Hvad er en kondensator?

en kondensator er en elektrisk komponent, der bruges til at lagre energi i et elektrisk felt. Det har to elektriske ledere adskilt af et dielektrisk materiale, som begge akkumulerer ladning, når de er tilsluttet en strømkilde. En plade får en negativ ladning, og den anden får en positiv ladning.

en kondensator spreder ikke energi, i modsætning til en modstand. Dens kapacitans karakteriserer en ideel kondensator., Det er mængden af elektrisk ladning på hver leder og den potentielle forskel mellem dem. En kondensator afbryder strømmen i DC og kortslutninger i vekselstrømskredsløb. Jo tættere de to ledere er, og jo større deres overfladeareal er, desto større er dens kapacitans.

almindelige typer kondensatorer

• keramiske skivekondensatorer bruger keramik til det dielektriske materiale. En keramisk kondensator er indkapslet med to ledninger, der udspringer fra bunden og derefter danner en disk. En keramisk skivekondensator har ikke en polaritet og forbinder i enhver retning på printkortet., I keramiske kondensatorer kan en relativt høj kapacitans opnås i en lille fysisk størrelse på grund af dens høje dielektriske konstant. Dens værdi varierer fra picofarad til en eller to mikrofarader, men dens spændingsværdier er relativt lave.

den trecifrede kode, der er trykt på deres krop, bruges til at identificere kondensatorens værdi i picofarad., Bogstavkoder bruges til at angive deres toleranceværdi som følgende: J = 5%, K = 10% eller M = 20%. For eksempel angiver den keramiske skivekondensator ovenfor med en markering på 154, at der er 15 og 4 nul picofarad eller 150.000 PF (150nF).

• elektrolytiske kondensatorer bruges ofte, når der er behov for store kapacitansværdier., De bruges ofte til at reducere rippelspændinger eller til kobling og afkobling af applikationer. Elektrolytkondensatorer er konstrueret ved hjælp af to tynde film af aluminiumsfolie med et O .idlag som isolator. De er polariserede og kan blive beskadiget eller eksplodere, når de er tilsluttet forkert. Denne type kondensator har en bred tolerance, men fungerer ikke godt ved høje frekvenser.,

• tantalkondensatorer er almindeligt anvendt til mellemstore kapacitansniveauer. De bruges bedst, når størrelsen og ydeevnen betyder noget, men de har normalt ikke høje arbejdsspændinger og har ikke meget høj strømkapacitet. Tantalkondensatorer er polariserede og kan eksplodere, når de placeres under stress. De har en meget lav tolerance for at være omvendt partisk.,

markeringerne på SMD tantal kondensatorer består normalt af tre tal. Den sidste er multiplikatoren, og de to første er betydelige tal. Dens værdier er i picofarads. Derfor har SMD tantal kondensatoren vist ovenfor en værdi på 47.106 PF, som fungerer som 47 .f.,

Tantal kondensatorer kan også mærkes direkte, som vist i figuren ovenfor.

• Sølv glimmerkondensatorer bruges til mange RF-kredsløb som oscillatorer og filtre. Sølv glimmer giver en meget høj ydeevne med tætte toleranceværdier, men små ændringer i temperatur. Det bruger sølvelektroder, der er belagt direkte på glimmer., Flere lag hjælper med at opnå det krævede niveau af kapacitans, og denne kapacitans påvirkes af det område, der er dækket af elektroderne.

• Film kondensatorer bruger en tynd plastfolie som dielektrikum. Filmkondensatorer bruges i mange applikationer på grund af deres stabilitet, lav induktans og lave omkostninger. De er ikke polariserede, så de er velegnede til AC signal og strømforbrug., De er også lavet med meget høj præcision kapacitans værdier og fastholde det længere end nogen anden type kondensator.

• Variable kondensatorer er kondensatorer med en kapacitans, der kan varieres baseret på kravet til et specifikt værdiområde. Variable kondensatorer består af plader af metal. Blandt disse plader er den ene fastgjort, mens den anden er bevægelig. Deres kapacitans kan variere fra omkring 10 picofarads til 500 picofarads., Der er mange anvendelser til disse variable modstande, såsom tuning af LC-kredsløb i radiomodtagere, til impedanstilpasning i antenner osv. Der er to typer af variable kondensatorer—tuning kondensator og trimmer kondensator.

rammen i denne kondensator understøtter kondensatoren lavet af glimmer og den ‘stator’, der findes i den. Ved hjælp af akslen har rotoren tendens til at rotere, mens statoren er stationær., Når pladerne på den bevægelige rotor kommer ind i den faste stator, er kapacitansen muligvis på det maksimale niveau. Ellers er værdien af kapacitansen på minimum.

denne type kondensator har tre ledninger. Den ene er forbundet med den stationære del, den anden til den del, der er ansvarlig for bevægelsen kaldet roterende, og den anden ledning er almindelig.,

polariserede vs ikke-polariserede kondensatorer

Når det kommer til opbevaring og afladning, har begge det samme princip. Der er dog mange faktorer, der gør dem forskellige fra hinanden.

• forskellige dielektrikum – dielektrisk er materialet mellem de to kondensatorplader. Polariserede kondensatorer bruger en elektrolyt som det dielektriske, hvilket giver dem en større kapacitans end andre kondensatorer med samme volumen. Imidlertid vil polære kondensatorer produceret af forskellige elektrolytmaterialer og processer have forskellige kapacitansværdier., Anvendelsen af polære og ikke-polariserede kondensatorer afhænger af egenskaberne af det dielektriske, der er reversible.

