Емкость конденсатора единица измерения. Емкость конденсатора: единицы измерения, типы и применение

Что такое емкость конденсатора. Какие единицы измерения используются для емкости. Какие типы конденсаторов существуют. Где применяются конденсаторы в электронике и электротехнике.

Емкость конденсатора: основные понятия и единицы измерения

Емкость конденсатора — это физическая величина, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость конденсатора определяется отношением заряда на обкладках конденсатора к напряжению между ними:

C = Q / U

где C — емкость, Q — заряд, U — напряжение.

В Международной системе единиц СИ емкость измеряется в фарадах (Ф). Один фарад — это емкость конденсатора, который при напряжении 1 вольт накапливает заряд в 1 кулон.

Фарад является очень большой единицей емкости. На практике чаще используются дольные единицы:

• микрофарад (мкФ) = 10^-6 Ф
• нанофарад (нФ) = 10^-9 Ф
• пикофарад (пФ) = 10^-12 Ф

Емкость типичных конденсаторов в электронных схемах обычно составляет от единиц пикофарад до сотен микрофарад.

Основные типы конденсаторов

В зависимости от конструкции и используемых материалов выделяют следующие основные типы конденсаторов:

Керамические конденсаторы

Изготавливаются из керамических материалов с высокой диэлектрической проницаемостью. Имеют небольшие размеры и емкости от единиц пФ до единиц мкФ. Широко применяются в высокочастотных цепях.

Пленочные конденсаторы

В качестве диэлектрика используются полимерные пленки. Отличаются высокой стабильностью характеристик. Типичные емкости от десятков пФ до единиц мкФ.

Электролитические конденсаторы

Имеют большую удельную емкость за счет использования электролита в качестве одной из обкладок. Емкости достигают тысяч мкФ. Недостаток — наличие полярности.

Танталовые конденсаторы

Разновидность электролитических конденсаторов на основе оксида тантала. Отличаются высокой удельной емкостью и стабильностью.

Воздушные конденсаторы

Используют воздух в качестве диэлектрика. Применяются в основном как переменные конденсаторы в радиотехнике.

Применение конденсаторов в электронике и электротехнике

Конденсаторы находят широкое применение в различных электронных схемах и электротехнических устройствах:

Фильтрация и сглаживание пульсаций

Конденсаторы большой емкости используются в блоках питания для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Они также применяются в фильтрах для подавления помех и шумов.

Разделение постоянной и переменной составляющих

Конденсаторы пропускают переменный ток, но не пропускают постоянный. Это свойство используется для разделения сигналов в электронных схемах.

Накопление энергии

Конденсаторы большой емкости могут накапливать значительную энергию и использоваться как кратковременные источники питания, например, в фотовспышках.

Частотная коррекция

Конденсаторы в сочетании с резисторами позволяют изменять частотные характеристики электронных схем, например, в эквалайзерах.

Маркировка и обозначение конденсаторов

Емкость конденсаторов обычно указывается на корпусе в виде цифрового или буквенно-цифрового кода. Для малогабаритных конденсаторов применяется цветовая маркировка.

На принципиальных электрических схемах конденсаторы обозначаются символом из двух параллельных линий. Полярные конденсаторы имеют дополнительное обозначение полярности.

Параметры конденсаторов

Помимо емкости, важными параметрами конденсаторов являются:

• Рабочее напряжение — максимально допустимое напряжение на обкладках
• Температурный коэффициент емкости — изменение емкости при изменении температуры
• Тангенс угла диэлектрических потерь — характеризует потери энергии в конденсаторе
• Собственная индуктивность — паразитный параметр, ограничивающий работу на высоких частотах

Современные тенденции в технологии конденсаторов

Развитие технологий производства конденсаторов идет по пути:

• Увеличения удельной емкости
• Уменьшения габаритов
• Повышения стабильности параметров
• Снижения паразитных параметров
• Расширения диапазона рабочих частот и напряжений

Одним из перспективных направлений являются суперконденсаторы (ионисторы), сочетающие большую емкость с высокой скоростью заряда-разряда.

Выбор конденсаторов для электронных схем

При выборе конденсаторов для конкретного применения учитываются следующие факторы:

• Требуемая емкость
• Рабочее напряжение схемы
• Допустимые отклонения емкости
• Частотный диапазон работы
• Температурные условия эксплуатации
• Габаритные ограничения
• Стоимость

Правильный выбор типа и параметров конденсаторов важен для обеспечения надежной работы электронных устройств.

Единицы измерения емкости конденсаторов

Конденсатор представляет собой электрическое устройство, которое обладает возможностью накапливать заряд, состоит из обкладок и слоя диэлектрика между ними. Одной из важнейших характеристик прибора является ёмкость. В Международной системе СИ за единицу измерения ёмкости конденсатора принимают фарад:. Международное обозначение — F.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: UNI-T UT601 Прибор для измерения емкости конденсаторов и сопротивления

Как определить емкость конденсатора?

Основной характеристикой конденсатора является его емкость. Очень часто замеры емкости требуется проводить в электролитическом конденсаторе.

В отличие от керамических и оксидных конденсаторов, которые редко выходят из строя разве что в результате пробоя диэлектрика , электролитическим деталям свойственна потеря ёмкости из-за высыхания электролита.

Поскольку работа электронных схем сильно зависит от емкостных характеристик, то необходимо знать, как определить емкость конденсатора. Измерить емкость проще всего с помощью измерителя C и ESR.

Для этого контакты измерительных щупов подсоединяют к выводам конденсатора, соблюдая полярность электролитических деталей. При этом результаты измерений выводятся на дисплей. Рисунок 1. Радиолюбители, которым часто приходится делать измерения, приобретают такой прибор или изготавливают его самостоятельно.

Ножки конденсатора вставляем в соответствующее гнездо соблюдая полярность подключения и считываем его параметры. Для этого потребуется источник питания, к которому подключают конденсатор по простой схеме рис. Подчеркнём ещё раз, что точность измерения ёмкости данным способом не слишком высока, но определить работоспособность радиоэлемента на основании такого измерения вполне возможно. Некоторые узлы электронных приборов исправно работают, если есть небольшие отклонения от номинальных емкостей, главное, чтобы не было электрического пробоя.

Таким же методом можно вычислить параметры керамического радиоэлемента. Для этого необходимо подключить RC-цепочку через трансформатор и подать переменное напряжение. С приемлемой точностью можно определить ёмкость конденсатора с помощью цифрового или обычного электронного осциллографа. Принцип похож на метод измерения ёмкости тестером.

Разница только в том, что не потребуется секундомер, так как с высокой точностью время зарядки конденсатора отображается на экране осциллографа. Если применить генератор частоты и последовательную RC-цепочку рис. При измерении ёмкостей неполярных конденсаторов часто вместо RC-цепочки собирают мостовую схему с частотным генератором показано на рис.

Сопротивления резисторов подбирают в зависимости от параметров номинальных напряжений измеряемых деталей. При наличии баллистического гальванометра также можно определить ёмкость конденсатора. Для этого используют формулу:. Из-за падения сопротивления утечки ёмкость конденсаторов уменьшается. Энергия теряется вместе с током утечки. Описанные выше методики определения ёмкости позволяют определить исправность конденсаторов. Значительное отклонение от номиналов говорит, что конденсаторы неисправны.

Пробитый электролитический радиоэлемент легко определяется путём измерения сопротивления. Если сопротивление стремится к 0 — изделие закорочено, а если к бесконечности — значит, есть обрыв. Следует опасаться сильного электрического разряда при подключениях щупов к большим электролитам. Они могут накапливать мощный электрический заряд от постоянного тока, который молниеносно высвобождается током разряда.

Напомним, что единицей емкости в системе СИ является фарада обозначается F или Ф. Это очень большая величина, поэтому на практике используются дольные величины:.

Мы перечислили название единиц и их сокращённое обозначение потому, что они часто встречаются в маркировке крупных конденсаторов см.

Обратите внимание на маркировку плоского конденсатора второй сверху : после трёхзначной цифры стоит буква М. Буквами обозначены допуски, то есть, процент отклонения от ёмкости, обозначенной на корпусе. Теперь расшифруем надпись на корпусе третьего изделия. На этом простом примере видно, какая большая путаница в маркировке. Особенно запутана кодовая маркировка, применяемая для крохотных конденсаторов.

Дело в том, что можно встретить конденсаторы, маркировка которых выполнена старым способом и детали с современной кодировкой, в соответствии со стандартом EIA. Одни и те же символы можно по-разному интерпретировать. В кодовой маркировке используются прописные буквы латинского алфавита, указывающие допуски.

Один пример мы рассмотрели, анализируя маркировку на рис. Если в кодировке отсутствует символ из приведённого выше списка, а стоит другая буква, то она может единицу измерения емкости. Важным параметром является его рабочее напряжение конденсатора. Но так как в данной статье мы ставим задачу по определению ёмкости, то пропустим описание маркировки напряжений. Описывать значение каждого цвета не имеет смысла, так как это понятно из следующей таблицы рис.

Запомнить символику кодовой и цветовой маркировки довольно трудно. Если вам не приходится постоянно заниматься подбором конденсаторов, то проще пользоваться справочниками или обратиться к информации, изложенной в данной статье. Понравилась статья? Поделиться с друзьями:. Вам также может быть интересно. Комментарии и отзывы Добавить комментарий Отменить ответ. Политика конфиденциальности Пользовательское соглашение О нас.

Работаем с цифровым мультиметром. Часть 3

Раздел недели: Символы и обозначения оборудования на чертежах и схемах Техническая информация тут. Перевод единиц измерения величин Таблицы числовых значений Алфавиты, номиналы, единицы тут Математический справочник Физический справочник Химический справочник Материалы Рабочие среды Оборудование Инженерное ремесло Инженерные системы Технологии и чертежи Личная жизнь инженеров Калькуляторы. Поставщики оборудования. Полезные ссылки. Адрес этой страницы вложенность в справочнике dpva. Перевод единиц измерения физических величин. Таблицы перевода единиц величин.

