Цифровое обозначение конденсаторов таблица: Конденсаторы. Кодовая маркировка

Конденсаторные основы, рабочие и различные типы конденсаторов с их применениями в цепях

Конденсаторы — слово, по-видимому, предлагает идею емкостью , что, согласно словарю, означает «способность удерживать что-то». Это ровно , что делает конденсатор — он держит электрический заряд. Но что делает его общим компонентом почти во всех электронных схемах? Давайте разберем материал за конденсаторами, чтобы понять, что он делает и как их можно использовать в этой статье.

Что такое конденсатор?

Конденсатор в своей наиболее примитивной форме состоит из двух проводящих пластин, разделенных диэлектрической средой. Термин диэлектрик — это просто причудливое слово для изолятора, который может быть поляризован, то есть образовывать отрицательные и положительные заряды на противоположных гранях. Когда напряжение подается на эти две пластины, ток проходит через проводящие пластины. Одна сторона получает положительный заряд (недостаток электронов), а другая сторона получает отрицательный заряд (избыток электронов).Мы все знакомы с тем фактом, что в отличие от зарядов притягиваются, поэтому, поскольку пластины заряжены противоположно, заряды на пластинах притягиваются.

Помните, что между пластинами имеется изолятор , поэтому заряды не могут «течь», чтобы уравновесить друг друга, и (в идеале) застряли в состоянии взаимного притяжения и остаются на месте. И именно так конденсаторы выполняют свою основную функцию — удержание или хранение заряда.

Символ конденсаторов

Поскольку конденсаторы имеют две параллельные металлические пластины, как обсуждалось выше, их символьный вид представляет собой то же самое.По крайней мере, легко нарисовать

В практическом случае конденсаторы — это уже не просто две пластины с зазором между ними, в случае алюминиевой электролитики две пластины принимают форму металлической фольги, свернутой с прокладкой между ними в трубке.

Второй набор символов обозначает поляризованные конденсаторы, то есть те, которые определили положительные и отрицательные клеммы внутренней конструкцией. Случайное изменение положения этих терминалов почти наверняка приведет к впечатляющему отказу (особенно для более крупных образцов), выбросу кусков фольги и бумажных счетчиков с места повреждения и в большинстве случаев пахнущему очень плохо.

Емкость и номинальное напряжение для конденсатора

Конденсаторы измеряются в Фарад ; он назван в честь известного британского электрохимика Майкла Фарадея. Единица емкости, обозначающая кулон на вольт. Кулон (произносится как «koo-lom») — это единица S.I. для заряда, а вольт, как мы знаем, это единица измерения напряжения или разности потенциалов. Это делает Фарад количеством заряда, хранимым на вольт разности потенциалов.Этот простой способ математического взгляда на конденсатор предоставляет широкий спектр интерпретаций, что проявляется в множестве смертельно сложных математических уравнений, таких как интегралы, показатели и векторы, которые мы, инженеры, будем использовать при работе с конденсаторами, что выходит далеко за рамки объем этой статьи. Однако в статье

мы немного разберемся с интересной математикой, которая поможет нам проектировать схемы с конденсаторами.

Конечно, Фарад (один кулон на вольт) является очень большой единицей для большинства практических целей (поскольку сам кулон является довольно большой величиной заряда, как вы, возможно, уже знаете), поэтому большинство конденсаторов (кроме очень больших) ) измеряются в микрофарадах или в миллионных долях (0.000001) Фарада. Предположим, у вас есть конденсатор, который читает 25V 10uF (префикс «u» означает микро, это искажение греческого символа µ («му»), означающего «микро») на пластиковой наружной крышке. Поскольку колпачок (в электронном мире — это конденсаторы) рассчитан на 10 мкФ, на его клеммах может храниться заряд в десять микрокулонов (то есть десять миллионных долей кулона, 0,000010 С) на вольт напряжения. Это означает, что при максимальном напряжении 25 В конденсатор может удерживать заряд 25 В x 10 мкФ, что составляет 0.000250 кулонов.

Помните, я сказал «максимальное» напряжение. Максимальное напряжение, пожалуй, самый важный показатель на конденсаторе. Он говорит вам, какое напряжение конденсатор может выдержать на своих клеммах, прежде чем он пойдет KABOOM ………!

Работа конденсатора

По сути, внутри конденсатора происходит то, что изолятор между этими пластинами подвергается процессу, называемому «пробой диэлектрика», то есть изолятор больше не может изолировать, поскольку напряжение на изоляторе слишком велико, чтобы он мог оставаться изолятором. ,Основная физика несколько выходит за рамки, но все, что вам нужно знать, чтобы понять, почему это происходит, это то, что ни один изолятор не является префектом, то есть до определенного момента. Даже самый сильный мост разрушается, если он перегружен. То, что здесь происходит, похоже. Чтобы уменьшить пробой, вы можете увеличить зазор между двумя пластинами, но это связано с компромиссом — уменьшенной емкостью, так как пластины находятся дальше друг от друга, и заряды не притягиваются так сильно, как при приближении — во многом как как ведут себя магниты.

Хорошее эмпирическое правило — использовать колпачки, рассчитанные на напряжение, превышающее на 50% то, что может ожидать ваша схема. Это оставляет широкий запас прочности. Например, если вам нужен колпачок для разъединения (не беспокойтесь, разъединение объясняется далее в статье) шины питания 12 В, вы можете избежать использования конденсатора 16 В, но рекомендуется использовать конденсатор 25 В, так как он дает вам широкий запас прочности. Хорошо, вы узнали это !! Да, 25 В, конечно, не на 25% больше, чем 12 В, но 18 В не является стандартным значением конденсатора — вы не найдете ни одного с таким номинальным напряжением.Ближайший 25В.

