Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, 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.
 


Схемы подключения | Принципиальные схемы | Электроснабжение
Розетки и выключатели | Автоматы защиты | Кабель и провод | Монтаж электропроводки Ремонт электротехники | Молодому электрику

Электрик Инфо » Интересные факты, Практическая электроника » Конденсаторы: назначение, устройство, принцип действия
Количество просмотров: 283678
Комментарии к статье: 21


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.

Конденсаторы

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.

 

Как устроен конденсатор

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.

Устройство плоского конденсатора

Рисунок 1. Устройство плоского конденсатора

Здесь S – площадь пластин в квадратных метрах, d – расстояние между пластинами в метрах, C - емкость в фарадах, ε – диэлектрическая проницаемость среды. 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.

интегрирующая RC – цепочка

Рисунок 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. Вместо импульса на другом конце кабеля появится вот такой «колокол», а если импульс короткий, то он может и вовсе не дойти до другого конца кабеля, вовсе пропасть.

Исторический факт

Здесь вполне уместно вспомнить историю о том, как прокладывали трансатлантический кабель. Первая попытка в 1857 году потерпела неудачу: телеграфные точки – тире (прямоугольные импульсы) искажались так, что на другом конце линии длиной 4000 км разобрать ничего не удалось.

Вторая попытка была предпринята в 1865 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. Но это просто к слову, а теперь вернемся к последней букве в формуле, а именно, к диэлектрической проницаемости среды ε.

 

Немножко о диэлектриках

Эта ε стоит в знаменателе формулы, следовательно, ее увеличение повлечет за собой возрастание емкости. 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…20.

Но подобные вещества обладают кроме высокой ε еще и достаточно высокой проводимостью, поэтому такой конденсатор заряд держать будет плохо, он быстро разрядится сам через себя. 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.

Электролитический конденсатор

Наибольшей удельной емкостью (соотношение емкость / объем) обладают электролитические конденсаторы. Емкость «электролитов» достигает до 100 000 мкФ, рабочее напряжение до 600В. 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.

На рисунке 3 показан один из таких конденсаторов.

Электролитический конденсатор

Рисунок 3. Электролитический конденсатор

Чтобы оценить размеры конденсатора рядом с ним сфотографировался простой спичечный коробок. Кроме достаточно большой емкости на рисунке можно разглядеть еще и допуск в процентах: ни много ни мало 70% от номинальной.

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 350 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. Чтобы как-то эту проблему обойти, обычные полярные «электролиты» включают встречно-последовательно: плюс-минус-минус-плюс.

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. Поэтому никогда не надо ставить «электролиты» в цепь, где предвидится напряжение близкое к максимальному для данного конденсатора.

Иногда в некоторых, даже солидных форумах, начинающие задают вопрос: «На схеме означен конденсатор 470µF * 16V, а у меня есть 470µF * 50V, можно ли его поставить?». Да, конечно можно, вот обратная замена недопустима.

Конденсатор может накапливать энергию

Разобраться с этим утверждением поможет простая схема, показанная на рисунке 4.

Схема с конденсатором

Рисунок 4. Схема с конденсатором

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.

Может быть, кто-то скажет: «А зачем? Ведь и так все очевидно, да если еще и описание почитать…». Возразить тут, вроде, нечего, но любая, даже самая простая вещь остается в голове надолго, если ее понимание пришло через руки.

Итак, схема собрана. Как она работает?

В положении переключателя SA, показанном на схеме, конденсатор C заряжается от источника питания GB через резистор R по цепи: +GB __ R __ SA __ C __ -GB. Зарядный ток на схеме показан стрелкой с индексом iз. Процесс заряда конденсатора показан на рисунке 5.

Процесс заряда конденсатора

Рисунок 5. Процесс заряда конденсатора

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?

Постоянная времени «тау» τ = R*C

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. Именно это время необходимо для того, чтобы конденсатор зарядился до 36,8% напряжения источника питания. Соответственно для заряда практически до 100% потребуется время 5* τ.

