зависит от частоты. На рис. 2 приведены частотные зависимости емкости ( а) и сопротивления ( 6) в интервале 200 — 200 000 гц для окисленных при различных температурах в воде электродов из чистого алюминия.  [37]

Дисперсия активного сопротивления и емкости капельного ртутного электрода в 0 1 М КС1, 20 С.  [38]

Однако и применение симметричных систем электродов не всегда обеспечивает отсутствие ложной дисперсии. Так, если в ячейке с плоскопараллельными электродами края электродов не ограничить изоляторами, у этих краев равномерность распределения тока по поверхности нарушается ( рис. 33) и уравнения (18.11) и (18.12) не выполняются. Это ведет к появлению ложной частотной зависимости емкости и сопротивления.  [39]

Как известно, ток заряда геометрической емкости. Известно также, что емкость влажной изоляции в отличие от емкости сухой изоляции содержит за счет неодно-родностей более значительную абсорбционную емкость, ток заряда которой изменяется медленней, чем геометрической емкости. Это свойство и использовано в методе

частотной зависимости емкости, при которой измеряется емкость изоляции на частотах 2 и 50 гц. При измерении емкости изоляции на частоте 50 гц ( С5о) успевает проявиться только геометрическая емкость, одинаковая у сухой и влажной изоляции.  [40]

Оксидно-полупроводниковые конденсаторы по своим свойствам и характеристикам качественно отличаются от жидкостных и сухих электролитических конденсаторов. При этом уменьшается не только сопротивление Rn, но изменяется характер его зависимости от температуры и частоты.

В результате этого в области низких температур тангенс угла потерь мало изменяется с температурой, в меньшей степени зависит от температуры емкость, частотные зависимости емкости и тангенса угла потерь выражены менее резко, а униполярный эффект проявляется слабее, чем в обычных элетролитических конденсаторах. По своим характеристикам оксидно-полупроводниковые конденсаторы приближаются к бумажным и к конденсаторам из полярных пленок. Промышленностью выпускаются оксидно-полупроводниковые конденсаторы алюминиевые, танталовые и ниобиевые.  [41]

Вольт-кулоновая характеристика конденсатора с сегнетоэлектриком.  [42]

Как известно, для конденсаторов с сегнетоэлектриком характерно отсутствие прямой пропорциональности между зарядом и напряжением на его обкладках. Пренебрегая гистерезисом, можно качественно изобразить эту зависимость в виде графика рис. 1.6. Для каждого конкретного случая ее легко получить экспериментально, и она представляет собой характеристику нелинейного элемента колебательной системы. Здесь следует иметь в виду, что свойства конденсатора с сегнетоэлектриком существенно зависят от типа применяемого сег-нетоэлектрика, который обладает определенной инерционностью, связанной со скоростью изменения заряда, что приводит к частотной зависимости емкости конденсатора. Поэтому нелинейные характеристики таких конденсаторов могут существенно изменяться при значительном уселичении частоты электрических колебаний в контуре, содержащем нелинейный элемент.  [43]

Конденсаторы Кобаяси имеют при комнатной температуре ток утечки порядка 0 2 мка / мкф-в. В интервале температур от — 100 до 200 С емкость этих конденсаторов изменяется линейно с температурой и температурный коэффициент емкости составляет 5 — Юх ХЮ-4 град-1. При — 180 С емкость конденсаторов составляет приблизительно 80 % от значения при комнатной температуре. Тангенс угла потерь мало изменяется в интервале температур от — 180 до 200 С, и его среднее значение равно 3 % при частоте 1000 гц. Конденсаторы отличаются малой частотной зависимостью емкости и тангенса угла потерь в диапазоне частот от 100 до 10 000 гц.  [44]

Электрокапиллярные кривые, снятые в 1 н. NaCl с добавлением трет — С5Е. Н в следующих концентрациях. 1 0. 2 0 01 М. 3 0 05 М. 4 0 1 М. 5 0 2 М. 6 0 4 М. а — экспериментальные. б — расчетные данные.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Частотозависимые конденсаторы с использованием бумаги | Американский журнал физики

Пропустить пункт назначения Nav

01 апреля 2021 г.

Барт Х. МакГайер

Информация об авторе и статье

^a)

Текущий адрес: Facebook, Inc., 1 Hacker Way, Menlo Park, California 94025.

American Journal of Physics 89, 370–371 (2021)

https://doi.org/10. 1119/10.0002655

История статьи

Получено:

12 июня 2020 г.

Принято:

27 октября 2020 г.