Различные типы конденсаторов

Причиной диапазонов пробивного напряжения является материал, используемый в качестве диэлектрика, который также является основой для классификации конденсаторов:

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Это, пожалуй, самые узнаваемые типов конденсаторов . Они поставляются в отличительных металлических банках с пластиковой оболочкой, с четко обозначенными значениями напряжения и емкости и белой полосой для обозначения катода.Название происходит от того факта, что, как упомянуто выше, «пластины» сделаны из химически травленой алюминиевой фольги. Процесс травления делает алюминий пористым (почти как губка) и значительно увеличивает площадь его поверхности, что увеличивает емкость. Диэлектрик представляет собой тонкий слой оксида алюминия. Эти конденсаторы заполнены маслом, которое действует как электролит, отсюда и название. Электролитические конденсаторы поляризованы из-за их внутренней конструкции. Они имеют большую емкость по сравнению с другими членами семейства конденсаторов, но гораздо более низкие напряжения.Вы можете ожидать, что электролитический электролит от 0,1 мкФ до монстров, таких как 100 мФ, и с номинальным напряжением от нескольких вольт до примерно 500 В. Их внутренние сопротивления, однако, имеют тенденцию быть высокими.

СТОРОНА ПРИМЕЧАНИЕ: Внутреннее сопротивление в конденсаторах обусловлено материалами, из которых изготовлен колпачок — например, сопротивлением алюминиевой фольги или сопротивлением выводов.

Керамические конденсаторы

Это колпачки с керамическим диэлектриком.Поскольку предел пробоя керамического диэлектрика достаточно высок, вы можете ожидать появления керамических колпачков с невероятными напряжениями пробоя, такими как 10 кВ. Однако емкость имеет тенденцию быть низкой, в диапазоне от пикофарад (0,000000000001F) до нескольких десятков микрофарад. Как правило, они намного меньше, чем других типов конденсаторов , как показано на рисунке. Они также имеют очень маленькие внутренние сопротивления.

Идентификация керамических конденсаторов

Значение керамической емкости не будет прямо упомянуто на керамическом конденсаторе.0 равно 0.

Номинальное напряжение конденсатора можно найти с помощью строки под этим кодом. Если есть линия, то значение напряжения составляет 50/100 В, если линии нет, то оно составляет 500 В.

Ниже приведены наиболее часто используемые значения конденсаторов и их преобразование в Пико Фарад, Нано Фарад и Микрофарад.

код	Picofarad (pF)	Нанофарад (нФ)	Микрофарад (мкФ)
100	10	0.01	0,00001
150	15	0,015	0,000015
220	22	0,022	0,000022
330	33	0.033	0,000033
470	47	0,047	0,000047
331	330	0,33	0,00033
821	820	0.82	0,00082
102	1000	1,0	0,001
152	1500	1,5	0,0015
202	2000	2.0	0,002
502	5000	5,0	0,005
103	10000	10	0,01
683	68000	68	0.068
104	100000	100	0,1
154	150000	150	0,15
334	330000	330	0.33
684	680000	680	0,68
105	1000000	1000	1,0
335	3300000	3300	3.3

Пленочные конденсаторы

Как следует из названия, диэлектрик в этих конденсаторах представляет собой пластиковую пленку, часто знакомую пластику, такую ​​как майлар и полиэстер. Они имеют те же свойства, что и керамические колпачки, высокие пробивные напряжения (из-за поведения пластиковых полимеров) и низкие емкости. Разница лишь в том, что они имеют тенденцию быть немного больше, хотя внешне они похожи на керамические колпачки. Внутреннее сопротивление сравнимо с керамическими крышками.

Танталовые и ниобиевые конденсаторы

Эти крышки технически подпадают под категорию электролитических конденсаторов. Здесь электролит представляет собой твердый материал, изготовленный из оксидов тантала или ниобия. У них очень низкое внутреннее сопротивление для данной емкости, однако они менее защищены от перенапряжения по сравнению с другими типами (керамика имеет лучшие характеристики) и имеют тенденцию капать без особого предупреждения и с большим количеством неприятного черного дыма.

Конденсаторы специального назначения

К ним относятся серебристо-слюдяные колпачки, колпачки X и Y и т. Д.Конденсаторы с номиналами X и Y, например, предназначены для линейной фильтрации — более прочная конструкция и более высокие номинальные напряжения, а также низкие емкости, для уменьшения тока, проходящего через него при подаче переменного напряжения, и для ограничения энергии, хранящейся в крышке, если постоянный ток напряжение приложено.

Суперконденсаторы и ультраконденсаторы

Они выводят конденсаторы на совершенно новый уровень, со значительно увеличенными емкостями, иногда в диапазоне сотен Фарад! Это возможно из-за какой-то умной химии.Суперконденсаторы и ультраконденсаторы ликвидируют разрыв между конденсаторами и химическими батареями. Однако они приходят в очень низком напряжении.

И это почти все распространенных типов конденсаторов , с которыми вы обычно можете столкнуться в мире электроники.

Как конденсаторы ведут себя в цепях

Первой полезной задачей было бы узнать, как рассчитать запасы энергии в конденсаторе, который задается формулой

.

E = 1 / 2CV ²

Где E — энергия, запасенная в джоулях, C — емкость в Фарадах, а V — напряжение в вольтах.Обратите внимание, что это уравнение принимает форму многих других ньютоновских уравнений для энергии, аккуратного пасхального яйца!

Предположим, что у вас есть крышка, рассчитанная на напряжение 50 В и емкостью 1000 мкФ, накопленная энергия при полных 50 В будет:

1/2 * 0,001000F * 50В * 50В

, который получается жалкими 1,25 Дж накопленной энергии.

Это выявляет существенный недостаток конденсаторов в качестве устройств накопления энергии — запас энергии для заданного размера очень низкий, аккумулятор такого же размера будет иметь как минимум в тысячу раз больше накопленной энергии! Тем не менее, колпачки имеют значительно более низкое внутреннее сопротивление, чем химические батареи, что позволяет им быстро сбрасывать всю накопленную энергию.Короткое замыкание батареи может привести к ее нагреву только из-за мощности, рассеиваемой внутренним сопротивлением, но короткое замыкание конденсатора вызовет только несколько искр, поскольку весь заряд сбрасывается сразу без повреждения конденсатора.