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.

Для схемы, показанной на рисунке 4, при емкости конденсатора 2000мкФ и сопротивлении резистора 500Ω постоянная времени получится τ = R*C = 500 * 2000 = 1000000 микросекунд или ровно одна секунда. 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. Время разряда также определяется постоянной времени τ. График разряда показан на рисунке 6.

График разряда конденсатора

Рисунок 6. График разряда конденсатора

Конденсатор не пропускает постоянный ток

Убедиться в этом утверждении поможет еще более простая схема, показанная на рисунке 7.

Схема с конденсатором в цепи постоянного тока

Рисунок 7. Схема с конденсатором в цепи постоянного тока

Если замкнуть переключатель SA, то последует кратковременная вспышка лампочки, что свидетельствует о том, что конденсатор C зарядился через лампочку. Здесь же показан и график заряда: в момент замыкания переключателя ток максимальный, по мере заряда конденсатора уменьшается, а через некоторое время прекращается совсем.

Если конденсатор хорошего качества, т.е. с малым током утечки (саморазряда) повторное замыкание выключателя к вспышке не приведет. Для получения еще одной вспышки конденсатор придется разрядить.

Конденсатор в фильтрах питания

Конденсатор ставится, как правило, после выпрямителя. Чаще всего выпрямители делаются двухполупериодными. Наиболее распространенные схемы выпрямителей показаны на рисунке 8.

Схемы выпрямителей

Рисунок 8. Схемы выпрямителей

Однополупериодные выпрямители также применяются достаточно часто, как правило, в тех случаях, когда мощность нагрузки незначительна. Самым ценным качеством таких выпрямителей является простота: всего один диод и обмотка трансформатора.

Для двухполупериодного выпрямителя емкость конденсатора фильтра можно рассчитать по формуле

C = 1000000 * Po / 2*U*f*dU, где C емкость конденсатора мкФ, Po мощность нагрузки Вт, U напряжение на выходе выпрямителя В, f частота переменного напряжения Гц, dU амплитуда пульсаций В.

Большое число в числителе 1000000 переводит емкость конденсатора из системных Фарад в микрофарады. Двойка в знаменателе представляет собой число полупериодов выпрямителя: для однополупериодного на ее месте появится единица

C = 1000000 * Po / U*f*dU,

а для трехфазного выпрямителя формула примет вид C = 1000000 * Po / 3*U*f*dU.

Суперконденсатор – ионистор

В последнее время появился новый класс электролитических конденсаторов, так называемый ионистор. По своим свойствам он похож на аккумулятор, правда, с несколькими ограничениями.

Заряд ионистора до номинального напряжения происходит в течение короткого времени, буквально за несколько минут, поэтому его целесообразно использовать в качестве резервного источника питания. По сути ионистор прибор неполярный, единственное, чем определяется его полярность это зарядкой на заводе – изготовителе. Чтобы в дальнейшем эту полярность не перепутать она указывается знаком +.

Большую роль играют условия эксплуатации ионисторов. При температуре 70˚C при напряжении 0,8 от номинального гарантированная долговечность не более 500 часов. Если же прибор будет работать при напряжении 0,6 от номинального, а температура не превысит 40 градусов, то исправная работа возможна в течение 40 000 часов и более.

Наиболее распространенное применение ионистора это источники резервного питания. В основном это микросхемы памяти или электронные часы. В этом случае основным параметром ионистора является малый ток утечки, его саморазряд.

Достаточно перспективным является использование ионисторов совместно с солнечными батареями. Здесь также сказывается некритичность к условию заряда и практически неограниченное число циклов заряд-разряд. Еще одно ценное свойство в том, что ионистор не нуждается в обслуживании.

Пока получилось рассказать, как и где работают электролитические конденсаторы, причем, в основном в цепях постоянного тока. О работе конденсаторов в цепях переменного тока будет рассказано в другой статье - Конденсаторы для электроустановок переменного тока.

