Vad är en kondensator?

en kondensator är en elektrisk komponent som används för att lagra energi i ett elektriskt fält. Den har två elektriska ledare åtskilda av ett dielektriskt material som båda ackumulerar laddning när den är ansluten till en strömkälla. En platta får en negativ laddning, och den andra får en positiv laddning.

en kondensator släpper inte ut energi, till skillnad från ett motstånd. Dess kapacitans karakteriserar en idealisk kondensator., Det är mängden elektrisk laddning på varje ledare och den potentiella skillnaden mellan dem. En kondensator kopplar ström i likström och kortslutning i växelströmskretsar. Ju närmare de två ledarna är och ju större deras ytarea desto större är dess kapacitans.

vanliga typer av kondensatorer

• keramiska skivkondensatorer använder keramik för det dielektriska materialet. En keramisk kondensator är inkapslad med två ledningar som kommer från botten och bildar sedan en skiva. En keramisk skivkondensator har ingen polaritet och ansluts i någon riktning på det tryckta kretskortet., I keramiska kondensatorer kan en relativt hög kapacitans uppnås i en liten fysisk storlek på grund av dess höga dielektriska konstant. Dess värde varierar från picofarad till en eller två mikrofarader, men dess spänningsvärden är relativt låga.

den tresiffriga koden som skrivs ut på kroppen används för att identifiera kondensatorns värde i picofarad., Bokstavskoder används för att ange deras toleransvärde, t.ex. följande: J = 5%, K = 10% eller m = 20%. Till exempel indikerar den keramiska skivkondensatorn ovan med en märkning av 154 att det finns 15 och 4 nollor av picofarad eller 150 000 pF (150nF).

• elektrolytkondensatorer används ofta när stora kapacitansvärden behövs., De används ofta för att minska rippel spänningar eller för koppling och frikoppling applikationer. Elektrolytkondensatorer är konstruerade med två tunna filmer av aluminiumfolie med ett oxidskikt som isolator. De är polariserade och kan skadas eller explodera när de är felaktigt anslutna. Denna typ av kondensator har en bred tolerans men fungerar inte bra vid höga frekvenser.,

• tantalkondensatorer används ofta för medelhöga kapacitansnivåer. De används bäst när storlek och prestanda är viktiga, men de har vanligtvis inte höga arbetsspänningar och har inte mycket hög strömkapacitet. Tantalkondensatorer är polariserade och kan explodera när de placeras under stress. De har en mycket låg tolerans för att vara omvänd partisk.,

markeringarna på SMD tantalkondensatorer består vanligtvis av tre nummer. Den sista är multiplikatorn, och de två första är signifikanta siffror. Dess värden är i picofarads. Därför har SMD-tantalkondensatorn som visas ovan ett värde av 47 x 106 PF, som fungerar som 47µF.,

tantalkondensatorer kan också märkas direkt som visas i figuren ovan.

• Silver glimmer kondensatorer används för många RF-kretsar som oscillatorer och filter. Silver glimmer ger en mycket hög nivå prestanda med nära toleransvärden men liten förändring i termer av temperatur. Den använder silverelektroder som är pläterade direkt på glimmer., Flera lager hjälper till att få den önskade kapacitansnivån och denna kapacitans påverkas av det område som täcks av elektroderna.

• filmkondensatorer använder en tunn plastfilm som dielektrisk. Filmkondensatorer används i många applikationer på grund av deras stabilitet, låg induktans och låg kostnad. De är inte polariserade, så de är lämpliga för AC-signal och strömanvändning., De är också gjorda med mycket höga precisionskapacitansvärden och behåller den längre än någon annan typ av kondensator.

• variabla kondensatorer är kondensatorer med en kapacitans som kan varieras baserat på kravet på ett visst värdeområde. Variabla kondensatorer består av plattor av metall. Bland dessa plattor är en fixerad medan den andra är rörlig. Deras kapacitans kan variera från cirka 10 picofarads till 500 picofarads., Det finns en hel del användningsområden för dessa Variabla motstånd, såsom tuning LC kretsar i radiomottagare, för impedans matchning i antenner, etc. Det finns två typer av variabla kondensatorer-tuning kondensator och trimmer kondensator.

ramen i denna kondensator ger stöd till kondensatorn gjord av glimmer och ”statorn” som finns i den. Med hjälp av axeln tenderar rotorn att rotera medan statorn är stationär., När plattorna på den rörliga rotorn kommer in i den fasta statorn är kapacitansen möjligen vid maximal nivå. Annars är kapacitansens värde minst.

denna typ av kondensator har tre ledningar. En är ansluten till den stationära delen, den andra till den del som är ansvarig för rörelsen som kallas roterande och den andra ledningen är vanlig.,

Polariserade vs icke-polariserade kondensatorer

När det gäller lagring och urladdning har båda samma princip. Det finns dock många faktorer som gör dem olika från varandra.