• forskellige strukturer – de mest almindeligt anvendte elektrolytkondensatorer er runde; firkantede kondensatorer er sjældne. Der er også usynlige kondensatorer eller distribuerede kondensatorer, som ikke må ignoreres i højfrekvente og mellemfrekvente enheder.,

• brug miljø og brug – interne materialer og strukturer sørger for polære kondensatorers store kapacitet og højfrekvente egenskaber, der gør dem meget velegnede til strømforsyningsfiltre og lignende. Der er dog nogle polære kondensatorer med gode højfrekvente egenskaber-tantalelektrolyse, som ikke almindeligvis anvendes på grund af dens høje omkostninger.

• forskellig ydelse – maksimal ydelse er et af de vigtigste krav ved valg af kondensator., Hvis et fjernsyns strømforsyning bruger en metalo .idfilmkondensator som filter, skal kapacitansen og den modstå spænding opfylde filterkravene; kun en strømforsyning kan installeres inde i sagen. Derfor kan filteret kun bruge polære kondensatorer, og den polære kapacitans er irreversibel. Normalt er elektrolytiske kondensatorer over 1 MF; bedst brugt i kobling, afkobling, strømforsyningsfiltrering osv. Ikke-polære kondensatorer er for det meste under 1 MF, hvilket kun involverer resonans, kobling, frekvensvalg, strømbegrænsning osv., Der er dog også stor kapacitet, højspændings-ikke-polære kondensatorer, der hovedsageligt bruges til reaktiv effektkompensation, motorfaseskift og frekvensomformningseffektfaseskift.

• forskellige kapacitetskondensatorer, der har samme volumen, har forskellige kapacitanser afhængigt af deres dielektrikum.

almindelige anvendelser af kondensatorer

• AC – kobling / DC-blokering-komponenten tillader kun AC-signaler at passere fra et afsnit af et kredsløb til et andet, mens enhver DC-statisk spænding blokeres. De bruges ofte til at adskille AC-og DC-komponenterne i et signal., Ved denne metode er det nødvendigt at sikre, at kondensatorens impedans er tilstrækkelig lav. Kondensatorens nominelle spænding skal være større end spidsspændingen over kondensatoren. Normalt vil kondensatoren være i stand til at modstå forsyningsskinnens spænding med en vis margen for at sikre pålidelighed.

• afkobling af strømforsyningen – kondensatoren bruges til at afkoble en del af et kredsløb fra en anden. Afkobling sker, når et indgående linjesignal tages gennem en transformer og en ensretter; den resulterende bølgeform er ikke glat. Det varierer mellem nul og spidsspændingen., Hvis det anvendes på et kredsløb, er det højst usandsynligt, at det fungerer, fordi der typisk er behov for en DC-spænding.

• Filter VEKSELSTRØMSSTØJ fra DC – kredsløb-alle VEKSELSTRØMSSIGNALER, der kan være på et DC-forspændingspunkt, strømskinne eller andre knudepunkter, der skal være fri for et bestemt varierende signal, skal fjernes af kondensatoren. Det skal også være i stand til at modstå forsyningsspændingen, mens det leverer og absorberer de strømniveauer, der opstår som følge af støj på skinnen.

• lydsignalfiltrering – det er nødvendigt at overveje kondensatorens RF-ydelse., Denne ydelse kan være anderledes ved lavere frekvenser. Keramiske kondensatorer bruges normalt her, da de har en høj selvresonansfrekvens, specifikt overflademonteringskondensatorer, der er meget små og ikke har nogen ledninger, der kan forårsage nogen induktans.

Hvad er Supercapacitors?

det er også kendt som en dobbeltlags elektrolytisk kondensator eller ultrakondensator. En superkondensator kan gemme en stor mængde energi. Specifikt 10 til 100 gange mere energi pr., Det har lavere spændingsgrænser, der bygger bro mellem elektrolytkondensatorer og genopladelige batterier.

nogle almindelige anvendelser af Supercapacitors

• vindmøller – supercapacitors hjælper med at udjævne den intermitterende strøm, der leveres af vinden.

• motorer – der driver elektriske køretøjer kører strømforsyninger, der er klassificeret i hundreder af volt, hvilket betyder, at hundreder af superkapacitorer, der er tilsluttet i serie, er nødvendige for at opbevare den rigtige mængde energi i en typisk regenerativ bremse.,

• elektriske og hybride køretøjer – superkapacitorer bruges som midlertidige energilagre til regenerativ bremsning, hvor et køretøjs energi generelt vil gå til spilde, når det kommer til et stop, opbevares kort og derefter genbruges, når det begynder at bevæge sig igen.

superkapacitorer og Batteriafladningskurve

batteriets afladningskurve er eksponentiel. Som du kan se, giver eksponentiel udladning stabil strøm til slutningen., Energien forbliver høj under det meste af ladningen og falder derefter hurtigt, når ladningen udtømmer.

udledningskurven af superkapacitoren er lineær. Som du kan se, forhindrer lineær udladning fuld udnyttelse af energi. Det leverer den højeste effekt i begyndelsen.