Во-вторых, есть еще одна аккуратная формула, которая связывает напряжение, ток и емкость:

I / C = DV / DT

Где I — ток, подаваемый на конденсатор в амперах, C — емкость в Фарадах, а dV / dt — скорость изменения напряжения на клеммах конденсатора.Думайте об этом с точки зрения его единицы — вольт в секунду для данного тока и емкости. Не беспокойтесь о маленьком «d», это просто математический способ сказать «до предела ноль».

Допустим, у вас есть источник питания, который выдает постоянное напряжение 5 В при постоянном токе 1 мА, а затем, переставив уравнение, мы можем найти время, необходимое для зарядки конденсатора 100 мкФ до 5 В:

дт = CdV / I

dt = (0,000100F * 5 В) / 0,001A

dt = 0,5 секунды

Таким образом, конденсатор будет заряжаться до 5 В в 0.5 секунд. (Помните, что конденсатор может заряжать только до максимального напряжения, подаваемого на него, и никогда больше, они не могут волшебным образом «создавать» напряжение.)

Такое предсказуемое поведение конденсатора делает его очень полезным для генерации временных задержек, например, с небольшими дополнительными схемами. Вы можете изменить уравнение, чтобы получить время.

Теперь для хороших вещей — фактические конденсаторные цепи!

Конденсаторное поведение в цепях

Давайте начнем с простого — различные способы соединения конденсаторов.Это почти то же самое, что подключить два резистора — вы можете подключить их последовательно или параллельно.

Параллельно Конденсаторы

На рисунке ниже показаны три конденсатора, соединенных параллельно, со всеми соответствующими положительными и отрицательными клеммами, соединенными вместе (при условии, что крышки поляризованы). Общая емкость этого устройства является просто суммой всех емкостей всех конденсаторов в цепи. Это имеет смысл, поскольку параллельное соединение пластин конденсатора увеличивает площадь поверхности, увеличивая емкость.

Максимальное напряжение, с которым может работать этот тип устройства, — это напряжение наименьшего конденсатора, поскольку напряжение является общим для всех колпачков.

Пример должен прояснить это. Предположим, у вас есть два конденсатора, один с номиналом 25 В 470 мкФ, а другой 35 В 1000 мкФ. Общая емкость будет 470 мкФ + 1000 мкФ = 1470 мкФ. Тем не менее, максимальное напряжение, которое вы можете подать на этот блок (пучок конденсаторов, соединенных вместе, можно назвать конденсатором «банк»), составляет всего 25 В.Если вы положите что-нибудь выше этого банка, искры полетят, так как вы превысите макс. напряжение на конденсаторе 25 В.

Конденсаторы серии

Подключение конденсаторов параллельно особенно полезно, когда вы хотите большую емкость, и у вас есть только небольшие значения. Параллельно соединяя эти меньшие значения, вы в конечном итоге получите большее значение и сделаете свою работу, предполагая, что вы помните о напряжении.

Теперь поставить конденсаторы в ряд немного сложнее.Емкость дается по формуле:

1 / Ctotal = 1 / C1 + 1 / C2 +… + 1 / Cn

Где C1, C2… Cn — емкости каждого конденсатора, используемого в цепи.

Напряжение, которое теперь может выдерживать банк, является суммой всех номинальных напряжений.

Если вы получили колпачок, рассчитанный на 10 В 1 мкФ, и колпачок, рассчитанный на 50 В 10 мкФ, то напряжение, которое банк может выдерживать последовательно, составляет 10 В + 50 В = 60 В. Емкость составляет 0,9091 мкФ.

Напряжение на конденсаторе против времени

Что если мы хотим зарядить конденсатор? Мы могли бы просто подключить его к источнику напряжения, как показано на рисунке ниже.Здесь произошло бы то, что в тот момент, когда источник напряжения подключен, предполагая, что крышка полностью разряжена, заряды стремительно накапливаются на пластинах, что приводит к очень большому (теоретически бесконечному!) Всплеску тока, ограниченному только внутренним сопротивлением конденсатор. Конечно, это нежелательно, если в вашем блоке питания есть что-то вроде аккумулятора. Разумной идеей было бы добавить последовательно резистор с конденсатором и источником напряжения, чтобы ограничить ток, как на рисунке, и вуаля! У вас есть что-то, что инженеры называют RC-цепью, «R» для резистора и «C» для конденсатора!

Эта схема показывает интересное поведение.Когда напряжение подключено к стороне резистора с маркировкой «I», напряжение на конденсаторе медленно увеличивается, поскольку ток ограничен. График выглядит примерно так:

Более математически склонные мои зрители распознали бы форму наклона — это похоже на экспоненциальную функцию!

Помните, как я сказал, что ограничения могут быть использованы для создания задержек? Это один из способов сделать это без источника постоянного тока (который требует дополнительной схемы).Поскольку время, необходимое для достижения определенного напряжения, предсказуемо, если мы знаем емкость, напряжение и сопротивление, мы можем создать схемы задержки.

Произведение сопротивления и емкости, RC, известно как постоянная времени цепи. Этот параметр становится полезным для точного определения времени достижения заданного напряжения, как показано на рисунке ниже.

Из графика видно, что конденсатор достигает 63% от приложенного напряжения за одну постоянную времени и так далее.

Это принцип, который использует всесезонный таймер 555, хотя расчетные уравнения немного другие.

Другим интересным применением RC-схем является фильтрация сигналов, то есть удаление электрического сигнала нежелательной частоты из схемы. RC-цепь требует определенного количества времени для зарядки и разрядки от источника. Если мы применяем периодическую волну с периодом времени больше, чем RC, то тот же сигнал появится на выходе с очень небольшим искажением.Однако при увеличении частоты сигнал продолжает менять полярность быстрее, чем цепь может заряжаться и разряжаться, и в конце концов после определенной точки сигнал исчезает, и все, что у вас остается, это чистый постоянный ток! Это называется ослаблением сигнала. Как вы можете видеть, RC-схема действует как фильтр, который блокирует сигналы переменного тока (даже сигналы, наложенные на постоянный ток, то есть имеющие смещение постоянного тока) за пределы определенной частоты. Этот вид фильтра называется фильтром нижних частот, то есть он пропускает низкие частоты, но не пропускает высокие частоты.