Единица измерения емкости в системе СИ и других системах. Фарады через основные единицы системы. Определение кратных единиц ёмкости.

Конвертер единиц емкости конденсатора

На нашем сайте собрано более бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике. Не можете решить контрольную?! Мы поможем! Более 20 авторов выполнят вашу работу от руб! Подскажите, пожалуйста, в чем измеряется емкость конденсатора в системе СИ? Как данная единица измерения выражается через основные единицы системы СИ? Давайте начнем с предложенной Вами задачи.

Конвертер величин

Фарад — очень большая ёмкость. Емкостью 1Ф обладал бы уединенный шар, радиус которого был бы равен 13 радиусам Солнца. Для сравнения, ёмкость Земли шара размером с Землю, как уединенного проводника составляет всего около микрофарад. Промышленно выпускаемые конденсаторы обычно имеют номиналы измеряемые в нано- и пикофарадах. Впрочем, ёмкость т.

Понятие электрической емкости.

Электрическая ёмкость, конденсатор.

Основной характеристикой конденсатора является его емкость. Очень часто замеры емкости требуется проводить в электролитическом конденсаторе. В отличие от керамических и оксидных конденсаторов, которые редко выходят из строя разве что в результате пробоя диэлектрика , электролитическим деталям свойственна потеря ёмкости из-за высыхания электролита. Поскольку работа электронных схем сильно зависит от емкостных характеристик, то необходимо знать, как определить емкость конденсатора. Измерить емкость проще всего с помощью измерителя C и ESR. Для этого контакты измерительных щупов подсоединяют к выводам конденсатора, соблюдая полярность электролитических деталей.

Емкость конденсатора: единица измерения

Random converter. Знаете ли вы что общего имеют кетчуп, масляные краски и смесь кукурузного крахмала и воды. Если нет — всего один щелчок и вы узнаете! Конденсаторы — устройства для накопления заряда в электронном оборудовании. Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:. Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах Кл , — разность потенциалов, измеряется в вольтах В. В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах Ф.

Довольно сложно увидеть маркировку маленьких конденсаторов, потому что площадь Основной единицей измерения емкости является фарад (Ф).

Энциклопедия по машиностроению XXL

Конденсаторы от лат. Емкость конденсатора зависит от размеров площади обкладок, расстояния между ними и свойств диэлектрика. Важным свойством конденсатора является то, что для переменного тока он представляет собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты. Как и резисторы, конденсаторы разделяют на конденсаторы постоянной емкости, конденсаторы переменной емкости КПЕ , подстроечные и саморегулирующиеся.

Говоря о ёмкости, мы чаще всего подразумеваем вместительность. То есть, если рассматривать ёмкость какого либо сосуда, то здесь мы под ёмкостью понимаем количество литров вещества, которое он может вместить. Или, например, количество килограммов конкретного вещества. Иными словами — ёмкость, это количественная характеристика, отражающая способность какого либо транспортного объекта размещать в себе транспортируемое вещество. Ещё проще, ёмкость — это вместительность.

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд.

Каждый радиолюбитель должен хоть не много, но разбираться в маркировке тех или иных радиоэлектронных компонентов. Безусловно, для этого имеется множество самых разнообразных справочников, в которых подобная информация представлена в достаточном объёме. В этой статье присутствую данные по кодовой маркировке конденсаторов и сводные таблицы конвертации емкостей. Для того что бы хорошо разобраться в кодовой маркировке конденсаторов используйте соответствующие справочники. В этой статье присутствует малая часть всевозможных вариантов обозначений номиналов конденсаторов.

В этой статье: Маркировка больших конденсаторов Интерпретация маркировки конденсаторов 23 Источники. Маркировка конденсаторов обладает большим разнообразием по сравнению с маркировкой резисторов. Довольно сложно увидеть маркировку маленьких конденсаторов, потому что площадь поверхности их корпусов очень незначительная.

Электрическая емкость • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыИмпульс (количество движения)Импульс силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Сенсорный экран этого планшета выполнен с использованием проекционно-емкостной технологии.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Использование емкости

Конденсаторы — устройства для накопления заряда в электронном оборудовании

Условные обозначения конденсаторов на принципиальных схемах

Понятие электрической емкости относится не только к проводнику, но и к конденсатору. Конденсатор — система двух проводников, разделенных диэлектриком или вакуумом. В простейшем варианте конструкция конденсатора состоит из двух электродов в виде пластин (обкладок). Конденсатор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать») — двухэлектродный прибор для накопления заряда и энергии электромагнитного поля, в простейшем случае представляет собой два проводника, разделённые каким-либо изолятором. Например, иногда радиолюбители при отсутствии готовых деталей изготавливают подстроечные конденсаторы для своих схем из отрезков проводов разного диаметра, изолированных лаковым покрытием, при этом более тонкий провод наматывается на более толстый. Регулируя число витков, радиолюбители точно настраивают контура аппаратуры на нужную частоту. Примеры изображения конденсаторов на электрических схемах приведены на рисунке.

Параллельная RLC-цепь, состоящая из резистора, конденсатора и катушки индуктивности

Историческая справка

Еще 275 лет назад были известны принципы создания конденсаторов. Так, в 1745 г. в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и нидерландский физик Питер ван Мушенбрук создали первый конденсатор — «лейденскую банку» — в ней диэлектриком были стенки стеклянной банки, а обкладками служили вода в сосуде и ладонь экспериментатора, державшая сосуд. Такая «банка» позволяла накапливать заряд порядка микрокулона (мкКл). После того, как ее изобрели, с ней часто проводили эксперименты и публичные представления. Для этого банку сначала заряжали статическим электричеством, натирая ее. После этого один из участников прикасался к банке рукой, и получал небольшой удар током. Известно, что 700 парижских монахов, взявшись за руки, провели лейденский эксперимент. В тот момент, когда первый монах прикоснулся к головке банки, все 700 монахов, сведенные одной судорогой, с ужасом вскрикнули.

В Россию «лейденская банка» пришла благодаря русскому царю Петру I, который познакомился с Мушенбруком во время путешествий по Европе, и подробнее узнал об экспериментах с «лейденской банкой». Петр I учредил в России Академию наук, и заказал Мушенбруку разнообразные приборы для Академии наук.

В дальнейшем конденсаторы усовершенствовались и становились меньше, а их емкость — больше. Конденсаторы широко применяются в электронике. Например, конденсатор и катушка индуктивности образуют колебательный контур, который может быть использован для настройки приемника на нужную частоту.

Существует несколько типов конденсаторов, отличающихся постоянной или переменной емкостью и материалом диэлектрика.

Примеры конденсаторов

Оксидные конденсаторы в блоке питания сервера.

Промышленность выпускает большое количество типов конденсаторов различного назначения, но главными их характеристиками являются ёмкость и рабочее напряжение.

Типичные значение ёмкости конденсаторов изменяются от единиц пикофарад до сотен микрофарад, исключение составляют ионисторы, которые имеют несколько иной характер формирования ёмкости – за счёт двойного слоя у электродов – в этом они подобны электрохимическим аккумуляторам. Суперконденсаторы на основе нанотрубок имеют чрезвычайно развитую поверхность электродов. У этих типов конденсаторов типичные значения ёмкости составляют десятки фарад, и в некоторых случаях они способны заменить в качестве источников тока традиционные электрохимические аккумуляторы.

Вторым по важности параметром конденсаторов является его рабочее напряжение. Превышение этого параметра может привести к выходу конденсатора из строя, поэтому при построении реальных схем принято применять конденсаторы с удвоенным значением рабочего напряжения.

Для увеличения значений ёмкости или рабочего напряжения используют приём объединения конденсаторов в батареи. При последовательном соединении двух однотипных конденсаторов рабочее напряжение удваивается, а суммарная ёмкость уменьшается в два раза. При параллельном соединении двух однотипных конденсаторов рабочее напряжение остаётся прежним, а суммарная ёмкость увеличивается в два раза.

Третьим по важности параметром конденсаторов является температурный коэффициент изменения ёмкости (ТКЕ). Он даёт представление об изменении ёмкости в условиях изменения температур.

В зависимости от назначения использования, конденсаторы подразделяются на конденсаторы общего назначения, требования к параметрам которых некритичны, и на конденсаторы специального назначения (высоковольтные, прецизионные и с различными ТКЕ).

Маркировка конденсаторов

Подобно резисторам, в зависимости от габаритов изделия, может применяться полная маркировка с указанием номинальной ёмкости, класса отклонения от номинала и рабочего напряжения. Для малогабаритных исполнений конденсаторов применяют кодовую маркировку из трёх или четырёх цифр, смешанную цифро-буквенную маркировку и цветовую маркировку.

Соответствующие таблицы пересчёта маркировок по номиналу, рабочему напряжению и ТКЕ можно найти в Интернете, но самым действенным и практичным методом проверки номинала и исправности элемента реальной схемы остаётся непосредственное измерение параметров выпаянного конденсатора с помощью мультиметра.

Оксидный конденсатор собран из двух алюминиевых лент и бумажной прокладки с электролитом. Одна из алюминиевых лент покрыта слоем оксида алюминия и служит анодом. Катодом служит вторая алюминиевая лента и бумажная лента с электролитом. На алюминиевых лентах видны следы электрохимического травления, позволяющего увеличить их площадь поверхности, а значит и емкость конденсатора.

Предупреждение: поскольку конденсаторы могут накапливать большой заряд при весьма высоком напряжении, во избежание поражения электрическим током необходимо перед измерением параметров конденсатора разряжать его, закоротив его выводы проводом с высоким сопротивлением внешней изоляции. Лучше всего для этого подходят штатные провода измерительного прибора.