Борис Аладышкин 

Популярные публикации:

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Интересные факты, Практическая электроника

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика 



Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Полярные и неполярные конденсаторы - в чем отличие
  • Как выбрать конденсаторы для подключения однофазного и трехфазного электрод ...
  • Конденсаторы для электроустановок переменного тока
  • Электролитические конденсаторы: устройство, виды, особенности эксплуатации, ...
  • Как определить тип конденсатора
  • Как конденсатор переворачивает мир электрических цепей: От секретов хранени ...
  • Конденсаторы в электронных схемах. Часть 2. Межкаскадная связь, фильтры, ге ...
  • Как определить неисправность конденсаторов
  • Бутстрепный конденсатор в схеме управления полумостом
  • Конденсаторы в сети переменного тока
  • Категория: Интересные факты, Практическая электроника

    Теория, Емкость, Основы электричества

      Комментарии:

    #1 написал: Владимир |

    Спасибо за информацию. Хотелось добавить что у оксидных конденсаторов был большой недостаток - высыхал электролит и терялась паспортная ёмкость, вплоть до негодности. Как обстоят дела с этим вопросом у современных оксидных конденсаторов?

    С уважением, Владимир 

      Комментарии:

    #2 написал: Борис Аладышкин |

    Собственно этот недостаток до сих пор никуда не делся, конденсаторы сохли и сохнут до сих пор. Импортные может меньше, чем наши старые советские, хотя, наверно, и они, импортные то есть, все равно сохнут и теряют емкость. Не столько времени мы с ними общаемся, чтобы говорить, что гарантия у них, как у пластиковых труб, 50 лет! В последнее время (в связи с использованием в импульсных БП) появился еще один критерий пригодности электролитических конденсаторов – эквивалентное последовательное сопротивление. Наиболее критично к использованию «электролитов» различных типов подходят аудиофилы (достаточно вспомнить провода из рафинированной меди), на эту тему в этих кругах проходят целые форумы, и даже просто торговля электролитическими конденсаторами. Некоторые считают, что хорошими свойствами обладали старые конденсаторы производства СССР, и даже сожалеют о том, что просто их выбросили.

      Комментарии:

    #3 написал: Виктор |

    Диэлектрическая проницаемость стоит в числителе, а не в знаменателе, поэтому ее увеличение вызывает увеличение емкости.

      Комментарии:

    #4 написал: Александр |

    В микросхемах тоже применяются конденсаторы.
    Работают они за счёт ёмкости p-n перехода.  

      Комментарии:

    #5 написал: Сергей |

    Спасибо (Борис Аладышкин) за интересную статью. Читал с легкостью и удовольствием. Не везде найдешь достойное описание сложных вещей в простом описании. Просто здорово.

      Комментарии:

    #6 написал: Андрей |

    Спасибо! Конденсаторы, их разновидности и свойства трудные темы для меня. Но вот прочитал и стал немного понимать.

      Комментарии:

    #7 написал: Максим |

    Здравствуйте, я не понимаю на этом схеме (мигалка на светодиодах, симметричный мультивибратор) работы конденсатора. Если левая обкладка конденсатора присоединен на + источника питания, то тогда как он заряжается, как поднимает напряжения вторая обкладка конденсатора и как открывает базу транзистора? Как я знаю обкладка конденсатора который сидит на минусе на этом обкладке ничего не меняется, заряди сосредоточены только на обкладке + конденсатора. Этот вопрос я задал во множеством сайте и ответа пока нет, надеюсь на этом сайте получу ответа. Спасибо.

      Комментарии:

    #8 написал: Mihail |

    A pylesos Shmel (Шмель) rabotaet-li bez kondensatora?  Rabotaet, proboval na pary sekund, no ne isportit dvigatel? 

      Комментарии:

    #9 написал: Юрий |

    Могу ли я ззаменить 220мкф 25v на 1000мкф 25v.