Конденсаторы в цепях переменного тока

Конденсаторы ведут себя интересным образом при установке в цепи переменного тока. С точки зрения сигнала их можно рассматривать как частотно-зависимые резисторы. Как видно выше, RC-цепь блокирует все переменные сигналы, но что происходит, когда конденсатор соединен последовательно с источником переменного напряжения? С точностью до наоборот!

Поскольку конденсатор представляет собой всего лишь две металлические пластины, разделенные изолятором, он не пропускает постоянный ток через него.Однако сигнал переменного тока имеет постоянно меняющиеся напряжения, поэтому одна пластина видит изменяющееся напряжение и вызывает противоположный заряд на другой пластине, как показано на рисунке:

Это дает общий эффект пропускания тока через конденсатор на относительно высоких частотах. Добавление резистора параллельно с выходом создает фильтр верхних частот, то есть фильтр, который пропускает только высокие частоты и блокирует все сигналы постоянного тока.

«Сопротивление переменному току» или полное сопротивление конденсатора определяется по формуле:

XC = 1 / (2 * π * f * C)

Где XC — емкостное реактивное сопротивление или импеданс, f — частота, а C — емкость.Вы можете использовать эту формулу для расчета виртуального «сопротивления» конденсатора в цепи переменного тока.

Где конденсаторы найдены в дикой природе

Хорошо, этого было достаточно, теория. Давайте посмотрим на многие использования конденсаторов .

Первое место, которое вы могли бы ожидать увидеть конденсаторы, — это всевозможные источники питания в качестве фильтров и для развязки. Они действуют как зарядные резервуары, обеспечивая быстрый ток, когда нагрузка в этом нуждается.

Вот два снимка осциллографа, которые показывают эффект отсутствия и наличия конденсатора на выводах блока питания.Как вы можете видеть, наличие конденсаторов значительно снижает «шум» на шинах электропитания, тем самым защищая чувствительные детали от внезапных скачков напряжения.

Их также называют «развязывающими» конденсаторами , поскольку они «развязывают» участки цепи, на которой они смонтированы, от источника питания. Иногда силовые провода на плате могут быть довольно длинными и иметь высокую индуктивность и сопротивление. Это может привести к тому, что они обеспечат меньший ток, чем обычно.Наличие конденсатора на конце линии электропитания похоже на наличие меньшей временной «батареи» на устройстве, обеспечивающей выбросы тока при необходимости и зарядку, когда устройство потребляет низкую мощность.

Вы можете использовать формулу I / C = dV / dt, чтобы рассчитать необходимую емкость для снятия «пульсирующего» напряжения с клемм источника питания.

Предположим, у вас есть источник питания , напряжение которого изменяется от 11,5 В до 12 В (пульсация) каждые 10 мс, что является обычным явлением в устройствах с питанием от сети из-за частоты 50 Гц, и вам необходимо поместить крышку на клеммы, чтобы сгладить напряжение.Если ток нагрузки в этом случае равен 1А, то мы можем изменить формулу таким образом, чтобы определить емкость:

(I * DT) / DV

Где I — ток нагрузки, dt — период времени шума, а dV — пульсирующее напряжение. Подставляя значения, мы находим, что нам нужна емкость 20000 мкФ. Теперь это может показаться много, но вы могли бы сойти с рук гораздо меньше. Полученное значение служит только ориентиром.

В реальной жизни вы можете найти несколько типов и значений конденсаторов на разных линиях электропередачи, чтобы снизить уровень шума на многих частотах и ​​получить максимально плавное напряжение.

Другое использование конденсаторов в сложных фильтрах, подобных этому:

Но более простым фильтром будет RC-фильтр , здесь описан один интересный фильтр.

Всем известна плата микроконтроллера Arduino. Универсальный инструмент, но вы никогда не задумывались, почему аналоговые выходы излучают цифровой сигнал ШИМ? Это потому, что они были разработаны для использования с внешней сетью фильтрации для сглаживания напряжения ШИМ до действительно аналогового напряжения.Это можно сделать с помощью таких простых деталей, как резистор 1 кОм и конденсатор 10 мкФ. Попытайся!

Другое использование, как упомянуто выше, является временем. Простой генератор может быть построен с использованием вентиля NAND (попробуйте выяснить, почему вентили AND не будут работать), резистором и конденсатором.

Предполагая, что изначально на конденсаторе нет напряжения, входы NAND (которые связаны вместе) видят около 0 В на них и включают выход. Крышка теперь заряжается через резистор.Когда он достигает «высокого» порога затвора, выходной сигнал мигает низко, и крышка теперь разряжается. Этот цикл продолжает производить прямоугольный выходной сигнал с частотой, зависящей от значений R и C.

Наконец, еще одним интересным применением конденсаторов является накопление энергии. Конечно, конденсаторы не подходят для батарей, но для некоторых применений, которым требуется быстрая энергия, крышки лучше всего подходят для работы.

Устройства

, такие как ружья (больше можно найти в сети), нуждаются в большом импульсе тока для ускорения снаряда, поэтому для таких целей используются конденсаторы высокого напряжения, часто с такими характеристиками, как 450 В 1500 мкФ, которые могут хранить значительные количества энергии.

Заключение

Вот и все! Теперь вы знаете о конденсаторах гораздо больше, чем то, с чего начинали. Теперь вы можете создавать простые конденсаторные схемы. Помните, что есть чему поучиться, и не переключайте клеммы блока питания!

Конденсаторная диаграмма

»Электроника Примечания

Значения конденсаторов могут быть выражены в мкФ, нФ и пФ, и между ними часто требуется преобразование значений, нФ в мкФ, нФ в пФ и наоборот.

