Wat is een condensator?

een condensator is een elektrisch onderdeel dat wordt gebruikt om energie op te slaan in een elektrisch veld. Het heeft twee elektrische geleiders gescheiden door een diëlektrisch materiaal dat beide accumuleren lading wanneer aangesloten op een energiebron. De ene plaat krijgt een negatieve lading, en de andere een positieve lading.

een condensator dissipeert geen energie, in tegenstelling tot een weerstand. De capaciteit kenmerkt een ideale condensator., Het is de hoeveelheid elektrische lading op elke geleider en het potentiële verschil tussen hen. Een condensator ontkoppelt de stroom in DC en kortsluitingen in AC-circuits. Hoe dichter de twee geleiders zijn en hoe groter hun oppervlak, hoe groter de capaciteit.

gebruikelijke condensatoren

• keramische schijfcondensatoren gebruiken keramiek voor het diëlektrische materiaal. Een keramische condensator is ingekapseld met twee draden die uit de bodem komen en dan een schijf vormen. Een keramische disc condensator heeft geen polariteit en verbindt in elke richting op de printplaat., In keramische condensatoren is een relatief hoge capaciteit haalbaar in een kleine fysieke grootte vanwege de hoge diëlektrische constante. De waarde varieert van picofarad tot één of twee microfarads, maar de spanningswaarden zijn relatief laag.

De drie– cijferige code gedrukt op hun lichaam wordt gebruikt voor het identificeren van de condensator waarde in de picofarad., Lettercodes worden gebruikt om hun tolerantiewaarde aan te geven, zoals: J = 5%, K = 10% of M = 20%. Bijvoorbeeld, de keramische disc condensator hierboven met een markering van 154 geeft aan dat er 15 en 4 zero ‘ s van picofarad, of 150.000 pF (150nF).

• elektrolytische condensatoren worden vaak gebruikt wanneer grote capaciteit waarden nodig zijn., Ze worden vaak gebruikt om rimpelspanningen te verminderen of voor het koppelen en ontkoppelen van toepassingen. Elektrolytische condensatoren worden vervaardigd met behulp van twee dunne films van aluminiumfolie met een oxidelaag als isolator. Ze zijn gepolariseerd en kunnen worden beschadigd of exploderen wanneer ze verkeerd zijn aangesloten. Dit type condensator heeft een brede tolerantie maar werkt niet goed bij hoge frequenties.,

• Tantaalcondensatoren worden vaak gebruikt voor capaciteitsniveaus met een gemiddeld bereik. Ze worden het best gebruikt wanneer de grootte en de prestaties van belang zijn, maar ze hebben meestal geen hoge werkspanningen en hebben geen zeer hoge stroomcapaciteit. Tantaalcondensatoren zijn gepolariseerd en kunnen exploderen wanneer ze onder stress worden geplaatst. Ze hebben een zeer lage tolerantie om omgekeerd bevooroordeeld te zijn.,

De markeringen op SMD tantaal condensatoren bestaan meestal uit drie cijfers. De laatste is de multiplier, en de eerste twee zijn significante cijfers. De waarden zijn in picofarads. Daarom heeft de hierboven getoonde SMD tantaalcondensator een waarde van 47 x 106 pF, wat neerkomt op 47µF.,

Tantaalcondensatoren kunnen ook direct worden gemarkeerd zoals weergegeven in de bovenstaande figuur.

• Silver mica condensatoren worden gebruikt voor vele RF circuits zoals oscillatoren en filters. Zilver mica geeft een zeer hoog niveau prestaties met nauwe tolerantiewaarden maar kleine verandering in termen van temperatuur. Het maakt gebruik van zilveren elektroden die direct op de mica zijn geplateerd., Verschillende lagen helpen bij het verkrijgen van het vereiste niveau van capaciteit en deze capaciteit wordt beïnvloed door het gebied dat door de elektroden wordt bedekt.