      Комментарии:

    #10 написал: Vlad |

    В статье описка с цифрой 36,6%.
    Постоянная времени «тау» τ = R*C - время необходимо для того, чтобы конденсатор зарядился до 63,2% напряжения источника питания и такое же   время  чтобы разрядился (после полной зарядки) до 36,8% напряжения источника питания.

      Комментарии:

    #11 написал: ig pin |

    Нигде не могу найти инфу - из какого металла делают обкладки электролитов? Точно не аллюминий, не плавится. Подскажите плиз.

      Комментарии:

    #12 написал: Паша |

    Конденсатор в цепи постоянного тока действует как разомкнутая цепь и блокирует ток. Когда конденсатор находится в цепи постоянного тока, в течение короткого периода времени после того, как переключатель включен, ток будет течь в цепи. Вначале ток выше, но постепенно становится меньше и меньше, пока он не снизится совсем. Когда конденсатор был заряжен, он больше не принимал электрический заряд. Сейчас и позже не будет тока, протекающего в цепи. Таким образом, за исключением короткого периода, при подключении конденсатора в цепи постоянного тока, он блокирует цепь и не дает течь току. Конденсатор в цепи постоянного тока блокирует его после того, как переключатель будет выключен (или включен, если уже был выключен).

      Комментарии:

    #13 написал: Яков |

    Конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных изолятором, который называется диэлектриком. Весь набор способен хранить электричество. Это хранилище представляет собой избыток электронов на одной пластине, и недостаток на другой. Считается, что в таком состоянии конденсатор заряжен. Конденсатор заряжается, когда на пластине применяется напряжение. 

      Комментарии:

    #14 написал: Паша |

    Хорошая статья. Спасибо! Раньше считалось, что конденсаторы и батарейки - это две совершенно разные истории. В конденсаторах энергия накапливается в электрическом поле, а в батареях энергия сохраняется в результате обратимой электрохимической реакции. Однако новые разработки, такие как электрический двухслойный конденсатор и литий-ионный конденсатор, делают эту разницу менее очевидной.

      Комментарии:

    #15 написал: Олег |

    Конденсатор, представляет собой электрический компонент, используемый в электрических и электронных схемах, который имеет возможность хранить электрическую энергию через электрическое поле. Он состоит из проводящих поверхностей, разделенных диэлектрическим материалом (изолятором). Когда поверхности подвергаются разности потенциалов, одна из них приобретает положительный электрический заряд, а другая - отрицательный. Конденсаторы используются для хранения энергии. Но конденсаторы могут хранить мало энергии. Конденсаторы в основном используются для фильтрации сигнала. Если у нас есть электрический сигнал, при котором его напряжение колеблется, когда напряжение падает, конденсатор будет отвечать за подачу напряжения, чтобы поддерживать его постоянным и стабильным. Конденсаторы есть в основном во всех электрических цепях. В промышленности конденсаторы используются для компенсации реактивной энергии.

      Комментарии:

    #16 написал: Марк Фридман |

    Что касается электролитических конденсаторов, необходимо учитывать следующее: В некоторых усилителях для достижения этой цели параллельно подключаются несколько десятков электролитических конденсаторов относительно небольшой емкости. К сожалению, продолжительность параллельного подключения конденсаторов с течением времени является статистической продолжительностью конденсатора, деленной на количество конденсаторов, составляющих параллель, поэтому логически, если вы используете много конденсаторов, проще всего выйти из строя за короткое время. Однако следует иметь в виду, что при параллельном подключении множества конденсаторов ток, протекающий в каждом из них, представляет собой общий ток, деленный на количество конденсаторов, и является током одной из причин преждевременного выхода из строя из-за перегрева якоря. это решение продлевает срок службы отдельных конденсаторов. Последовательные конденсаторы: в основном используются для увеличения максимального напряжения, применимого к эквивалентной емкости. Например, если последовательно соединить два конденсатора одинаковой емкости с максимальным напряжением 100 Вольт, максимальное напряжение получится в 200 Вольт. Общая емкость меньше, чем у самого маленького используемого конденсатора. В случае предыдущего примера емкость будет вдвое меньше емкости одиночного конденсатора. Единственный действительный способ узнать истинное значение емкости - это ее измерить (следовательно, также без допуска). На рынке есть тестеры , у которых тоже есть функция измерения емкости. Специфическим инструментом для измерения емкости является емкостный измеритель.