---

Учебное пособие по емкости

Включает в себя: Емкость
Конденсаторные формулы Емкостное сопротивление Параллельные конденсаторы Серийные конденсаторы Диэлектрическая проницаемость и относительная диэлектрическая проницаемость Коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь, СОЭ Таблица конверсий конденсаторов

---

Конденсаторы — это очень распространенная форма электронного компонента, и значения конденсаторов обычно выражаются в микрофарадах, мкФ (иногда мкФ, когда микросимвол недоступен), нанофарадах, нФ и пикофарадах, пФ.

Часто эти множители частично совпадают. Например, 0,1 мкФ также может быть выражено как 100 нФ, и существует множество других примеров такого типа путаницы обозначений.

Также в некоторых областях использование нанофарада, nF, менее распространено, при этом значения выражены в долях мкФ и больших числах пикофарад, пФ. При этих обстоятельствах может потребоваться преобразование в нанофарды, нФ, когда доступны компоненты, отмеченные нанофарадами.

Иногда может возникнуть путаница, когда на принципиальной схеме или в списке электронных компонентов может быть упомянуто значение, например, в виде пикофарад, а в списках для распределителя электронных компонентов магазина электронных компонентов может быть упомянуто это в другом.

Кроме того, при разработке электронных схем необходимо убедиться, что значения электронных компонентов указаны в текущем кратном десяти. Может быть катастрофическим быть в десять раз!

Приведенная ниже диаграмма преобразования конденсаторов показывает эквиваленты между & microF, nF и pF в простом формате таблицы. Часто при покупке у дистрибьютора электронных компонентов или магазина электронных компонентов в маркировке спецификаций могут использоваться разные обозначения, и может потребоваться их преобразование.

Значения конденсаторов

могут превышать 10 ⁹ , и даже больше, поскольку в настоящее время используются суперконденсаторы. Чтобы избежать путаницы с большим количеством нулей, прикрепленных к значениям различных конденсаторов, широко используются общие префиксы pico (10 ^-12 ), nano (10 ^-9 ) и микро (10 ^-6 ). При преобразовании между ними иногда полезно иметь таблицу преобразования конденсаторов или таблицу преобразования конденсаторов для различных значений конденсаторов.

Еще одно требование для преобразования емкости заключается в том, что для некоторых схем маркировки конденсаторов фактическое значение емкости дается в пикофарадах, тогда требуется преобразование значения в более обычные нанофарады или микрофарады.

Также другие формы электронного компонента используют те же самые формы множителя. Резисторы имеют тенденцию не к тому, чтобы их значения измерялись в Ω и выше, например, в kΩ или & MΩ, но индуктивности измеряются в Генри, и значения намного меньше.Поэтому милли-Генри и микро-Генри широко используются, и поэтому могут потребоваться аналогичные преобразования.

Калькулятор преобразования емкости

Калькулятор преобразования значений емкости, приведенный ниже, обеспечивает простое преобразование между значениями, выраженными в микрофарадах: мкФ, нанофарадах: нФ и пикофарадах: пФ. Просто введите значение и то, в чем оно выражается, и значение будет отображаться в мкФ, нФ и пФ, а также значение в Фарадах!

Калькулятор преобразования емкости

Преобразовать электростатическую емкость.

График преобразования конденсаторов

Диаграмма или таблица, подтверждающая простоту перевода между микрофарадами, мкФ; нанофарады, нФ и пикофарады, пФ приведены ниже. Это помогает уменьшить путаницу, которая может возникнуть при переключении между различными множителями значений.

. Конвертер значений конденсаторов пФ в нФ, мкФ в нФ и т. Д. ,
микрофарад (мкФ)	нанофарад (нФ)	Picofarads (pF)
0.000001	0,001	1
0,00001	0,01	10
0,0001	0,1	100
0,001	1	1000
0,01	10	10000
0,1	100	100000
1	1000	1000000
10	10000	10000000
100	100000	100000000

Эта таблица преобразования конденсаторов или таблица преобразования конденсаторов позволяет быстро и легко определить различные значения, указанные для конденсаторов, и преобразование между пикофарадами, нанофарадами и микрофарадами.

Популярные конденсаторные преобразования

Существует несколько популярных способов записи значений конденсаторов. Часто, например, керамический конденсатор может быть задан как значение 100 нФ. При использовании в цепях с электролитическими конденсаторами часто интересно понять, что это 0,1 мкФ. Эти полезные преобразования могут помочь при проектировании, создании или обслуживании схем.

Преобразование общего конденсатора
100pF = 0.1 нФ
1000pf = 1 нФ
100 нФ = 0,1 мкФ

При проектировании схем или использовании конденсаторов каким-либо образом часто бывает полезно иметь в виду эти преобразования конденсаторов при переходе значений от пикофарад к нанофарадам, а затем к нанофарадам в микрофарады.

Ниже приводится более полная таблица коэффициентов пересчета для преобразования между различными значениями: nF в pF, µF в nF и т. Д.

Таблица коэффициентов пересчета для пересчета в мкФ, нФ и пФ
Конвертировать	Умножить на:
пф до нф	1 x 10 -3
пФ до мкФ	1 x 10 -6
нФ до пФ	1 x 10 3
нФ до мкФ	1 x 10 -3
мкФ до пФ	1 x 10 6
мкФ до нФ	1 x 10 3

Конденсаторная конверсионная номенклатура

Хотя большинство современных схем и описания компонентов используют номенклатуру µF, nF и pF для детализации значений конденсаторов, часто более старые схемы, описания схем и даже сами компоненты могут использовать множество нестандартных сокращений, и это может быть не всегда понятно. именно то, что они имеют в виду.