Оксидные конденсаторы: данный тип конденсатора обладает большой удельной емкостью, то есть, емкостью на единицу веса конденсатора. Одна обкладка таких конденсаторов представляет собой обычно алюминиевую ленту, покрытую слоем оксида алюминия. Второй обкладкой служит электролит. Так как оксидные конденсаторы имеют полярность, то принципиально важно включать такой конденсатор в схему строго в соответствии с полярностью напряжения.

Твердотельные конденсаторы: в них вместо традиционного электролита в качестве обкладки используется органический полимер, проводящий ток, или полупроводник.

Трехсекционный воздушный конденсатор переменной емкости

Переменные конденсаторы: емкость может меняться механическим способом, электрическим напряжением или с помощью температуры.

Пленочные конденсаторы: диапазон емкости данного типа конденсаторов составляет примерно от 5 пФ до 100 мкФ.

Имеются и другие типы конденсаторов.

Ионисторы

В наши дни популярность набирают ионисторы. Ионистор (суперконденсатор) — это гибрид конденсатора и химического источника тока, заряд которого накапливается на границе раздела двух сред — электрода и электролита. Начало созданию ионисторов было положено в 1957 году, когда был запатентован конденсатор с двойным электрическим слоем на пористых угольных электродах. Двойной слой, а также пористый материал помогли увеличить емкость такого конденсатора за счет увеличения площади поверхности. В дальнейшем эта технология дополнялась и улучшалась. На рынок ионисторы вышли в начале восьмидесятых годов прошлого века.

С появлением ионисторов появилась возможность использовать их в электрических цепях в качестве источников напряжения. Такие суперконденсаторы имеют долгий срок службы, малый вес, высокие скорости зарядки-разрядки. В перспективе данный вид конденсаторов может заменить обычные аккумуляторы. Основными недостатками ионисторов является меньшая, чем у электрохимических аккумуляторов удельная энергия (энергия на единицу веса), низкое рабочее напряжение и значительный саморазряд.

Ионисторы применяются в автомобилях Формулы-1. В системах рекуперации энергии, при торможении вырабатывается электроэнергия, которая накапливается в маховике, аккумуляторах или ионисторах для дальнейшего использования.

Электромобиль А2В Университета Торонто. Общий вид

В бытовой электронике ионисторы применяются для стабилизации основного питания и в качестве резервного источника питания таких приборов как плееры, фонари, в автоматических коммунальных счетчиках и в других устройствах с батарейным питанием и изменяющейся нагрузкой, обеспечивая питание при повышенной нагрузке.

В общественном транспорте применение ионисторов особенно перспективно для троллейбусов, так как становится возможна реализация автономного хода и увеличения маневренности; также ионисторы используются в некоторых автобусах и электромобилях.

Электромобиль А2В Университета Торонто. Под капотом

Электрические автомобили в настоящем времени выпускают многие компании, например: General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric. Университет Торонто совместно с компанией Toronto Electric разработали полностью канадский электромобиль A2B. В нем используются ионисторы вместе с химическими источниками питания, так называемое гибридное электрическое хранение энергии. Двигатели данного автомобиля питаются от аккумуляторов весом 380 килограмм. Также для подзарядки используются солнечные батареи, установленные на крыше электромобиля.

Емкостные сенсорные экраны

В современных устройствах все чаще применяются сенсорные экраны, которые позволяют управлять устройствами путем прикосновения к панелям с индикаторами или экранам. Сенсорные экраны бывают разных типов: резистивные, емкостные и другие. Они могут реагировать на одно или несколько одновременных касаний. Принцип работы емкостных экранов основывается на том, что предмет большой емкости проводит переменный ток. В данном случае этим предметом является тело человека.

Поверхностно-емкостные экраны

Cенсорный экран iPhone выполнен по проекционно-емкостной технологии.

Таким образом, поверхностно-емкостный сенсорный экран представляет собой стеклянную панель, покрытую прозрачным резистивным материалом. В качестве резистивного материала обычно применяется имеющий высокую прозрачность и малое поверхностное сопротивление сплав оксида индия и оксида олова. Электроды, подающие на проводящий слой небольшое переменное напряжение, располагаются по углам экрана. При касании к такому экрану пальцем появляется утечка тока, которая регистрируется в четырех углах датчиками и передается в контроллер, который определяет координаты точки касания.

Преимущество таких экранов заключается в долговечности (около 6,5 лет нажатий с промежутком в одну секунду или порядка 200 млн. нажатий). Они обладают высокой прозрачностью (примерно 90%). Благодаря этим преимуществам, емкостные экраны уже с 2009 года активно начали вытеснять резистивные экраны.

Недостаток емкостных экранов заключается в том, что они плохо работают при отрицательных температурах, есть трудности с использованием таких экранов в перчатках. Если проводящее покрытие расположено на внешней поверхности, то экран является достаточно уязвимым, поэтому емкостные экраны применяются лишь в тех устройствах, которые защищены от непогоды.

Проекционно-емкостные экраны

Помимо поверхностно-емкостных экранов, существуют проекционно-емкостные экраны. Их отличие заключается в том, что на внутренней стороне экрана нанесена сетка электродов. Электрод, к которому прикасаются, вместе с телом человека образует конденсатор. Благодаря сетке, можно получить точные координаты касания. Проекционно-емкостный экран реагирует на касания в тонких перчатках.

Проекционно-емкостные экраны также обладают высокой прозрачностью (около 90%). Они долговечны и достаточно прочные, поэтому их широко применяют не только в персональной электронике, но и в автоматах, в том числе установленных на улице.

Автор статьи: Sergey Akishkin, Tatiana Kondratieva

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Что такое конденсатор. Статьи компании «ООО «Вест-терм»»

Конденсаторы (от лат. condenso — уплотняю, сгущаю) — это радиоэлементы с сосредоточенной электрической емкостью, образуемой двумя или большим числом электродов (обкладок), разделенных диэлектриком (специальной тонкой бумагой, слюдой, керамикой и т. д.). Емкость конденсатора зависит от размеров (площади) обкладок, расстояния между ними и свойств диэлектрика.

Важным свойством конденсатора является то, что для переменного тока он представляет _ собой сопротивление, величина которого уменьшается с ростом частоты.

Основные единици измерения эмкости конденсаторов это: микрофарад, нанофарад, пикофарад обозначение выглядит соответственно как: мкФ, нФ, пФ.

Как и резисторы, конденсаторы разделяют на конденсаторы постоянной емкости, конденсаторы переменной емкости (КПЕ), подстроечные и саморегулирующиеся. Наиболее распространены конденсаторы постоянной емкости. Их применяют в колебательных контурах, различных фильтрах, а также для разделения цепей постоянного и переменного токов и в качестве блокировочных элементов.

Конденсаторы постоянной емкости. Условное графическое обозначение конденсатора постоянной емкости—две параллельные липни — символизирует его основные части: две обкладки и диэлектрик между ними (рис. 54). Около обозначения конденсатора на схеме обычно указывают его номинальную емкость, а иногда и номинальное напряжение. Основная единица измерения емкости — фарад (Ф) — емкость такого уединенного проводника, потенциал которого возрастает на один вольт при увеличении заряда на один кулон. Это очень большая величина, которая на практике не применяется. В радиотехнике используют конденсаторы емкостью от долей пикофарада (пФ) до десятков тысяч микрофарад (мкФ). Напомним, что 1 мкФ равен одной миллионной доле фарада, а 1 пФ — одной миллионной доле микрофарада или одной триллион-ной доле фарада.

Согласно ГОСТ 2.702—75 номинальную емкость от 0 до 9 999 пФ указывают на схемах в пикофарадах без обозначения единицы измерения, от 10 000 пФ до 9 999 мкФ — в микрофарадах с обозначением единицы измерения буквами мк (рис. 55).

Номинальную емкость и допускаемое отклонение от нее, а в некоторых случаях и номинальное напряжение указывают на корпусах конденсаторов.

   Рис. 54

   Рис. 55

В зависимости от их размеров номинальную емкость и допускаемое отклонение указывают в полной или сокращенной (кодированной) форме. Полное обозначение емкости состоит из соответствующего числа и единицы измерения, причем, как и на схемах, емкость от 0 до 9 999 пФ указывают в пикофарадах (22 пФ, 3 300 пФ и т. д.), а от 0,01 до 9 999 мкФ —в микрофарадах (0,047 мкФ, 10 мкФ и т. д.). В сокращенной маркировке единицы измерения емкости обозначают буквами П (пикофарад), М (микрофарад) и Н (нанофарад; 1 нано-фарад=1000 пФ = 0,001 мкФ). При этом емкость от 0 до 100 пФ обозначают в пикофарадах, помещая букву П либо после числа (если оно целое), либо на месте запятой (4,7 пФ — 4П7; 8,2 пФ —8П2; 22 пФ — 22П; 91 пФ — 91П и т. д.). Емкость от 100 пФ (0,1 нФ) до 0,1 мкФ (100 нФ) обозначают в на нофарадах, а от 0,1 мкФ и выше — в микрофарадах. В этом случае, если емкость выражена в долях нанофарада или микрофарада, соответствующую единицу измерения помещают на месте нуля и запятой (180 пФ=0,18 нФ—Н18; 470 пФ=0,47 нФ —Н47; 0,33 мкФ —МЗЗ; 0,5 мкФ —МбО и т. д.), а если число состоит из целой части и дроби — на месте запятой (1500 пФ= 1,5 нФ — 1Н5; 6,8 мкФ — 6М8 и т. д.). Емкости конденсаторов, выраженные целым числом соответствующих единиц измерения, указывают обычным способом (0,01 мкФ —ЮН, 20 мкФ — 20М, 100 мкФ — 100М и т. д.). Для указания допускаемого отклонения емкости от номинального значения используют те же кодированные обозначения, что и для резисторов.

В зависимости от того, в какой цепи используют конденсаторы, к ним предъявляют и разные требования. Так, конденсатор, работающий в колебательном контуре, должен иметь малые потери на рабочей частоте, высокую стабильность емкости во времени и при изменении температуры, влажности, давления и т. д.