      Комментарии:

    #17 написал: Ольга |

    С одной стороны, они остаются ключевым компонентом многих схем (а также источников питания или инверторов), а с другой стороны, годами считаются наиболее неисправными пассивными компонентами. Кроме того, на рынке появляются совершенно новые технологические решения, отвечающие высоким требованиям современной электроники, например гибридные конденсаторы.

      Комментарии:

    #18 написал: Даниил |

    При определенном напряжении каждое тело может удерживать только определенное ограниченное число электронов, которое мы им передаем, т. е. только определенный свободный заряд. Это свойство зависит от размера и формы проводника, расстояния от окружающих проводников и среды, в которой находятся проводящие тела. Это свойство называется емкостью проводника. Емкость одиночных проводников очень мала. Например. сферический проводник радиусом Земли имел бы емкость 700 мкФ. Емкость одного проводника значительно возрастает, когда мы приближаем к нему второй проводник, так что электростатическое поле концентрируется между ними. Такая система называется конденсатором. 

      Комментарии:

    #19 написал: Олег |

    На любом одиночном проводнике можно создать положительный или отрицательный электрический заряд. При увеличении электрического заряда проводника пропорционально возрастает и его потенциал, т. е. разность потенциалов или напряжение между этим проводником и землей, у которой потенциал принят за нулевой. Величина потенциала у различных проводников получается различной в зависимости от размеров и формы проводника. Если проводники разных размеров зарядить до одинакового потенциала, то оказывается, что наибольший заряд будет на проводнике, имеющем наибольшие размеры. Принято говорить, что чем больше размеры проводника, тем больше его электрическая емкость, или, просто, емкость для электрических зарядов. Подобно этому при одном и том же давлении в сосуде большего объема можно поместить большее количество газа. Объем сосуда определяет его емкость для газа. Таким образом, электрический заряд на проводнике и его потенциал прямо пропорциональны друг другу, а также зависят от емкости проводника. 

      Комментарии:

    #20 написал: Михаил |

    Конденсатор – это электронный компонент, который служит для накопления и хранения электрического заряда. Он состоит из двух металлических электродов, разделенных диэлектриком. Диэлектрик – это неметаллический материал, который не проводит электрический ток, но может быть поляризован при наличии электрического поля.

    Самый простой конденсатор имеет форму плоской параллельной пластины, где две металлические пластины разделены диэлектриком. Когда конденсатор заряжается, один из электродов получает положительный заряд, а другой – отрицательный. Между электродами возникает электрическое поле, которое держит заряды на расстоянии друг от друга, благодаря чему заряды не сливаются между собой.

    Емкость конденсатора измеряется в фарадах. Она зависит от площади электродов, расстояния между ними и диэлектрической проницаемости диэлектрика.

    В электрических схемах конденсаторы используются для различных целей, например, для фильтрации сигналов, сглаживания напряжения, создания резонансных контуров, временных задержек и других целей. Конденсаторы могут быть электролитическими и керамическими, иметь различные емкости и напряжения, и выбор конкретного типа зависит от требований конкретной схемы.

    Владимир, Вы правы, что у классических оксидных конденсаторов (алюминиевых) был недостаток - высыхание электролита. Однако, современные оксидные конденсаторы, такие как танталовые или полимерные алюминиевые конденсаторы, не страдают от этого недостатка.

    Танталовые конденсаторы используют твердый электролит, что делает их более надежными и стабильными в работе. Полимерные алюминиевые конденсаторы также используют полимерный электролит, который имеет более высокую стабильность по сравнению с классическими оксидными конденсаторами.