Основные вариации для различных субмножков емкости приведены ниже:

• Micro-Farad, мкФ: Значения для конденсаторов с большим значением, таких как электролитические конденсаторы, танталовые конденсаторы и даже некоторые бумажные конденсаторы, измеренные в микро-Фарадах, могли быть обозначены в мкФ, МФД, МФД, МФ или УФ. Все они относятся к значению, измеренному в мкФ. Эта терминология обычно связана с электролитическими конденсаторами и танталовыми конденсаторами.
• Nano-Farad, nF: Терминология nF или nano-Farads широко не использовалась до стандартизации терминологии, и, следовательно, этот подмножество не имело разнообразных сокращений. Термин нанофарад получил гораздо большее применение в последние годы, хотя в некоторых странах его использование не так широко распространено, причем значения выражаются в большом количестве пикофарад, например 1000 пФ для 1 нФ или доли микрофарада, например, 0,001 мкФ, опять же для нанофарада.Эта терминология обычно ассоциируется с керамическими конденсаторами, металлизированными пленочными конденсаторами, включая многослойные керамические конденсаторы поверхностного монтажа, и даже с некоторыми современными конденсаторами из слюды из серебра.
• Пико-Фарад, pF: Снова были использованы различные сокращения для указания значения в picoFarads, pF. Используемые термины включали: microromicroFarads, mmfd, MMFD, uff, µµF. Все они относятся к значениям в пФ. Значения конденсаторов, измеренные в пикофарадах, часто используются в радиочастотах, радиочастотных цепях и оборудовании.Соответственно, эта терминология используется главным образом для керамических конденсаторов, но также для серебряных слюдяных конденсаторов и некоторых пленочных конденсаторов.

Стандартизация терминологии помогла в преобразовании значений из одного множителя в следующий. Это означает, что существует гораздо меньше места для недоразумений. Проще конвертировать из µF в nF и pF. Это часто полезно, когда принципиальная схема может упоминать значение конденсатора, упомянутое одним способом, и списки распределителей электронных компонентов могут упоминать его другим способом.

Диаграмма преобразования емкости очень полезна, потому что разные производители электронных компонентов могут маркировать компоненты по-разному, иногда помечая их как кратные нанофарадам, тогда как другие производители могут маркировать свои эквивалентные конденсаторы как фракцию микрофарада и так далее. Очевидно, что дистрибьюторы электронных компонентов и магазины электронных компонентов будут использовать номенклатуру производителей.

Точно так же принципиальные схемы могут маркировать компоненты по-разному, часто для сохранения общности и т. Д.Соответственно, это помогает преобразовать пикофарады в нанофарады и микрофарады и наоборот. Это может помочь идентифицировать компоненты, отмеченные в значениях, выраженных в нанофарадах, когда ведомость материалов или список деталей для схемы могут иметь значения, выраженные в микрофарадах, мкФ и пикофарадах, пФ.

Часто полезно использовать калькулятор преобразования емкости, подобный приведенному выше, но часто можно ознакомиться с преобразованиями, и популярные эквиваленты, такие как 1000 пФ, являются нанофарадами, а 100 нФ равны 0.1 мкФ.

При использовании электронных компонентов и проектировании электронных схем эти преобразования быстро становятся второй натурой, но даже в этом случае таблицы преобразования емкости и калькуляторы часто могут быть очень полезны. Эти преобразования, очевидно, полезны для конденсаторов, а также других электронных компонентов, таких как катушки индуктивности.

Более основные понятия:
Напряжение Текущий сопротивление емкость Мощность трансформеры РЧ шум Децибел, дБ Q, добротность
Возврат в меню основных концепций., ,

.

Capacitor Uses & Applications »Электроника Примечания

Особенно важно выбрать правильный конденсатор или любое конкретное применение — понимание ключевых требований для любого конкретного применения конденсатора или использования конденсатора обеспечит правильную работу схемы.

---

Конденсатор Учебник включает в себя:
Конденсатор использует Типы конденсаторов Электролитический конденсатор Керамический конденсатор Танталовый конденсатор Пленочные конденсаторы Серебряный конденсатор слюды Супер конденсатор SMD конденсатор Технические характеристики и параметры Как купить конденсаторы — советы и подсказки Коды конденсаторов и маркировка Таблица перевода

---

Конденсаторы

используются практически во всех областях электроники и выполняют множество различных задач.Хотя конденсаторы работают одинаково, независимо от применения или использования конденсатора, существует несколько различных применений конденсаторов в цепях.

Чтобы выбрать правильный тип конденсатора, необходимо иметь представление о конкретном применении конденсатора, чтобы его свойства могли быть сопоставлены с конкретным использованием, для которого он должен быть применен.

Каждая форма конденсатора имеет свои собственные свойства, и это означает, что она будет хорошо работать при использовании или применении конденсатора в виде частиц.

Выбор подходящего конденсатора для конкретного применения — это часть процесса проектирования схемы. Использование неправильного конденсатора может легко означать, что цепь не будет работать.

Конденсаторные приложения и схема

Конденсаторы

могут использоваться различными способами в электронных схемах. Хотя режим их работы остается в точности одинаковым, конденсаторы разных форм могут использоваться для обеспечения множества различных схемных функций.

Для разных цепей потребуются конденсаторы с определенными значениями, а также для обладания другими атрибутами, такими как текущая мощность, диапазон значений, точность значений, температурная стабильность и многие другие аспекты.

Некоторые типы конденсаторов будут доступны с разными значениями, некоторые конденсаторы могут иметь большие диапазоны значений, другие — меньшие. Другие конденсаторы могут иметь высокие токовые возможности, другие — высокие уровни стабильности, а другие все еще доступны с очень низкими значениями температурного коэффициента.

Понимание различных способов использования конденсаторов помогает выбрать оптимальный тип конденсатора для данного применения.

Выбрав правильный конденсатор для данного использования или применения, можно сделать схему, чтобы она работала наилучшим образом.

Использование конденсатора связи

В этом конденсаторном применении компонент позволяет только сигналам переменного тока проходить от одного участка цепи к другому, при этом блокируя любое статическое напряжение постоянного тока. Эта форма применения конденсатора часто требуется при соединении двух каскадов усилителя вместе.

Возможно, что постоянное напряжение постоянного тока будет присутствовать, скажем, на выходе одной ступени, и только переменный сигнал, звуковая частота, радиочастота или все, что требуется. Если компоненты постоянного тока сигнала на выходе первой ступени присутствуют на входе второй ступени, то смещение и другие условия работы второй ступени будут изменены.

