un condensator este o componentă electrică utilizată pentru a stoca energia într-un câmp electric. Are doi conductori electrici separați de un material dielectric care ambele acumulează sarcină atunci când sunt conectate la o sursă de alimentare. O placă primește o încărcare negativă, iar cealaltă are o încărcare pozitivă.
Un condensator nu disipa energie, spre deosebire de un rezistor. Capacitatea sa caracterizează un condensator ideal., Este cantitatea de sarcină electrică pe fiecare conductor și diferența de potențial dintre ele. Un condensator deconectează curentul în DC și scurtcircuitele în circuitele de curent alternativ. Cu cât sunt mai apropiați cei doi conductori și cu cât suprafața lor este mai mare, cu atât capacitatea sa este mai mare.
tipuri comune de condensatoare
- condensatoarele cu discuri ceramice utilizează ceramică pentru materialul dielectric. Un condensator ceramic este încapsulat cu două cabluri care emană din partea de jos, apoi formează un disc. Un condensator de disc ceramic nu are polaritate și se conectează în orice direcție pe placa de circuit imprimat., În condensatoarele ceramice, o capacitate relativ mare este realizabilă într-o dimensiune fizică mică datorită Constantei sale dielectrice ridicate. Valoarea sa variază de la picofarad la unul sau două microfarade, dar valorile sale de tensiune sunt relativ scăzute.
trei cifre imprimate pe corpul lor este folosit pentru a identifica condensator de valoare în picofarad., Codurile literelor sunt utilizate pentru a indica valoarea lor de toleranță, cum ar fi următoarele: J = 5%, K = 10% sau M = 20%. De exemplu, condensatorul disc ceramic de mai sus cu un marcaj de 154 indică faptul că există 15 și 4 zero de picofarad, sau 150.000 pF (150nf).
- condensatori Electrolitici sunt adesea folosite atunci când mare capacitate de valori sunt necesare., Acestea sunt utilizate în mod obișnuit pentru a ajuta la reducerea tensiunilor de ondulare sau pentru aplicațiile de cuplare și decuplare. Condensatoarele electrolitice sunt construite folosind două filme subțiri de folie de aluminiu cu un strat de oxid ca izolator. Ele sunt polarizate și pot fi deteriorate sau explodate atunci când sunt conectate incorect. Acest tip de condensator are o toleranță largă, dar nu funcționează bine la frecvențe înalte.,
- condensatoare cu Tantal sunt utilizate frecvent pentru gama medie de niveluri de capacitate. Acestea sunt utilizate cel mai bine atunci când dimensiunea și performanța contează, dar de obicei nu au tensiuni mari de lucru și nu au o capacitate de curent foarte mare. Condensatoarele de tantal sunt polarizate și pot exploda atunci când sunt plasate sub stres. Ei au o toleranță foarte scăzută pentru a fi invers-părtinitoare.,
marcajele De pe condensatoare cu tantal SMD, de obicei, constă din trei cifre. Ultimul este multiplicatorul, iar primele două sunt cifre semnificative. Valorile sale sunt în picofarade. Prin urmare, condensatorul SMD tantal prezentat mai sus are o valoare de 47 x 106 pF, care funcționează ca 47µF.,
condensatoare cu Tantal, de asemenea, poate fi marcat direct după cum se arată în figura de mai sus.condensatoarele de argint mică sunt utilizate pentru multe circuite RF, cum ar fi oscilatoarele și filtrele. Mica de argint oferă o performanță la nivel foarte înalt, cu valori de toleranță apropiate, dar mici schimbări în ceea ce privește temperatura. Utilizează electrozi de argint care sunt placați direct pe mica., Mai multe straturi ajută la obținerea nivelului necesar de capacitate și această capacitate este afectată de zona acoperită de electrozi.
- condensatori de Film folosi un strat subțire de plastic ca dielectric. Condensatoarele de Film sunt utilizate în multe aplicații datorită stabilității, inductanței reduse și costului redus. Nu sunt polarizate, deci sunt potrivite pentru semnalul AC și utilizarea energiei., Ele sunt, de asemenea, realizate cu valori de capacitate foarte mari de precizie și păstrează-l mai mult decât orice alt tip de condensator.
- Variabile condensatoare condensatoare cu o capacitate care pot fi variate în funcție de cerința pentru un anumit interval de valori. Condensatoarele variabile constau din plăci din metal. Printre aceste plăci, una este fixată în timp ce cealaltă este mobilă. Capacitatea lor poate varia de la aproximativ 10 picofarads la 500 picofarads., Există o mulțime de utilizări pentru aceste rezistențe variabile, cum ar fi reglarea circuitelor LC în receptoarele radio, pentru potrivirea impedanței în antene etc. Există două tipuri de condensatoare variabile—condensator de reglare și condensator de tuns.
rama din acest condensator oferă sprijin condensator făcut de mică și stator’ prezente în ea. Cu ajutorul arborelui, rotorul tinde să se rotească în timp ce statorul este staționar., Odată ce plăcile rotorului mobil intră în statorul fix, capacitatea este posibil la nivelul maxim. În caz contrar, valoarea capacității este minimă.
Acest tip de condensator are trei piste. Unul este conectat la partea staționară, celălalt la Partea care este responsabilă pentru mișcarea numită rotativă, iar celălalt plumb este comun.,
Condensatoare polarizate vs non-polarizate
când vine vorba de stocare și descărcare, ambele au același principiu. Cu toate acestea, există o mulțime de factori care le fac diferiți unul de celălalt.