Потери в конденсаторах, определяемые в основном потерями в диэлектрике, возрастают при повышении температуры, влажности и частоты. Наименьшими потерями обладают конденсаторы с диэлектриком из высокочастотной керамики, со слюдяными и пленочными диэлектриками, наибольшими — конденсаторы с бумажным диэлектриком и из сегнетокерамики. Это обстоятельство необходимо учитывать при замене конденсаторов в радиоаппаратуре. Изменение емкости конденсатора под воздействием окружающей среды (в основном, ее температуры) происходит из-за изменения размеров обкладок, зазоров между ними и свойств диэлектрика. В зависимости от конструкции и примененного диэлектрика конденсаторы характеризуются различным температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), который показывает относительное изменение емкости при изменении температуры на один градус; ТКЕ может быть положительным и отрицательным. По значению и знаку этого параметра конденсаторы разделяются на группы, которым присвоены соответствующие буквенные обозначения и цвет окраски корпуса.

Для сохранения настройки колебательных контуров при работе в широком ‘интервале температур часто используют последовательное и параллельное соединение конденсаторов, у которых ТКЕ имеют разные знаки. Благодаря этому при изменении температуры частота настройки такого термокомпенсированного контура остается практически неизменной.

Как и любые проводники, конденсаторы обладают некоторой индуктивностью. Она тем больше, чем длиннее и тоньше выводы конденсатора, чем больше размеры его обкладок и внутренних соединительных проводников. Наибольшей индуктивностью обладают бумажные конденсаторы, у которых обкладки выполнены в виде длинных лент из фольги, свернутых вместе с диэлектриком в рулон круглой или иной формы. Если не принято специальных мер, такие конденсаторы плохо работают на частотах выше нескольких мегагерц. Поэтому на практике для обеспечения работы блокировочного конденсатора в широком диапазоне частот параллельно бумажному подключают керамический или слюдяной конденсатор небольшой емкости.

Однако существуют бумажные конденсаторы и с малой собственной индуктивностью. В них полосы фольги соединены с выводами не в одном, а во многих местах. Достигается это либо полосками фольги, вкладываемыми в рулон при намотке, либо смещением полос (обкладок) к противоположным концам рулона и пропайкой их (рис. 54).

Для защиты от помех, которые могут проникнуть в прибор через цепи питания и наоборот, а также для различных блокировок используют так называемые проходные конденсаторы. Такой конденсатор имеет три вывода, два из .которых представляют собой сплошной токонесущий стержень, проходящий через корпус конденсатора. К этому стержню присоединена одна из обкладок конденсатора. Третьим выводом является металлический корпус, с которым соединена вторая обкладка. Корпус проходного конденсатора закрепляют непосредственно на шасси или экране, а токоподводящий провод (цепь питания) припаивают к его среднему выводу. Благодаря такой конструкции токи высокой частоты замыкаются на шасси или экран устройства, в то время как постоянные токи проходят беспрепятственно. На; высоких частотах применяют керамические проходные конденсаторы, в которых роль одной из обкладок играет сам центральный проводник, а другой — слой металлизации, нанесенный на керамическую трубку. Эти особенности конструкции отражает и условное графическое обозначение проходного конденсатора (рис. 56). Наружную обкладку обозначают либо в виде короткой дуги (а), либо в виде одного (б) или двух (в) отрезков прямых линий с выводами от середины. Последнее обозначение используют при изображении проходного конденсатора в стенке экрана.

С той же целью, что и проходные, применяют опорные конденсаторы, представляющие собой своего рода монтажные стойки, устанавливаемые на металлическом шасси. Обкладку, соединяемую с ним, выделяют в обозначении такого конденсатора тремя наклонными линиями, символизирующими «заземление» (рис. 56,г).

   Рис. 56

Для работы в диапазоне звуковых частот, а также для фильтрации выпрямленных напряжений питания необходимы конденсаторы, емкость которых измеряется десятками, сотнями и даже тысячами микрофарад. Такую емкость при достаточно малых размерах имеют оксидные конденсаторы (старое название — электролитические). В них роль одной обкладки (анода) играет алюминиевый или танталовый электрод, роль диэлектрика — тонкий оксидный слой, нанесенный на него, а роль другой сбкладки (катода) — специальный электролит, выводом которого часто служит металлический корпус конденсатора. В отличие от др,упих большинство типов оксидных конденсаторов полярны, т. е. требуют для нормальной работы поляризующего напряжения. Это значит, что включать их можно только в цепи постоянного или пульсирующего напряжения и только в той полярности (катод — к минусу, анод — к плюсу), которая указана на корпусе. Невыполнение этого условия приводит к выходу конденсатора из строя, что иногда сопровождается взрывом.

Полярность включения оксидного конденсатора показывают на схемах знаком «+», изображаемым у той обкладки, которая символизирует анод (рис. 57,а). Это Общее обозначение поляризованного конденсатора. Наряду с ним специально для оксидных конденсаторов ГОСТ 2.728—74 установил символ, в котором Положительная обкладка изображается узким прямоугольником (рис. 57,6), причем знак ?+» в этом случае можно не указывать.

В схемах радиоэлектронных приборов иногда можно встретить обозначение оксидного конденсатора в виде двух узких прямоугольников (рис. 57,в). Это символ неполярного оксидного конденсатора, который может работать в цепях переменного тока (т. е. без поляризующего напряжения).

Оксидные конденсаторы очень чувствительны к перенапряжениям, поэтому на схемах часто указывают не только их номинальную емкость, но и номинальное напряжение.

С целью уменьшения размеров в один корпус иногда заключают два конденсатора, но выводов делают только три (один — общий). Условное обозначение сдвоенного конденсатора наглядно передает эту идею (рис. 57,г).

Конденсаторы переменной емкости (КПЕ). Конденсатор переменной емкости состоит из двух групп металлических пластин, одна из которых может плавно перемещаться по отношению к другой. При этом движении пластины подвижной части (ротора) обычно вводятся в зазоры между пластинами неподвижной части (статора), в результате чего площадь перекрытия одних пластин другими, а следовательно, и емкость изменяются. Диэлектриком в КПЕ чаще всего служит воздух. В малогабаритной аппаратуре, например в транзисторных карманных приемниках, широкое применение нашли КПЕ с твердым диэлектриком, в качестве которого используют пленки из износостойких высокочастотных диэлектриков (фторопласта, полиэтилена и т. п.). Параметры КПЕ с твердым диэлектриком несколько хуже, но зато они значительно дешевле в производстве и размеры их намного меньше, чем КПБ с воздушным диэлектриком.

   Рис. 57

С условным обозначением КПЕ мы уже встречались (см. рис. 2 и 29) — это символ конденсатора постоянной емкости, перечеркнутый знаком регулирования. Однако из этого обозначения не видно, какая из обкладок символизирует ротор, а какая — статор. Чтобы показать это на схеме, ротор изображают в виде дуги (рис. 58).

Основными параметрами КПЕ, позволяющими оценить его возможности при работе в колебательном контуре, являются минимальная и максимальная емкость, которые, как правило, указывают на схеме рядом с символом КПЕ.

В большинстве радиоприемников и радиопередатчиков для одновременной настройки нескольких колебательных контуров применяют блоки КПЕ, состоящие из двух, трех и более секций. Роторы в таких блоках закреплены на одном общем валу, вращая который можно одновременно изменять емкость всех секцйй. Крайние пластины роторов часто делают разрезными (по радиусу). Это позволяет еще на заводе отрегулировать блок так, чтобы емкости всех секций были одинаковыми в любом положении ротора.

Конденсаторы, входящие в блок КПЕ, на схемах изображают каждый в отдельности. Чтобы показать, что они объединены в блок, т. е. управляются одной общей ручкой, стрелки, обозначающие регулирование, соединяют штриховой линией механической связи, как показано на рис. 59. При изображении КПЕ блока в разных, далеко отстоящих одна от другой частях схемы механическую связь не показывают, ограничиваясь тЬлько соответствующей нумерацией секций в позиционном обозначении (рис. 59, секции С 1.1, С 1.2 и С 1.3).

В измерительной аппаратуре, например в плечах емкостных мостов, находят применение так называемые дифференциальные (от лат. differentia — различие) конденсаторы. У них две группы статорных и одна — роторных пластин, расположенные так, что когда роторные пластины выходят из зазоров между пластинами одной группы статора, они в то же время входят между пластинами другой. При этом емкость между пластинами первого статора и пластинами ротора уменьшается, а между пластинами ротора и второго статора увеличивается. Суммарная же емкость между ротором и обоими статорами остается неизменной. Такие «конденсаторы изображают на схемах, как показано на рис 60.

   Рис. 58

   Рис. 59

   Рис. 60

   Рис. 61

Подстроечные конденсаторы. Для установки начальной емкости колебательного контура, определяющей максимальную частоту его настройки, применяют подстроечные конденсаторы, емкость которых можно изменять от единиц пикофарад до нескольких десятков пикофарад (иногда и более). Основное требование к ним — плавность изменения емкости и надежность фиксации ротора в установленном при настройке положении. Оси подстроечных конденсаторов (обычно короткие) имеют шлиц, поэтому регулирование их емкости возможно только с применением инструмента (отвертки). В радиовещательной аппаратуре наиболее широко применяют конденсаторы с твердым диэлектриком.

Конструкция керамического подстроечного конденсатора (КПК) одного из наиболее распространенных типов показана на рис. 61,а. Он состоит из керамического основания (статора) и подвижно закрепленного на нем керамического диска (ротора). Обкладки конденсатора—тонкие слои серебра — нанесены методом вжигания на статор и наружную сторону ротора. Емкость изменяют вращением ротора. В простейшей аппаратуре применяют иногда проволочные подстроечные конденсаторы. Такой элемент состоит из отрезка медной проволоки диаметром 1 … 2 и длиной 15 … 20 мм, на который плотно, виток к витку, намотан изолированный провод диаметром-0,2… 0,3 мм (рис. 61,6). Емкость изменяют отматыванием провода, а чтобы обмотка не сползла, ее пропитывают каким-либо изоляционным составом (лаком, кЛеем и т. п.).