Транзисторная схема с входными и выходными конденсаторами связи

Даже при использовании операционных усилителей, где схема была разработана для обеспечения малых смещенных напряжений, часто целесообразно использовать конденсаторы связи из-за высокого уровня усиления постоянного тока.Без конденсатора связи высокие уровни усиления по постоянному току могут означать, что операционный усилитель будет насыщаться.

Для конденсаторных приложений такого типа необходимо обеспечить достаточно низкий импеданс конденсатора. Обычно выходной импеданс предыдущей цепи выше, чем у той, которую он возбуждает, за исключением радиочастотной цепи, но об этом позже. Это означает, что значение конденсатора выбрано таким же, как полное сопротивление цепи, обычно входное сопротивление второй цепи.Это дает падение отклика на 3 дБ на этой частоте.

Важные параметры для использования конденсатора связи
Параметр	Примечания по использованию конденсаторов
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе. Обычно конденсатор может выдерживать напряжение на питающей шине с запасом в руке для обеспечения надежности.
Значение емкости	Достаточно высокий, чтобы пропустить самые низкие частоты с небольшим затуханием или без него.
Допуск	Конденсаторы с широким допуском часто могут использоваться, потому что точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Некоторые конденсаторы, например электролитические конденсаторы, имеют ограниченную частотную характеристику, часто только до частот максимум около 100 кГц. Это следует учитывать. Также для применений с высоким импедансом электролитические конденсаторы не должны использоваться, так как они имеют относительно высокий уровень утечки, который может компенсировать работу второй ступени.

Использование развязывающего конденсатора

В этом приложении конденсатор используется для удаления любых сигналов переменного тока, которые могут находиться в точке смещения постоянного тока, шине питания или другом узле, который должен быть свободен от конкретного изменяющегося сигнала.

Как указывает название этого конденсатора, он используется для отделения узла от меняющегося на нем сигнала.

Транзисторная схема с линейными и коллекторными развязывающими конденсаторами

В этой схеме есть два способа использования конденсатора для развязки.C3 используется для развязки любого сигнала, который может быть на шине напряжения. Конденсатор такого типа должен выдерживать напряжение питания, а также подавать и поглощать уровни тока, возникающие из-за шума на шине. Также во время отключения, когда питание отключено, от этого конденсатора могут потребляться большие уровни тока в зависимости от его значения. Танталовые конденсаторы не подходят для этой позиции.

Разъединение также обеспечивается комбинацией конденсатора и резистора, C4, R5.Это гарантирует, что сигнал коллектора не просачивается через сигнальную шину. Постоянная времени C4 и R5 обычно является доминирующим фактором, и постоянная времени должна выбираться так, чтобы она была длиннее, чем ожидаемая самая низкая частота.

Тип развязки, используемый с C5, служит для хорошей изоляции этой конкретной ступени от любого шума на шине, а также для предотвращения шума от цепи, проходящей на шину питания. Во время отключения ток от конденсатора ограничен резистором R5.

Важные параметры для развязки конденсаторов
Параметр	Примечания по использованию конденсаторов
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе. Обычно конденсатор сможет выдерживать напряжение узла с некоторым запасом в руке для обеспечения надежности.
Значение емкости	Достаточно высокий, чтобы пропустить самые низкие частоты с небольшим затуханием или без него.Иногда это может привести к тому, что требуются относительно большие значения. Однако необходимо учитывать используемые частоты. Для низких частот обычно требуются большие уровни емкости, и часто используются электролитические конденсаторы. Если это слаботочная цепь, как в случае C4, R5, танталовый конденсатор также может быть подходящим, но обычно изолирован от главной шины напряжения через последовательный резистор, чтобы предотвратить чрезмерное потребление тока, как в случае C4. Для более высоких частот керамические конденсаторы также могут быть подходящими.
Допуск	Конденсаторы с широким допуском часто могут использоваться, потому что точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Некоторые конденсаторы, такие как электролитические, имеют относительно низкий верхний предел частоты. Часто, чтобы преодолеть это, конденсатор, такой как керамический конденсатор с меньшим значением, может использоваться для обеспечения высокочастотного отклика, в то время как электролитический конденсатор с большим значением используется для пропускания низкочастотных компонентов.Керамический или другой конденсатор с более низким значением все еще имеет низкий импеданс на высоких частотах, потому что реактивный импеданс обратно пропорционален частоте.

ВЧ соединения и развязки

ВЧ-связь

и развязка подчиняются тем же основным правилам, которые необходимы для обычных конденсаторов развязки и развязки. Часто используются схемы, подобные показанным для стандартной связи и развязки, и они работают в основном одинаково.

Однако при использовании конденсаторов для ВЧ-приложений необходимо учитывать их РЧ-характеристики. Это может отличаться от производительности на низких частотах.

Обычно электролитические конденсаторы не используются — их производительность падает с увеличением частоты, и они редко используются для приложений выше примерно 100 кГц. Керамические конденсаторы особенно популярны, так как обладают хорошими ВЧ характеристиками, особенно конденсаторы MLCC с поверхностным монтажом.

Последовательная индуктивность, присутствующая во всех конденсаторах, в большей или меньшей степени проявляется на некоторых частотах, образуя резонансный контур с емкостью.

Как правило, керамические конденсаторы имеют высокую собственную резонансную частоту, особенно конденсаторы поверхностного монтажа, которые очень малы и не имеют выводов для введения какой-либо индуктивности.

Можно использовать некоторые другие типы конденсаторов, но керамические конденсаторы наиболее широко используются в этом приложении.

Применение сглаживающих конденсаторов

Это практически то же самое, что и развязывающий конденсатор, но этот термин обычно используется в сочетании с источником питания.

Когда поступающий линейный сигнал принимается через трансформатор и выпрямитель, результирующий сигнал не является плавным.Он варьируется от нуля до пикового напряжения. Применительно к цепи это вряд ли будет работать, поскольку обычно требуется постоянное напряжение. Чтобы преодолеть это, конденсатор используется для развязки или сглаживания выходного напряжения.