• filmcondensatoren gebruiken een dunne plastic film als diëlektrische laag. Filmcondensatoren worden in veel toepassingen gebruikt vanwege hun stabiliteit, lage inductantie en lage kosten. Ze zijn niet gepolariseerd, dus ze zijn geschikt voor AC-signaal en stroomgebruik., Ze zijn ook gemaakt met zeer hoge precisie capaciteit waarden en houden het langer dan elk ander type condensator.

• variabele condensatoren zijn condensatoren met een capaciteit die kan worden gevarieerd op basis van de vereiste voor een specifiek bereik van waarden. Variabele condensatoren bestaan uit platen van metaal. Onder deze platen is de ene vast, terwijl de andere beweegbaar is. De capaciteit kan variëren van ongeveer 10 picofarads tot 500 picofarads., Er zijn veel toepassingen voor deze variabele weerstanden, zoals het afstemmen van LC circuits in radio-ontvangers, voor impedantie matching in antennes, enz. Er zijn twee soorten variabele condensatoren-tuning condensator en trimmer condensator.

het frame in deze condensator biedt ondersteuning aan de condensator gemaakt van mica en de daarin aanwezige ‘stator’. Met behulp van de AS heeft de rotor de neiging om te draaien terwijl de stator stilstaat., Zodra de platen van de beweegbare rotor in de vaste stator komen, is de capaciteit mogelijk op het maximale niveau. Anders is de waarde van de capaciteit op het minimum.

Dit type condensator heeft drie aansluitpunten. De ene is verbonden met het stationaire deel, de andere met het deel dat verantwoordelijk is voor de beweging genaamd rotary en de andere lood is gemeenschappelijk.,

Gepolariseerde Versus niet-gepolariseerde condensatoren

wanneer het gaat om opslaan en ontladen, hebben beide hetzelfde principe. Er zijn echter veel factoren die ze van elkaar onderscheiden.

• verschillende diëlektriciteit-diëlektriciteit is het materiaal tussen de twee condensatorplaten. Gepolariseerde condensatoren gebruiken een elektrolyt als de diëlektrische waardoor ze een grotere capaciteit dan andere condensatoren van hetzelfde volume. Echter, polaire condensatoren geproduceerd door verschillende elektrolyten materialen en processen zullen verschillende waarden van capaciteit hebben., Het gebruik van polaire en niet-gepolariseerde condensatoren hangt af van de eigenschappen van de diëlektrische die omkeerbaar zijn.

• verschillende structuren – de meest gebruikte elektrolytische condensatoren zijn ronde; vierkante condensatoren zijn zeldzaam. Er zijn ook onzichtbare condensatoren, of gedistribueerde condensatoren, die niet mogen worden genegeerd in hoogfrequente en middenfrequente apparaten.,

• gebruiksomgeving en gebruik-interne materialen en structuren zorgen voor de grote capaciteit en hoogfrequente kenmerken van polaire condensatoren, waardoor ze zeer geschikt zijn voor voedingsfilters en dergelijke. Er zijn echter enkele polaire Condensatoren met goede hoogfrequente kenmerken – tantaalelektrolyse, die niet vaak wordt gebruikt vanwege de hoge kosten.

• verschillende prestaties-maximale prestaties zijn een van de belangrijkste vereisten bij het kiezen van een condensator., Als de voeding van een televisie een metaaloxidefilmcondensator als filter gebruikt, moeten de capaciteit en bestandheidsspanning aan de filtervereisten voldoen; alleen een voeding kan in de behuizing worden geïnstalleerd. Daarom kan het filter alleen polaire condensatoren gebruiken en is de polaire capaciteit onomkeerbaar. Gewoonlijk, elektrolytische condensatoren zijn boven 1 MF; best gebruikt in koppeling, ontkoppeling, voeding filtering, enz. Apolaire condensatoren zijn meestal minder dan 1 MF, wat alleen resonantie, koppeling, frequentie selectie, stroombegrenzing, enz., Er zijn echter ook apolaire Condensatoren met grote capaciteit, hoogspanning, die voornamelijk worden gebruikt voor reactieve vermogenscompensatie, motorfaseverschuiving en frequentieomzettingsmachtfaseverschuiving.