Подстроечные конденсаторы обозначают на схемах основным символом, перечеркнутым знаком подстроечного регулирования (рис. 61,в).

Саморегулируемые конденсаторы. Используя в качестве диэлектрика специальную керамику, диэлектрическая проницаемость которой сильно зависит от напряженности электрического поля, можно получить конденсатор, емкость которого зависит от напряжения на его обкладках. Такие конденсаторы получили название варикондов (от английских слов vari (able) — переменный и cond(enser) —конденсатор). При изменении напряжения от нескольких вольт до номинального емкость вариконда изменяется в 3—6 раз.

   Рис. 62

Вариконды можно использовать в различных устройствах автоматики, в генераторах качающейся частоты, модуляторах, для электрической настройки колебательных контуров и т. д.

Условное обозначение вариконда — символ конденсатора со знаком нелинейного саморегулирования и латинской буквой U (рис. 62,о).

Аналогично построено обозначение термоконденсаторов, применяемых в электронных наручных часах. Фактор, изменяющий емкость такого конденсатора—температуру среды — обозначают символом t°(pис. 62, б). Вместе с тем что такое конденсатор часто ищут что такое резистор?

Литература: В.В. Фролов, Язык радиосхем, Москва, 1998

В чем измеряются единицы емкости конденсаторов

Время чтения 18 мин.Просмотры 189Опубликовано 04.03.2020

Кондесатор — это элеметнт обладающий электрической емкостью

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Конденсатор в цепи переменного тока

Соберем цепь с конденсатором, в которой генератор переменного тока создает синусоидальное напряжение. Разберем последовательно, что произойдет в цепи, когда мы замкнем ключ. Начальным будем считать тот момент, когда напряжение генератора равно нулю. В первую четверть периода напряжение на зажимах генератора будет возрастать, начиная от нуля, и конденсатор начнет заряжаться. В цепи появится ток, однако в первый момент заряда конденсатора, несмотря на то, что напряжение на его пластинах только что появилось и еще очень мало, ток в цепи (ток заряда) будет наибольшим.

По мере же увеличения заряда конденсатора ток в цепи убывает и доходит до нуля в момент, когда конденсатор полностью зарядится. При этом напряжение на пластинах конденсатора, строго следуя за напряжением генератора, становится к этому моменту максимальным, но обратного знака, т. е. направлено навстречу напряжению генератора. Таким образом, ток с наибольшей силой устремляется в свободный от заряда конденсатор, но тут же начинает убывать по мере заполнения зарядами пластин конденсатора и падает до нуля, полностью зарядив его.

Сравним это явление с тем, что происходит с потоком воды в трубе, соединяющей два сообщающихся сосуда ,один из которых наполнен, а другой пустой. Стоит только выдвинуть заслонку, преграждающую путь воде, как вода сразу же из левого сосуда под большим напором устремится по трубе в пустой правый сосуд. Однако тотчас же напор воды в трубе начнет постепенно ослабевать, вследствие выравнивания уровней в сосудах, и упадет до нуля. Течение воды прекратится. Подобно этому и ток сначала устремляется в незаряженный конденсатор, а затем постепенно ослабевает по мере его заряда.

С началом второй четверти периода, когда напряжение генератора начнет сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее убывать, заряженный конденсатор будет разряжаться на генератор, что вызовет в цепи ток разряда. По мере убывания напряжения генератора конденсатор все больше и больше разряжается и ток разряда в цепи возрастает. Направление тока разряда в этой четверти периода противоположно направлению тока заряда в первой четверти периода. Соответственно этому кривая тока, пройдя нулевое значение, располагается уже теперь ниже оси времени.

К концу первого полупериода напряжение на генераторе, а также и на конденсаторе быстро приближается к нулю, а ток в цепи медленно достигает своего максимального значения. Вспомнив, что величина тока в цепи тем больше, чем больше величина переносимого по цепи заряда, станет ясным, почему ток достигает максимума тогда, когда напряжение на пластинах конденсатора, а следовательно, и заряд конденсатора быстро убывают.

С началом третьей четверти периода конденсатор вновь начинает заряжаться, но полярность его пластин, так же как и полярность генератора, изменяется «а обратную, а ток, продолжая течь в том же направлении, начинает по мере заряда конденсатора убывать, В конце третьей четверти периода, когда напряжения на генераторе и конденсаторе достигают своего максимума, ток становится равным нулю.

В последнюю четверть периода напряжение, уменьшаясь, падает до нуля, а ток, изменив свое направление в цепи, достигает максимальной величины. На этом и заканчивается период, за которым начинается следующий, в точности повторяющий предыдущий, и т. д.

Итак, под действием переменного напряжения генератора дважды за период происходят заряд конденсатора (первая и третья четверти периода) и дважды его разряд (вторая и четвертая четверти периода). Но так как чередующиеся один за другим заряды и разряды конденсатора сопровождаются каждый раз прохождением по цепи зарядного и разрядного токов, то мы можем заключить, что по цепи с емкостью проходит переменный ток.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Паразитные параметры

Отдельные виды параметров являются паразитными, которые стараются снизить при конструировании и изготовлении. Их описание приведено ниже.

Эквивалентная схема

Данный параметр зависит от свойств диэлектрика и материала корпуса. Он показывает, насколько уменьшается заряд с течением времени у элемента, не включенного во внешнюю цепь. Утечка происходит в результате неидеальности диэлектрика и по его поверхности.

Для некоторых конденсаторов в характеристиках указывается постоянная времени Т, которая показывает время, в течении которого напряжение на обкладках уменьшится в е (2.71) раз. Численно постоянная времени равняется произведению сопротивления утечки на емкость.

Эквивалентное последовательное сопротивление (Rs)

Эквивалентное последовательное сопротивление ЭПС (в англоязычной литературе ERS) слагается из сопротивления материала обкладок и выводов. К нему также может добавляться поверхностная утечка диэлектрика.

По своей сути, ЭПС представляет собой сопротивление, соединенное последовательно с идеальным конденсатором. Такая цепь в некоторых случаях может влиять на фазочастотные характеристики. ЭПС обязательно должно учитываться при проектировании импульсных источников питания и контуров авторегулирования.

Электролитические конденсаторы имеют особенность, когда из-за наличия внутри паров электролита, воздействующих на выводы, величина ЭПС со временем увеличивается.

Эквивалентная последовательная индуктивность (Li)

Поскольку выводы обкладок и сами обкладки металлические, то они имеют некоторую индуктивность. Таким образом, конденсатор представляет собой резонансный контур, что может оказать влияние на работу схемы в определенном диапазоне частот. Наименьшую индуктивность имеют СМД компоненты ввиду отсутствия у них проволочных выводов.

Тангенс угла диэлектрических потерь

Отношение активной мощности, передаваемой через конденсатор, к реактивной, называется тангенсом угла диэлектрических потерь. Данная величина зависит от потерь в диэлектрике и вызывает сдвиг фазы между напряжением на обкладке и током. Тангенс угла потерь важен при работе на высоких частотах.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

ТКЕ означает изменение емкости при колебаниях температуры. ТКЕ может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от того, как ведет себя емкость при изменениях температуры.

Для фильтрующих и резонансных цепей для компенсации температурного дрейфа в одной цепи используют элементы с разным ТКЕ, поэтому многие производители группируют выпускаемые элементы по величине и знаку коэффициента.

Диэлектрическая абсорбция

Данный эффект еще называют эффектом памяти. Проявляется он в том, что при разряде конденсатора через низкоомную нагрузку через некоторое время на обкладках возникает небольшое напряжение.

Величина диэлектрической абсорбции зависит от материалов, из которых изготовлен элемент. Она минимальна для тефлона и полистирола и максимальна для танталовых конденсаторов

Важно учитывать эффект при работе с прецизионными устройствами, особенно интегрирующими и дифференцирующими цепями

Паразитный пьезоэффект

Так называемый «микрофонный эффект» выражается в том, что при воздействии механических нагрузок, в том числе акустических колебаний, керамический диэлектрик в некоторых типах устройств проявляет свойства пьезоэлектрика и начинает генерировать помехи.

Самовосстановление

Свойством самовосстановления после электрического пробоя обладают электролитические бумажные и пленочные конденсаторы. Такие типы конденсаторов и их разновидности нашли применение в цепях, обеспечивающих запуск электродвигателей, в особенности, если трехфазный асинхронный электродвигатель включается в однофазную сеть. Свойство восстановления широко используется в силовой технике.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

Общие сведения

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ с помощью осциллографа-мультиметра

Электрическая емкость — это величина, характеризующая способность проводника накапливать заряд, равная отношению электрического заряда к разности потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q — электрический заряд, измеряется в кулонах (Кл), — разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

В системе СИ электроемкость измеряется в фарадах (Ф). Данная единица измерения названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Фарад является очень большой емкостью для изолированного проводника. Так, металлический уединенный шар радиусом в 13 радиусов Солнца имел бы емкость равную 1 фарад. А емкость металлического шара размером с Землю была бы примерно 710 микрофарад (мкФ).

Так как 1 фарад — очень большая емкость, поэтому используются меньшие значения, такие как: микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарада; нанофарад (нФ), равный одной миллиардной; пикофарад (пФ), равный одной триллионной фарада.

В системе СГСЭ основной единицей емкости является сантиметр (см). 1 сантиметр емкости — это электрическая емкость шара с радиусом 1 сантиметр, помещенного в вакуум. СГСЭ — это расширенная система СГС для электродинамики, то есть, система единиц в которой сантиметр, грам, и секунда приняты за базовые единицы для вычисления длины, массы и времени соответственно. В расширенных СГС, включая СГСЭ, некоторые физические константы приняты за единицу, чтобы упростить формулы и облегчить вычисления.