Выпрямительная схема с сглаживающим конденсатором

При этом использовании конденсатор заряжается, когда пиковое напряжение превышает значение выходного напряжения, и подает заряд, когда напряжение выпрямителя падает ниже напряжения конденсатора.

При использовании этого конденсатора компонент разъединяет шину и подает заряд там, где это необходимо.

Обычно для обеспечения требуемого уровня тока требуется относительно большие значения емкости. В результате наиболее широко используемой формой конденсатора для этого применения является электролитический конденсатор.

Важные параметры для сглаживания конденсатора
Параметр	Примечания по использованию конденсаторов
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе.Конденсатор должен выдерживать максимальное пиковое напряжение на шине с некоторым запасом для обеспечения надежности.
Значение емкости	Зависит от требуемого тока, но обычно может составлять несколько тысяч микрофарад.
Допуск	Конденсаторы с широким допуском часто могут использоваться, потому что точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Электролитические конденсаторы обычно используются из-за высоких доступных значений.Танталовые конденсаторы, хотя они могут иметь достаточно высокие значения, не подходят из-за низкого уровня пульсирующего тока, который они могут выдержать. Керамические конденсаторы не доступны с требуемым уровнем емкости.
ток пульсации	В дополнение к конденсатору, имеющему достаточную емкость для удержания требуемого количества заряда, он также должен быть сконструирован таким образом, чтобы иметь возможность подавать требуемый ток. Если конденсатор становится слишком горячим при подаче тока, он может быть поврежден и выйти из строя.Номинальный ток пульсации особенно важен для конденсаторов, используемых для сглаживания. Обычно используются электролитические конденсаторы, но даже для них должны быть проверены их значения пульсаций тока на пригодность.

Использование конденсатора в качестве элемента синхронизации

В этом приложении конденсатор может использоваться с резистором или индуктором в резонансной или зависящей от времени цепи. В этой функции конденсатор может появляться в фильтре, в схеме, настроенной на генератор, или в элементе синхронизации для цепи, такой как a-stable, время, необходимое для зарядки и разрядки, определяющее работу схемы

LC или RC генераторы и фильтры широко используются в множестве цепей, и, очевидно, одним из основных элементов является конденсатор.

В этом конкретном использовании конденсатора одно из основных требований — это точность, и поэтому начальный допуск важен для обеспечения работы схемы на требуемой частоте. Температурная стабильность также важна для обеспечения того, чтобы производительность цепи оставалась неизменной в требуемом температурном диапазоне.

Важные параметры для использования конденсатора синхронизации
Параметр	Примечания по использованию конденсаторов
Номинальное напряжение конденсатора	Фактическое пиковое напряжение на конденсаторе будет варьироваться в зависимости от конкретной цепи и напряжения на шине.Необходимо оценивать каждый случай по существу, отмечая, что в некоторых случаях он может быть выше ожидаемого. В большинстве случаев оно вряд ли превысит напряжение на рейке.
Значение емкости	В зависимости от используемых частот и индуктивности или резистора, необходимых для получения требуемой рабочей частоты ..
Допуск	Точность допуска обычно требуется, чтобы обеспечить получение необходимой рабочей частоты.В этом приложении преимуществом могут быть конденсаторы с хорошим выбором значений в течение каждого десятилетия.
Диэлектрик	Во многих приложениях синхронизации потеря конденсатора важна. Высокие потери равны низким значениям Q, и значения Q обычно должны быть максимально высокими. Есть много диэлектриков, которые обеспечивают подходящий уровень производительности. Многие диэлектрические керамические конденсаторы способны обеспечить высокий уровень стабильности в наши дни. Также пластиковые пленочные конденсаторы могут предложить высокий уровень производительности.Серебряные слюдяные конденсаторы также используются, особенно в радиочастотных цепях. Несмотря на то, что конденсаторы из слюды с серебром довольно дороги, они обеспечивают высокий уровень производительности: высокий Q; высокая стабильность; низкие потери; и близкая терпимость.
Температурная стабильность	Температурная стабильность конденсатора должна быть высокой для этих конденсаторных применений, потому что цепь должна будет сохранять свою частоту в диапазоне рабочих температур. Если значение изменяется с температурой, даже на небольшое количество, это может оказать заметное влияние на работу контура.

Применения конденсаторов-накопителей

В этом конкретном применении конденсатора заряд, удерживаемый конденсатором, используется для обеспечения питания для цепи на короткое время.

В прошлом, возможно, использовались небольшие аккумуляторные батареи, но они часто страдали от проблем с эффектами памяти и ограничением срока службы, поэтому конденсаторы могут предложить жизнеспособную альтернативу.

В настоящее время суперконденсаторы предлагают огромные уровни емкости, и теперь они достаточно велики, чтобы обеспечить возможность питания многих цепей в периоды, когда питание от сети недоступно.Они относительно дешевы и предлагают отличный уровень производительности.

Важные параметры для использования конденсатора удержания
Параметр	Примечания по использованию конденсаторов
Номинальное напряжение конденсатора	Должен быть в состоянии выдерживать максимальное рабочее напряжение с хорошим запасом надежности.
Значение емкости	Может быть до нескольких Фарадов.
Допуск	Суперконденсаторы, широко используемые для этого применения конденсаторов, имеют широкий допуск. К счастью, это не проблема, поскольку в первую очередь это влияет на время удержания.

Суперконденсаторы часто используются для удержания батареи

Варианты применения конденсаторов

Выбор конденсатора часто имеет важное значение для работы цепи. Знание того, как будет использоваться конденсатор и как его характеристики и параметры связаны с работой схемы, означает, что некоторые конденсаторы работают лучше, чем другие в различных приложениях.Выбор подходящего конденсатора для любого конкретного применения является важной и очень важной частью конструкции схемы.

Больше электронных компонентов:
Резисторы Конденсаторы Индукторы Кристаллы кварца Диоды транзистор Фототранзистор FET Типы памяти тиристор Соединители РЧ разъемы Клапаны / Трубы батареи Выключатели Реле
Вернуться в меню компонентов., ,

.