    Таким образом, современные оксидные конденсаторы имеют более высокую надежность и долговечность, чем их предшественники, что делает их более подходящими для использования в различных электронных устройствах.
    Максим, На схеме, на которую вы ссылались, конденсатор используется в качестве элемента, который задерживает заряд и разряд в мультивибраторе, и помогает контролировать скорость переключения транзисторов.

    Когда первый транзистор Q1 открыт, текущий через сопротивление R1 заряжает конденсатор C1 через его левую обкладку. Вторая обкладка конденсатора остается соединенной с землей.

    Когда напряжение на левой обкладке конденсатора C1 достигает порогового напряжения, определяемого уровнем базового напряжения второго транзистора Q2, второй транзистор открывается и C1 разряжается через R2. Затем процесс повторяется, и первый транзистор Q1 снова открывается, заряжая конденсатор C1 через R1.

    Таким образом, конденсатор C1 заряжается и разряжается при каждом переключении транзисторов, и в конечном итоге происходит мигание светодиодов.

    Отметим, что на левой обкладке конденсатора возникает напряжение, которое можно описать как колебания между напряжением источника питания и землей. Это напряжение также влияет на открытие и закрытие транзисторов, помогая им работать как мультивибратор.
    Юрий, Можно, если убедиться в том, что новый конденсатор соответствует параметрам работы схемы и может выдержать напряжение, которое будет на нем во время работы. Увеличение емкости конденсатора может привести к изменению работы схемы, например, увеличению времени задержки, поэтому необходимо учитывать возможные последствия замены конденсатора. Если вы не уверены в своих знаниях, лучше проконсультироваться со специалистом.

    ig pin, Обкладки электролитических конденсаторов изготавливаются из различных металлов в зависимости от производителя и типа конденсатора. Например, у некоторых производителей обкладки могут быть выполнены из меди, а у других - из стали или никеля. Кроме того, в некоторых случаях обкладки могут быть покрыты различными материалами, например, золотом или оловом, чтобы улучшить их электрические свойства. Если вам нужна более конкретная информация о материале обкладок конкретных конденсаторов, лучше обратиться к производителю или поставщику.
    Паша, Да, вы правы. Современные технологии и разработки привели к созданию конденсаторов, которые могут хранить энергию в электрическом поле на длительное время, так же как и батареи. Например, электрические двухслойные конденсаторы (EDLC) или суперконденсаторы, используются для хранения энергии в больших объемах. Они состоят из двух электродов, которые разделены диэлектрическим материалом. Эти конденсаторы могут хранить большие объемы энергии и быстро отдавать ее при необходимости. Литий-ионные конденсаторы также имеют способность хранить энергию, но их характеристики ближе к характеристикам батарей, так как используются электрохимические процессы для хранения энергии.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

      Комментарии:

    #21 написал: Алексей |

    Конденсаторы - это компоненты электрических и электронных схем, которые накапливают и хранят электрический заряд. Конденсаторы могут использоваться для фильтрации нежелательных сигналов или шумов в электронных схемах. Они могут быть использованы для создания временной задержки между входным и выходным сигналами в электронных схемах. Конденсаторы могут хранить энергию в течение короткого промежутка времени, что позволяет использовать их в схемах с батарейным питанием или в качестве источника энергии для других компонентов. Также конденсаторы используются для разделения сигналов в схемах, чтобы предотвратить помехи или нежелательные взаимодействия между различными компонентами. В аналоговых схемах конденсаторы могут использоваться в качестве буферных или разделительных элементов для обеспечения стабильного и точного сигнала. В некоторых случаях конденсаторы используются в качестве накопителей энергии, например, в системах рекуперативного торможения в электромобилях. В промышленных и коммерческих системах конденсаторы могут использоваться для компенсации реактивной мощности, что помогает снизить нагрузку на электрические сети.

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Электрик Инфо на Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки
    Андрей Повный - все статьи автора



    Copyright © 2009-2024 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.