пикофарад [пФ] в фарад [Ф] • Электрическая емкость • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конденсаторные радиодетали содержат в себе пластины из электропроводящего вещества, разделенные прослойкой диэлектрика. От других устройств, используемых в электроцепях, они отличаются способностью накапливать электрический заряд. Чтобы правильно выбрать подходящую деталь, нужно иметь представление о том, что собой представляет описывающая емкость конденсатора единица измерения, и уметь читать обозначения на маркировке.

Емкостные радиодетали

Принцип работы конденсаторов

При подсоединении цепи к источнику электрического тока через конденсатор начинает течь электрический ток. В начале прохождения тока через конденсатор его сила имеет максимальное значение, а напряжение – минимальное. По мере накопления устройством заряда сила тока падает до полного исчезновения, а напряжение увеличивается.

В процессе накопления заряда электроны скапливаются на одной пластинке, а положительные ионы – на другой. Между пластинами заряд не перетекает из-за присутствия диэлектрика. Так устройство накапливает заряд. Это явление называется накоплением электрических зарядов, а конденсатор –накопителем электрического поля.

Фарады через основные единицы системы СИ

Единица измерения напряжения

Чтобы выразить рассматриваемую единицу через другие, можно отталкиваться от формулы емкости:

С = q/U, где q – заряд (принято вычислять его в кулонах), а U – потенциальная разность пластин (измеряют в вольтах).

Выходит, что Ф=Кл/В. Справедливо также следующее выражение:

Ф= (с4*А2)/(кг*м2).

Здесь подразумеваются слева направо: секунда, ампер, килограмм и квадратный метр.

Устройство конденсаторов

Конструкции современных конденсаторов отличаются разнообразием, но можно выделить несколько типичных вариантов:

Пакетная конструкция

Используется в стеклоэмалевых, керамических и стеклокерамических конденсаторах. Пакеты образованы чередующимися слоями обкладок и диэлектрика. Обкладки могут изготавливаться из фольги, а могут представлять собой слои на диэлектрических пластинах – напыленный или нанесенный вжиганием.

Каждый пакетный конденсатор имеет верхнюю и нижнюю обкладки, имеющие контакты с торцов пакета. Выводы изготавливаются из проволоки или ленточных полосок. Пакет опрессовывается, герметизируется, покрывается защитной эмалью.

Трубчатая конструкция

Такую конструкцию могут иметь высокочастотные конденсаторы. Они представляют собой керамическую трубку с толщиной стенки 0,25 мм. На ее наружную и внутреннюю стороны способом вжигания наносится серебряный проводящий слой. Снаружи деталь обрабатывается изоляционным веществом. Внутреннюю обкладку выводят на наружный слой для присоединения к ней гибкого вывода.

Дисковая конструкция

Эта конструкция, как и трубчатая, применяется при изготовлении высокочастотных конденсаторов.

Диэлектриком в дисковых конденсаторах является керамический диск. На него вжигают серебряные обкладки, к которым подсоединены гибкие выводы.

Литая секционированная конструкция

Применяется в монолитных многослойных керамических конденсаторах, используемых в современной аппаратуре, в том числе с интегральными микросхемами. Деталь, имеющая 2 паза, изготавливается литьем керамики. Пазы заполняют серебряной пастой, которую закрепляют методом вживания. К серебряным вставкам припаивают гибкие выводы.

Рулонная конструкция

Характерна для бумажных пленочных низкочастотных конденсаторов с большой емкостью. Бумажная лента и металлическая фольга сворачиваются в рулон. В металлобумажных конденсаторах на бумажную ленту наносят металлический слой толщиной до 1 мкм.

Где используются конденсаторы

Конденсаторы применяются практически во всех современных устройствах: сабвуферах, электродвигателях, автомобилях, насосах, электроинструменте, кондиционерах, холодильниках, мобильных телефонах и т.п.

В зависимости от выполняемых функций их разделяют на общего назначения и узкоспециальные.

К конденсаторам общего назначения относятся низковольтные накопители, которые используются в большинстве видов электроаппаратуры.

К узкоспециализированным относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические ипусковые конденсаторы.

Характеристики конденсаторов

Основные характеристики конденсаторов наносятся на его корпусе, кроме того там указывается тип конденсатора, название фирмы изготовителя и дата выпуска.

• Номинальная емкость конденсатора- самый важный параметр. Согласно ГОСТ 2.702 номинальная емкость в пределах от 0 до 9 999 пФ указывается на схемах без указания единицы измерения в пикофарадах , а в пределах от 10 000 пФ до 9 999 мкФ — в микрофарадах с указанием единицы измерения буквами мк, а на самом конденсаторе- мкФ или uF.
• После величины емкости указывается допускаемые отклонения от номинального значения.
• Второй важный параметр- это величина номинального напряжения (5, 12, 50, 110, 220, 380, 660, 1 000 Вольт и т. п.). Рекомендую брать для работы в схеме всегда конденсатор с запасом по напряжению. И не в коем случае не берите с меньшим номинальным напряжением, а то произойдет пробой диэлектрика и выход из строя конденсатора.
• Дополнительные характеристики не всегда наносятся. Это может быть рабочие температуры, рабочий ток переменный или постоянный и т. п.
• Другие параметры. Конденсаторы могут быть однофазные и трехфазные, для внутренней или наружной установки.

Основные характеристики Вы всегда найдете на корпусе конденсаторов.

На картинке сверху круглый конденсатор на 16мкф и 450 Вольт (АС означает переменное напряжение), а справа на 400 В и 10 uF =10 микрофарад.

Поведение конденсатора в цепях постоянного и переменного тока

В цепях постоянного тока заряженный конденсатор образует разрыв, мешающий протеканию тока. Если напряжение приложить к обкладкам разряженной детали, то ток потечет. При этом конденсатор будет заряжаться, сила тока падать, напряжение на обкладках повышаться. При достижении равенства напряжения на обкладках и источника электропитания течение тока прекращается.

При постоянном напряжении конденсатор удерживает заряд при включенном питании. После выключения заряд сбрасывается через нагрузки, присутствующие в цепи.

Переменный ток заряженный конденсатор тоже не пропускает. Но за один период синусоиды дважды происходит зарядка и разрядка накопителя, поэтому ток получает возможность протекать через конденсаторв периодего разрядки.

Виды и классификация конденсаторов

Конденсаторы различных типов приспособлены к разным условиям работы, направлены на выполнение определенных задач и обладают различными побочными эффектами.

Основной признак, по которому классифицируют конденсатор, – это вид диэлектрика. Именно диэлектрический материал определяет многие характеристики конденсатора.

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах анодом служит металлическая пластина, диэлектриком – оксидная пленка, а катодом – твердый, жидкий или гелеобразный электролит. Наличие гелеобразного электролита делает устройство полярным, то есть ток через него может протекать только в одном направлении. Представители этого семейства – алюминиевые и танталовые конденсаторы.

Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют емкость от 0,1 до нескольких тысяч мкФ. Обычно они применяются на звуковых частотах. Электрохимическая ячейка плотно упакована, что обеспечивает большую эффективную индуктивность, которая не позволяет использовать алюминиевые накопители на сверхвысоких частотах.

В танталовых конденсаторах катод изготавливается из диоксида марганца. Сочетание значительной площади поверхности анода и диэлектрических характеристик оксида тантала обеспечивает высокую удельную емкость (емкость в единице объема или массы диэлектрика). Это значит, что танталовые конденсаторы гораздо компактнее алюминиевых такой же емкости.

У танталовых конденсаторов есть свои недостатки. Устройства ранних поколений грешат отказами, возможны возгорания. Они могут произойти при подаче слишком высокого пускового тока, который меняет структурное состояние диэлектрика. Дело в том, что оксид тантала в аморфном состоянии является хорошим диэлектриком. При подаче большого пускового тока оксид тантала из аморфного состояния переходит в кристаллическое и превращается в проводник. Кристаллический оксид тантала еще больше увеличивает силу тока, что и приводит к возгоранию. Современные танталовые конденсаторы производятся по передовым технологиям и практически не дают отказов, не вздуваются, не возгораются.

Пленочные и металлопленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы имеют диэлектрический слой из полимерной пленки, расположенный между слоями металлофольги.

Такие устройства имеют небольшую емкость (от 100 пФ до нескольких мкФ), но могут работать при высоких напряжениях – до 1000 В.

Существует целое семейство пленочных конденсаторов, но для всех видов характерны небольшие емкость и индуктивность. Благодаря малой индуктивности, эти приборы используются в высокочастотных схемах.

Основные различия между конденсаторами с разными типами пленок:

• Конденсаторы с диэлектриком в виде полипропиленовой пленки применяются в цепях, в которых предъявляются высокие требования к температурной и частотной стабильности. Они подходят для систем питания, подавления ЭМП.
• Конденсаторы с диэлектриком в виде полиэстеровой пленки обладают низкой стоимостью и способны выдерживать высокие температуры при пайке. Частотная стабильность, по сравнению с полипропиленовыми видами, ниже.
• Конденсаторы с диэлектриком из поликарбонатной и полистиреновой пленки, которые использовались в старых схемах, сегодня уже неактуальны.

Керамические конденсаторы

В керамических конденсаторах в качестве диэлектрика используются керамические пластины.

Керамические конденсаторы отличаются небольшой емкостью – от одного пФ до нескольких десятков мкФ.

Керамика имеет пьезоэлектрический эффект (способность диэлектрика поляризоваться под воздействием механических усилий), поэтому некоторые виды этих конденсаторов обладают микрофонным эффектом. Это нежелательное явление, при котором часть электроцепи воспринимает вибрации, как микрофон, что становится причиной помех.

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

В качестве диэлектрика в этих конденсаторах используется бумага, часто промасленная. Устройства с промасленной бумагой отличаются большими размерами. Модели с непромасленной бумагой более компактны, но они имеют существенный недостаток – увеличивают энергопотери под воздействием влаги даже в герметичной упаковке. В последнее время эти детали используются редко.