- diferite dielectrice-Dielectric este Materialul dintre cele două plăci condensator. Condensatoarele polarizate folosesc un electrolit ca dielectric, oferindu-le o capacitate mai mare decât alte Condensatoare de același volum. Cu toate acestea, condensatoarele polare produse de diferite materiale și procese electrolitice vor avea valori diferite de capacitate., Utilizarea condensatoarelor polare și nepolarizate depinde de proprietățile dielectricului care sunt reversibile.
- structuri diferite-condensatoarele electrolitice cele mai frecvent utilizate sunt rotunde; condensatoarele pătrate sunt rare. Există, de asemenea, condensatoare invizibile sau condensatoare distribuite, care nu trebuie ignorate în dispozitivele de înaltă frecvență și frecvență intermediară.,
- utilizare mediu și utilizare-materialele și structurile interne asigură caracteristicile de mare capacitate și de înaltă frecvență ale condensatoarelor polare care le fac foarte potrivite pentru filtrele de alimentare și altele asemenea. Cu toate acestea, există unele condensatoare polare cu caracteristici bune de înaltă frecvență-electroliza tantal, care nu este frecvent utilizată din cauza costului ridicat.
- performanță diferită-performanța maximă este una dintre principalele cerințe în alegerea unui condensator., Dacă sursa de alimentare a unui televizor utilizează un condensator de film de oxid metalic ca filtru, capacitatea și rezistența la tensiune trebuie să îndeplinească cerințele filtrului; numai o sursă de alimentare poate fi instalată în interiorul carcasei. Prin urmare, filtrul poate utiliza numai condensatoare polare, iar capacitatea polară este ireversibilă. De obicei, condensatoarele electrolitice sunt peste 1 MF; cel mai bine utilizat în cuplare, decuplare, filtrarea sursei de alimentare etc. Condensatoarele nepolare sunt în mare parte sub 1 MF, ceea ce implică doar rezonanță, cuplare, selecție de frecvență, limitare de curent etc., Cu toate acestea, există, de asemenea, condensatoare nepolare de mare capacitate, de înaltă tensiune, utilizate în principal pentru compensarea puterii reactive, schimbarea de fază a motorului și schimbarea de fază a puterii de conversie a frecvenței.
- capacitate diferită – condensatoarele care au același volum au capacități diferite în funcție de dielectrica lor.
utilizări comune ale condensatoarelor
- ac coupling / DC blocking-componenta permite doar semnalele AC să treacă de la o secțiune a unui circuit la altul în timp ce blochează orice tensiune statică DC. Acestea sunt utilizate în mod obișnuit pentru a separa componentele AC și DC ale unui semnal., În această metodă, este necesar să se asigure că impedanța condensatorului este suficient de scăzută. Tensiunea nominală a condensatorului trebuie să fie mai mare decât tensiunea de vârf a condensatorului. De obicei, condensatorul va fi capabil să reziste la tensiunea șinei de alimentare cu o anumită marjă pentru a asigura fiabilitatea.
- decuplarea sursei de alimentare-condensatorul este utilizat pentru a decupla o parte a unui circuit de alta. Decuplarea se face atunci când un semnal de linie de intrare este preluat printr-un transformator și un redresor; forma de undă rezultată nu este netedă. Acesta variază între zero și tensiunea de vârf., Dacă este aplicat pe un circuit, acest lucru este cel mai puțin probabil să funcționeze, deoarece o tensiune DC este de obicei necesară.
- filtru zgomot AC din circuitele DC – orice semnale AC care pot fi pe un punct de părtinire DC, șină de putere sau alte noduri care trebuie să fie libere de un anumit semnal variabil ar trebui să fie eliminate de condensator. De asemenea, trebuie să poată rezista tensiunii de alimentare în timp ce furnizează și absoarbe nivelurile de curent generate de zgomotul de pe șină. filtrarea semnalului Audio – este necesar să se ia în considerare performanța RF a condensatorului., Această performanță poate fi diferită la frecvențe mai mici. Condensatoarele ceramice sunt de obicei utilizate aici, deoarece au o frecvență auto-rezonantă ridicată, în special condensatoarele de montare pe suprafață care sunt foarte mici și nu au cabluri care pot provoca orice inductanță.
ce sunt supercapacitorii?
este, de asemenea, cunoscut ca un condensator electrolitic cu două straturi sau ultracapacitor. Un supercapacitor poate stoca o cantitate mare de energie. Mai exact, de 10 până la 100 de ori mai multă energie pe unitate de masă sau volum în comparație cu condensatoarele electrolitice., Are limite de tensiune mai mici care elimină decalajul dintre condensatoarele electrolitice și bateriile reîncărcabile.
unele utilizări comune ale supercapacitoare
- turbine eoliene-supercapacitoare ajuta pentru a netezi puterea intermitentă furnizată de vânt.
- motoare-care conduce vehicule electrice rula pe surse de alimentare evaluat în sute de volți, ceea ce înseamnă sute de supercapacitoare conectate în serie sunt necesare pentru a stoca dreptul de cantitatea de energie într-o frână tipic de regenerare.,vehiculele electrice și hibride – supercapacitoarele sunt utilizate ca depozite temporare de energie pentru frânarea regenerativă, unde energia unui vehicul ar fi în general risipită atunci când este vorba de oprire, stocată pentru scurt timp și apoi reutilizată atunci când începe să se miște din nou.
Supercondensatoare și de Descărcare a Bateriei Curba
curba de descărcare de gestiune a bateriei este exponențială. După cum puteți vedea, descărcarea exponențială oferă o putere constantă până la sfârșit., Energia rămâne ridicată în timpul majorității încărcării și apoi scade rapid pe măsură ce încărcarea se epuizează.
descărcarea de gestiune curba de supercapacitor este liniară. După cum puteți vedea, descărcarea liniară împiedică utilizarea completă a energiei. Oferă cea mai mare putere la început.