• Взгляды
  • Содержание артикула
  • Рисунки и таблицы
  • Видео
  • Аудио
  • Дополнительные данные
  • Экспертная оценка
• Делиться
  • Твиттер
  • Фейсбук
  • Реддит
  • LinkedIn
• Инструменты

  • Перепечатки и разрешения

  • Иконка Цитировать Цитировать

• Поиск по сайту

Цитирование

Барт Х. МакГайер; Частотозависимые конденсаторы с использованием бумаги. American Journal of Physics 1 апреля 2021 г.; 89 (4): 370–371. https://doi.org/10.1119/10.0002655

Скачать файл цитаты:

• Рис (Зотеро)
• Диспетчер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• Конечная примечание
• РефВоркс
• Бибтекс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск |Поиск по цитированию

Измерения конденсаторов, сделанных из бумажных листов, показывают значительное уменьшение емкости при увеличении частоты от 10 до 100 000 Гц, предлагая простую демонстрацию сложных диэлектрических явлений с использованием обычного оборудования.

Темы

Осцилляторы, осциллографы, Электрическое оборудование, резисторы, Генераторы сигналов, пленочный конденсатор, Импедансное мостовое соединение, Измерительные приборы, Диэлектрические свойства, Учебные пособия

В настоящее время у вас нет доступа к этому контенту.

У вас еще нет аккаунта? регистр

Понимание частотных характеристик конденсаторов относительно ESR и ESL | Борьба с шумом с помощью конденсаторов

Шум переключения

2018.10.25

Пункты этой статьи

・Конденсаторы для шумоподавления следует выбирать на основе частотной характеристики импеданса, а не емкости.

・Когда емкость и ESL меньше, резонансная частота выше, а импеданс в области высоких частот ниже.

・Чем больше емкость, тем ниже импеданс в емкостной области.

・Чем меньше ESR, тем ниже импеданс на резонансной частоте.

・Чем меньше ESL, тем ниже импеданс в индуктивной области.

Понимание частотных характеристик конденсаторов

При использовании конденсаторов для решения проблем с шумом необходимо хорошее понимание характеристик конденсатора. Эта диаграмма показывает взаимосвязь между импедансом конденсатора и частотой и является основной характеристикой любого конденсатора.

В дополнение к электростатической емкости C конденсатора существуют также резистивная составляющая ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), индуктивная составляющая ESL (эквивалентная последовательная индуктивность) и EPR (эквивалентное параллельное сопротивление), существующая параллельно с электростатическая емкость. EPR означает наличие сопротивления изоляции IR между электродами или наличие тока утечки между электродами. Возможно, термин IR используется повсеместно.

C и ELS образуют последовательный резонансный контур, а импеданс конденсатора имеет V-образную частотную характеристику, как показано на диаграмме. Вплоть до резонансной частоты проявляется емкостная характеристика, и импеданс падает. Импеданс на резонансной частоте зависит от ESR. При превышении резонансной частоты импедансная характеристика меняется на индуктивную, а с ростом частоты импеданс увеличивается. Индуктивная характеристика импеданса зависит от ESL.

Резонансную частоту можно рассчитать с помощью следующего уравнения:

Это уравнение показывает, что чем меньше электростатическая емкость и чем меньше ESL конденсатора, тем выше резонансная частота. Применяя это для устранения шума, конденсатор с меньшей емкостью и меньшим ESL имеет более низкий импеданс на более высокой частоте и поэтому лучше подходит для устранения высокочастотного шума.

Порядок объяснения здесь обратный, но меры по противодействию шуму, в которых используются конденсаторы, используют базовую характеристику конденсатора «пропускание переменного тока и более легкое прохождение его на более высоких частотах». Таким образом, конденсаторы используются для шунтирования нежелательных шумов (компонентов переменного тока) от сигналов или линий питания к земле, например.

На следующем графике показаны частотные характеристики импеданса конденсаторов с различной электростатической емкостью. В области емкостной характеристики чем больше емкость, тем ниже импеданс. При этом чем меньше емкость, тем выше резонансная частота и тем ниже импеданс в области индуктивной характеристики.

Наше объяснение частотных характеристик импеданса конденсатора можно резюмировать следующим образом.

• Когда емкость и ESL меньше, резонансная частота выше,
  и импеданс в области высоких частот ниже.
• Чем больше емкость, тем ниже импеданс в емкостной области.
• Чем меньше ESR, тем ниже импеданс на резонансной частоте.
• Чем меньше ESL, тем ниже импеданс в индуктивной области.

Проще говоря, конденсаторы с более низким импедансом лучше удаляют шум, но частотная характеристика импеданса зависит от конденсатора, поэтому важно проверить характеристики конденсатора. При выборе конденсаторов для борьбы с шумом следует выбирать устройство в соответствии с частотной характеристикой импеданса, а не емкости.

При выборе конденсаторов для шумоподавления следует учитывать частотную характеристику, понимая, что подключается не просто емкость, а последовательный LC-резонансный контур.

Информация о загрузке технических документов

Доступны загружаемые материалы, в том числе материалы лекций с семинаров, спонсируемых ROHM, и руководство по выбору преобразователей постоянного тока.