Подробнее о видах и аналогах конденсаторов

Единица и формулы расчёта

Ёмкость в виде электрического свойства, способного хранить заряды, измеряется в фарадах (Ф) и обозначается С. Величина названа в честь английского физика Майкла Фарадея. Конденсатор ёмкостью 1 фарад способен хранить заряд в 1 кулон на пластинах с напряжением 1 вольт. Значение С всегда положительно.

Математическое выражение фарада

Ёмкость конденсатора — постоянная величина, означающая потенциальную способность хранить энергию. Количество заряда, хранимое в отдельно взятый момент, определяется уравнением Q=CV, где V — приложенное напряжение. Таким образом, регулируя напряжение на пластинах, можно увеличивать или уменьшать заряд. Эта формула ёмкости в виде C=Q/V в единичных значениях определяет, в чём измеряется ёмкость конденсатора в СИ, и является математическим выражением фарада.

Специалисты по электронике единицу в один фарад считают не совсем практичной, поскольку она представляет собой огромное значение. Даже 1/1000 F — это очень большая ёмкость. Как правило, для реальных электрических компонентов применяют следующие величины:

• пикофарад — 10—12 Ф;
• нанофарад — 10—9 Ф;
• микрофарад — 10—6 Ф.

Вам это будет интересно Защита электросети с помощью автоматического выключателя

Диэлектрическая проницаемость

Фактор, благодаря которому изолятор определяет ёмкость конденсатора, называется диэлектрической проницаемостью. Обобщённая формула расчёта ёмкости конденсатора с параллельными пластинами представлена выражением C= ε (A / d), где:

• А — площадь меньшей пластины;
• d — расстояние между ними;
• ε — абсолютная проницаемость используемого диэлектрического материала.

Диэлектрическая проницаемость вакуума ε0 является константой и имеет значение 8,84х10—12 фарад на метр. Как правило, проводящие пластины разделены слоем изоляционного материала, а не вакуума. Чтобы найти ёмкость конденсатора, пластины которого находятся в воздухе, можно воспользоваться значением ε0. Разницей диэлектрической проницаемости атмосферы и вакуума можно пренебречь, поскольку их значения очень близки.

На практике в формулах нахождения ёмкости конденсатора используется относительная диэлектрическая проницаемость в качестве коэффициента, означающая, насколько электрическое поле между зарядами уменьшается в диэлектрике по сравнению с вакуумом. Некоторые значения этой величины для различных материалов:

• 1,0006 — воздух;
• 2,5—3,5 — бумага;
• 3—10 — стекло;
• 5—7 — слюда.

Поскольку эффективность конденсатора зависит от применяемого в нём изолятора, его качество как накопителя можно определить через удельную ёмкость — величину, равную отношению ёмкости к объёму диэлектрика.

Основные параметры конденсаторов

Емкость

Этот показатель характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд. Емкость тем больше, чем больше площадь проводниковых обкладок и чем меньше толщина диэлектрического слоя. Также эта характеристика зависит от материала диэлектрика. На приборе указывается номинальная емкость. Реальная емкость, в зависимости от эксплуатационных условий, может отличаться от номинальной в значительных пределах. Стандартные варианты номинальной емкости – от единиц пикофарад до нескольких тысяч микрофарад. Некоторые модели могут иметь емкость в несколько десятков фарад.

Классические конденсаторы имеют положительную емкость, то есть чем больше приложенное напряжение, тем больше накопленный заряд. Но сегодня в стадии разработки находятся устройства с уникальными свойствами, которые ученые называют «антиконденсаторами». Они обладают отрицательной емкостью, то есть с ростом напряжения их заряд уменьшается, и наоборот. Внедрение таких антиконденсаторов в электронную промышленность позволит ускорить работу компьютеров и снизить риск их перегрева.

Что будет, если поставить накопитель большей/меньшей емкости, по сравнению с требуемой? Если речь идет о сглаживании пульсаций напряжения в блоках питания, то установка конденсатора с емкостью, превышающей нужную величину (в разумных пределах – до 90% от номинала), в большинстве случаев улучшает ситуацию. Монтаж конденсатора с меньшей емкостью может ухудшить работу схемы. В других случаях возможность установки детали с параметрами, отличающимися от заданных, определяют конкретно для каждого случая.

Удельная емкость

Отношение номинальной емкости к объему (или массе) диэлектрика. Чем тоньше диэлектрический слой, тем выше удельная емкость, но тем меньше его напряжение пробоя.

Плотность энергии

Это понятие относится к электролитическим конденсаторам. Максимальная плотность характерна для больших конденсаторов, в которых масса корпуса значительно ниже, чем масса обкладок и электролита.

Номинальное напряжение

Его значение отражается на корпусе и характеризует напряжение, при котором конденсатор работает в течение срока службы с колебанием параметров в заданных пределах. Эксплуатационное напряжение не должно превышать номинальное значение. Для многих конденсаторов с повышением температуры номинальное напряжение снижается.

Полярность

К полярным относятся электролитические конденсаторы, имеющие положительный и отрицательный заряды. На устройствах отечественного производства обычно ставился знак «+» у положительного электрода. На импортных приборах обозначается отрицательный электрод, возле которого стоит знак «-». Такие конденсаторы могут выполнять свои функции только при корректном подключении полярности напряжения. Этот факт объясняется химическими особенностями реакции электролита с диэлектриком.

Что будет, если перепутать полярность конденсатора? Обычно в этом случае приборы выходят из строя. Это происходит из-за химического разрушения диэлектрика, которое вызывает рост силы тока, вскипание электролита и, как следствие, вздутие корпуса и вероятный взрыв.

К группе неполярных конденсаторов относится большинство накопителей заряда. Эти детали обеспечивают корректную работу при любом порядке подключения выводов в цепь.

Физика ёмкостных характеристик

Устройства, обладающие способностью хранения энергии в форме электрического заряда и производящие при этом разность потенциалов, называют конденсаторами. В простейшем виде они состоят из двух или более параллельных проводящих пластин, находящихся на небольшом расстоянии друг от друга, но электрически разделённых либо воздухом, либо каким-либо другим изоляционным материалом, например, вощёной бумагой, слюдой, керамикой, пластмассой или специальным гелем.

Вам это будет интересно Назначение, характеристики и принцип работы варистора

Если подключить к пластинам источник напряжения, то одна из них получит избыток электронов, а на другой сформируется их дефицит. Ионы и электроны на каждой из этих пластин притягиваются друг к другу, но благодаря диэлектрическому барьеру они не соединяются, а накапливаются на плоскостях проводников. В результате первая пластина (электрод) окажется заряженной отрицательно, а вторая — положительно. Неподвижные заряды создают постоянное электрическое поле, теоретически сохраняемое неограниченное количество времени в незамкнутой электрической цепи.

Поток электронов на пластины называется зарядным током, продолжающим присутствовать до тех пор, пока напряжение на пластинах не сравняется с приложенным. В этот момент конденсатор считается полностью заряженным, то есть зарядов на пластинах становится так много, что они отталкивают вновь поступающие. При подключении к заряженному устройству нагрузки электроны и ионы находят новый путь друг к другу. В этом случае конденсатор работает как источник тока до момента потери разности потенциалов на электродах.

Способность конденсатора хранить заряд Q (измеряется в кулонах) называют ёмкостью. Чем больше площадь пластин и меньше расстояние между ними (благодаря усилению эффекта притяжения зарядов между обкладками), тем большая ёмкость устройства. Степень приближения пластин ограничивается способностью диэлектрика сопротивляться разрядке пробоем между ними. Таким образом, три характеристики определяют производительность конденсатора:

• геометрия пластин;
• расстояние между ними;
• диэлектрический материал между пластинами.

Паразитные параметры конденсаторов

Конденсаторы, помимо основных характеристик, имеют так называемые «паразитные параметры», которые искажают рабочие свойства колебательного контура. Их необходимо учитывать при проектировании схемы.

К таким параметрам относятся собственное сопротивление и индуктивность, которые разделяются на следующие составляющие:

• Электрическое сопротивление изоляции (r), которое определяется по формуле: r = U/Iут, в которой U – напряжение источника питания, Iут – ток утечки.
• Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, англ. ESR). Эта величина зависит от электрического сопротивления материала обкладок, выводов, контактов между ними, потерями в диэлектрическом слое. ЭПС возрастает с ростом частоты тока, подаваемого на накопитель. В большинстве случаев эта характеристика не принципиальна. Исключение составляют электролитические накопители, устанавливаемые в фильтрах импульсных блоков питания.
• Эквивалентная последовательная индуктивность – L. На низких частотах этот параметр, обусловленный собственной индуктивностью обкладок и выводов, не учитывается.

К паразитным параметрам также относится Vloss – незначительная величина, выражаемая в процентах, которая показывает, насколько падает напряжение сразу после прекращения зарядки конденсатора.

Приборы для измерения емкости

Специальные приборы для измерения емкости используют различные принципы. Наиболее распространены такие:

• Измерение реактивного сопротивления;
• Измерение частоты резонанса колебательного контура.

Первый тип приборов наиболее распространен. Принцип их работы основан на том, что конденсатор обладает реактивным сопротивлением, обратно пропорциональным частоте приложенного напряжения. То есть, чем выше частота сигнала, тем меньше сопротивление. На клеммах прибора присутствует напряжение заданной величины и частота, а шкала уже откалибрована в единицах емкости, поэтому никаких вычислений производить не надо, за исключением учета положения входных переключателей.

Вам это будет интересно Особенности кабеля Frls

Цифровые приборы для измерения емкости в эксплуатации еще проще. На цифровом индикаторе сразу показывается значение измеряемого параметра.

Цифровой измеритель

Для устройств второго типа используется явление резонанса — скачкообразное измерение параметров колебательного контура из соединенных конденсатора и катушки индуктивности.