• verschillende capaciteit-Condensatoren met hetzelfde volume hebben verschillende capaciteiten, afhankelijk van hun diëlektrische eigenschappen.

algemeen gebruik van condensatoren

• AC-Koppeling / DC-blokkering-met het onderdeel kunnen alleen WISSELSTROOMSIGNALEN van het ene gedeelte van een circuit naar het andere worden doorgegeven terwijl een gelijkstroom-statische spanning wordt geblokkeerd. Ze worden vaak gebruikt om de AC en DC componenten van een signaal te scheiden., Bij deze methode moet ervoor worden gezorgd dat de impedantie van de condensator voldoende laag is. De nominale condensatorspanning moet groter zijn dan de piekspanning over de condensator. Gewoonlijk zal de condensator de spanning van de toevoerrail met enige marge kunnen weerstaan om betrouwbaarheid te verzekeren.

• ontkoppeling van voeding-de condensator wordt gebruikt om een deel van een circuit van een ander te ontkoppelen. De ontkoppeling gebeurt wanneer een inkomend lijnsignaal door een transformator en een gelijkrichter wordt genomen; de resulterende golfvorm is niet glad. Het varieert tussen nul en de piekspanning., Indien toegepast op een circuit, dit is het meest onwaarschijnlijk om te werken, omdat een gelijkspanning is meestal nodig.

• filter WISSELSTROOMRUIS van GELIJKSTROOMCIRCUITS-alle WISSELSTROOMSIGNALEN die zich op een gelijkstroom-biaspunt, vermogensrail of andere knooppunten bevinden die vrij moeten zijn van een bepaald variabel signaal, moeten door de condensator worden verwijderd. Het moet ook bestand zijn tegen de voedingsspanning, terwijl het stroomniveau van het geluid op de rail wordt gevoed en geabsorbeerd.

• Audiosignaalfiltering-er moet rekening worden gehouden met de RF-prestaties van de condensator., Deze prestaties kunnen verschillen bij lagere frequenties. Keramische condensatoren worden hier meestal gebruikt omdat ze een hoge zelfresonantiefrequentie hebben, met name de opbouwcondensatoren die zeer klein zijn en geen leads hebben die enige Inductantie kunnen veroorzaken.

Wat zijn Supercapacitors?

Het is ook bekend als een dubbellaags elektrolytische condensator of ultracapacitor. Een supercondensor kan een grote hoeveelheid energie opslaan. In het bijzonder, 10 tot 100 keer meer energie per eenheid massa of volume in vergelijking met elektrolytische condensatoren., Het heeft lagere spanningslimieten die de kloof tussen elektrolytische condensatoren en oplaadbare batterijen overbruggen.

een aantal veel voorkomende toepassingen van Supercapacitoren

• windturbines-supercapacitoren helpen het intermitterende vermogen van de wind af te zwakken.

• motoren-die elektrische voertuigen aandrijven, lopen stroomvoorzieningen af die gespecificeerd zijn in de honderden volt, wat betekent dat honderden in serie aangesloten supercondensatoren nodig zijn om de juiste hoeveelheid energie op te slaan in een typische regeneratieve rem.,

• elektrische en hybride voertuigen-supercondensatoren worden gebruikt als tijdelijke energieopslag voor regeneratief remmen, waarbij de energie van een voertuig in het algemeen verloren gaat wanneer het tot stilstand komt, kort wordt opgeslagen en vervolgens opnieuw wordt gebruikt wanneer het weer in beweging komt.

Supercapacitors en Batterijontladingscurve

De ontladingscurve van de batterij is exponentieel. Zoals je kunt zien, biedt exponentiële ontlading constante stroom tot het einde., De energie blijft hoog tijdens het grootste deel van de lading en daalt dan snel als de lading uitgeput.