• olika dielektrikum – dielektrikum är materialet mellan de två kondensatorplattorna. Polariserade kondensatorer använder en elektrolyt som den dielektriska ger dem en större kapacitans än andra kondensatorer med samma volym. Polära kondensatorer som produceras av olika elektrolytmaterial och processer kommer emellertid att ha olika kapacitansvärden., Användningen av polära och icke-polariserade kondensatorer beror på egenskaperna hos den dielektriska som är reversibla.

• olika strukturer – de vanligaste elektrolytkondensatorerna är runda; kvadratiska kondensatorer är sällsynta. Det finns också osynliga kondensatorer eller distribuerade kondensatorer, som inte får ignoreras i högfrekventa och mellanliggande frekvensanordningar.,

• använd miljö och användning – interna material och strukturer ger stor kapacitet och högfrekventa egenskaper hos polära kondensatorer som gör dem mycket lämpliga för strömförsörjningsfilter och liknande. Det finns dock några polära kondensatorer med goda högfrekventa egenskaper-tantal elektrolys, som inte vanligtvis används på grund av sin höga kostnad.

• olika prestanda – maximal prestanda är ett av huvudkraven vid val av kondensator., Om en TV: s strömförsörjning använder en metalloxidfilm kondensator som ett filter, bör kapacitansen och motstå spänning uppfylla filterkraven; endast en strömförsörjning kan installeras inuti väskan. Därför kan filtret endast använda polära kondensatorer, och polär kapacitans är irreversibel. Vanligtvis är elektrolytkondensatorer över 1 mf; bäst används vid koppling, frikoppling, strömförsörjning filtrering etc. Icke-polära kondensatorer är mestadels under 1 mf, vilket endast innebär resonans, koppling, frekvensval, strömbegränsande etc., Det finns emellertid också stor kapacitet, högspännings-icke-polära kondensatorer, som huvudsakligen används för reaktiv effektkompensation, motorfasförskjutning och frekvensomvandlingseffektfasförskjutning.

• olika kapacitetskondensatorer som har samma volym har olika kapacitanser beroende på deras dielektrikum.

vanliga användningar av kondensatorer

• AC – koppling / DC-blockering-komponenten tillåter endast AC-signaler att passera från en sektion av en krets till en annan samtidigt som man blockerar någon DC-statisk spänning. De används ofta för att separera AC-och DC-komponenterna i en signal., I denna metod är det nödvändigt att säkerställa att kondensatorns impedans är tillräckligt låg. Kondensatorns Märkspänning måste vara större än toppspänningen över kondensatorn. Vanligtvis kan kondensatorn motstå matningsspänningen med viss marginal för att säkerställa tillförlitlighet.

• strömförsörjning frikoppling – kondensatorn används för att frikoppla en del av en krets från en annan. Frikoppling sker när en inkommande linjesignal tas genom en transformator och en likriktare; den resulterande vågformen är inte jämn. Det varierar mellan noll och toppspänningen., Om det appliceras på en krets är det mest osannolikt att det fungerar eftersom en likspänning vanligtvis behövs.

• filtrera AC – brus från DC-kretsar-alla AC-signaler som kan vara på en DC-biaspunkt, strömskena eller andra noder som behöver vara fria från en viss varierande signal bör avlägsnas av kondensatorn. Den måste också kunna motstå matningsspänningen samtidigt som den levererar och absorberar de strömnivåer som uppstår på grund av bullret på skenan.

• ljudsignalfiltrering – det är nödvändigt att överväga kondensatorns RF-prestanda., Denna prestanda kan vara olika vid lägre frekvenser. Keramiska kondensatorer används vanligtvis här eftersom de har en hög självresonansfrekvens, speciellt ytmonteringskondensatorerna som är mycket små och inte har några ledningar som kan orsaka induktans.

Vad är Superkapacitors?

det är också känt som en dubbelskiktad elektrolytkondensator eller ultrakapacitor. En superkapacitor kan lagra en stor mängd energi. Specifikt, 10 till 100 gånger mer energi per enhet massa eller volym jämfört med elektrolytkondensatorer., Den har lägre spänningsgränser som överbryggar klyftan mellan elektrolytkondensatorer och laddningsbara batterier.

vissa vanliga användningar av superkapacitorer

• vindturbiner – superkapacitorer hjälper till att jämna ut den intermittenta effekten som tillhandahålls av vinden.

• motorer – som kör elfordon kör av nätaggregat som är klassade i hundratals volt, vilket innebär att hundratals superkapacitorer som är anslutna i serie behövs för att lagra rätt mängd energi i en typisk regenerativ broms.,

• elektriska och hybridfordon – superkapacitorer används som tillfälliga energilager för regenerativ bromsning, där energin hos ett fordon i allmänhet skulle gå till spillo när det gäller ett stopp, kort lagras och sedan återanvändas när det börjar röra sig igen.

superkapacitorer och Batteriurladdningskurva

batteriets urladdningskurva är exponentiell. Som du kan se ger exponentiell urladdning stadig kraft till slutet., Energin förblir hög under större delen av laddningen och sjunker sedan snabbt när laddningen töms.

superkapacitorns urladdningskurva är linjär. Som du kan se förhindrar linjär urladdning full användning av energi. Det ger högsta effekt i början.