Для определения емкости измеряемый элемент подключается к катушке индуктивности с точно определенными параметрами. Изменяя частоту сигнала, добиваются резонанса и отсчитывают в этот момент емкость конденсатора на шкале прибора.

Также как и первые, эти устройства могут быть аналоговыми или цифровыми.

Наиболее часто используются комбинированные измерительные устройства, которыми можно измерять дополнительно индуктивность и сопротивление — RLC-метры.

Измеритель RLC

Специальный измеритель может определять эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, ESR) и тангенс угла потерь.

Оценить емкость электролитического конденсатора можно, используя обычный мультиметр в режиме измерения сопротивления. Время заряда косвенно будет свидетельствовать о величине емкости (Чем больше величина, тем медленнее будут изменения показаний).

Обозначение конденсаторов на схеме

На чертежах конденсатор с постоянной емкостью обозначают двумя параллельными черточками — обкладками. Их подписывают буквой «C». Рядом с буквой ставят порядковый номер элемента на схеме и значение емкости в пФ или мкФ.

В конденсаторах переменной емкости параллельные черточки перечеркиваются диагональной чертой со стрелкой. Подстроечные модели обозначаются двумя параллельными линиями, перечеркнутыми диагональной чертой с черточкой на конце. На обозначении полярных конденсаторов указывается положительно заряженная обкладка.

Конденсатор постоянной ёмкости

Поляризованный (полярный) конденсатор

Подстроечный конденсатор переменной ёмкости

Варикап

Особенности соединения нескольких конденсаторов в цепи

Соединение нескольких конденсаторов между собой может быть последовательным или параллельным.

Последовательное

Последовательное соединение позволяет подавать на обкладки большее напряжение, чем на отдельно стоящую деталь. Напряжение распределяется в зависимости от емкости каждого накопителя. Если емкости деталей равны, то напряжение распределяется поровну.

Получаемая емкость в такой цепи находится по формуле:

Собщ = 1/(1/С1+1/С2…+1/Сn)

Если провести вычисления, то станет понятно, что увеличение напряжения в цепи достигается существенным падением емкости. Например, если в цепь подсоединить последовательно два конденсатора емкостью 10 мкФ, то общая емкость будет равна всего 5 мкФ.

Параллельное

Это наиболее распространенный на практике способ, позволяющий увеличить общую емкость в схеме. Параллельное соединение позволяет создать один большой конденсатор с суммарной площадью проводящих пластин. Общая емкость системы представляет собой сумму емкостей соединенных деталей.

С общ = С1+С2+…+Сn

Напряжение на всех элементах будет одинаковым.

Маркировка конденсаторов

В маркировке конденсатора, независимо от его типа, присутствуют два обязательных параметра – емкость и номинальное напряжение. Наиболее распространена цифровая маркировка, указывающая величину сопротивления. В ней используется три или четыре цифры.

Кратко суть трехфциферной маркировки: первые две цифры, находящиеся слева, указывают значение емкости в пикофарадах. Самая правая цифра показывает, сколько нулей надо прибавить к стоящим слева цифрам. Результат получается в пикофарадах. Пример: 154 = 15х104 пФ. На конденсаторах зарубежного производства пФ обозначаются как mmf.

В кодовом обозначении с четырьмя цифрами емкость в пикофарадах обозначают первые три цифры, а четвертая указывает на количество нулей, которые требуется добавить. Например: 2353=235х103 пФ.

Для обозначения емкости также может применяться буквенно-цифровая маркировка, содержащая букву R, которая указывает место установки десятичной запятой. Например, 0R8=0,8 пФ.

На корпусе значение напряжения указывается числом, после которого ставятся буквы: V, WV (что означает «рабочее напряжение»). Если указание на допустимое напряжение отсутствует, то конденсатор может использоваться только в низковольтных цепях.

Помимо емкости и напряжения, на корпусе могут указываться и другие характеристики детали:

• Материал диэлектрика. Б – бумага, С – слюда, К – керамика.
• Степень защиты от внешних воздействий. Г – герметичное исполнение, О – опрессованный корпус.
• Конструкция. М – монолит, Б – бочонок, Д – диск, С – секционный вариант.
• Режим по току. И – импульсный, У – универсальный, Ч – только постоянный ток, П – переменный/постоянный.

Практические измерения

Значение ёмкости конденсатора обозначается на корпусе в дробных фарадах или с помощью цветового кода. Но со временем компоненты способны потерять свои качества, поэтому для некоторых критических случаев последствия могут быть неприемлемыми. Существуют и другие обстоятельства, требующие измерений. Например, необходимость знать общую ёмкость цепи или части электрооборудования. Приборов, осуществляющих непосредственное считывание ёмкости, не существует, но значение может быть вычислено вручную или интегрированными в измерительные устройства процессорами.

Для обнаружения фактической ёмкости нередко используют осциллограф как средство измерения постоянной времени (т). Эта величина обозначает время в секундах, за которое конденсатор заряжается на 63%, и равна произведению сопротивления цепи в омах на ёмкость цепи в фарадах: т=RC. Осциллограф позволяет легко определить постоянную времени и даёт возможность с помощью расчётов найти искомую ёмкость.

Существует также немало моделей любительского и профессионального электронного измерительного оборудования, оснащённого функциями для тестирования конденсаторов. Многие цифровые мультиметры обладают возможностью определять ёмкость. Эти устройства способны контролируемо заряжать и разряжать конденсатор известным током и, анализируя нарастание результирующего напряжения, выдавать довольно точный результат. Единственный недостаток большинства таких приборов — сравнительно узкий диапазон измеряемых величин.

Вам это будет интересно Электротехника и электроника как основа физики

Более сложные и специализированные инструменты — мостовые измерители, испытывающие конденсаторы в мостовой схеме. Этот метод косвенного измерения обеспечивает высокую точность. Современные устройства такого типа оснащены цифровыми дисплеями и возможностью автоматизированного использования в производственной среде, они могут быть сопряжены с компьютерами и экспортировать показания для внешнего контроля.

Как проверить работоспособность конденсатора

Для проверки конденсатора на работоспособность используют мультиметр. Прежде чем проверить накопитель, необходимо определить, какой именно прибор находится в схеме – полярный (электролитический) или неполярный.

Проверка полярного конденсатора

При проверке полярного конденсатора необходимо соблюдать правильную полярность подключения щупов: плюсовой должен быть прижат к плюсовой ножке, минусовой – к минусу. Если вы перепутаете полярность, конденсатор выйдет из строя.

После выпайки детали ее кладут на свободное пространство. Мультиметр включают в режим измерения сопротивления («прозвонки»).

Щупами дотрагиваются до выводов прибора с соблюдением полярности. Правильная ситуация, когда на дисплее появляется первое значение, которое начинает постепенно расти. Максимальное значение, которое должно быть достигнуто для исправного устройства, – 1. Если вы только прикоснулись щупами к выводам, а на экране появилась сразу цифра 1, значит, прибор неисправен. Появление на экране «0» означает, что внутри детали произошло короткое замыкание.

Проверка неполярного конденсатора

В этом случае проверка предельно простая. Диапазон измерений выставляют на отметку 2 МОм. Щупы присоединяют к выводам конденсатора в любом порядке. Полученное значение должно превышать двойку. Если на дисплее высвечивается значение менее 2 МОм, то деталь неисправна.

Как зарядить и разрядить конденсатор

Для зарядки накопителя его подсоединяют к источнику постоянного тока. Зарядка прекращается, когда напряжение источника питания сравнивается по величине с напряжением на обкладках.

Разрядка конденсатора может понадобиться для безопасной разборки бытовых приборов и электронных устройств. Накопители электронных устройств разряжают с помощью обычной диэлектрической отвертки. Для разрядки крупных накопителей, которые устанавливаются в бытовых приборах, необходимо собрать специальное разрядное устройство.

Единица — измерение — емкость

Единица — измерение — емкость

Cтраница 1

Единица измерения емкости называется фарадой.  [2]

Единица измерения емкости памяти; соответствует 8 битам. Принята потому, что для представления букв, цифр и специальных символов используется 8 разрядов кэш-пямять.  [3]

Единицей измерения емкости служит фарад ( Ф) — емкость конденсатора, заряд которого равен одному Кулону при напряжении на пластинах, равному одному Вольту.  [4]

Единицей измерения емкости является фарада.  [5]

Единицей измерения емкости накопителя является бит ( двоичная единица), равная емкости накопителя с двумя состояниями.  [6]

Поскольку ампер-час служит единицей измерения емкости аккумуляторных батарей, счетчики ампер-часов являются удобным инструментом для контроля заряженности батареи и управления зарядом.  [7]

Килобайт, Кбайт [ kilobyte ] — единица измерения емкости памяти или длины записи, равная 1024 байтам. Часто под килобайтом понимается также величина, равная 103 байт.  [8]

Мегабайт, Мбайт [ megabyte ] — единица измерения емкости памяти или длины записи, равная 1024 килобайтам. Часто под мегабайтом понимается также величина, равная 103 килобайт или 106 байт.  [9]

Гигабайт, Гбайт [ gigabyte ] — единица измерения емкости памяти или длины записи, равная 1024 мегабайтам. Часто под гигабайтом понимается также величина, равная 103 мегабайт, 106 килобайт или 109 байт.  [10]

Килобайт, Кбайт [ kilobyte ] — единица измерения емкости памяти или длины записи, равная 1024 байтам. Часто под килобайтом понимается также величина, равная 103 байт.  [11]

Мегабайт, Мбайт [ megabyte ] — единица измерения емкости памяти или длины записи, равная 1024 килобайтам. Часто под мегабайтом понимается также величина, равная 103 килобайт или 106 байт.  [12]

Гигабайт, Гбайт [ gigabyte ] — единица измерения емкости памяти или длины записи, равная 1024 мегабайтам. Часто под гигабайтом понимается также величина, равная 103 мегабайт, 106 килобайт или 109 байт.  [13]

В табл. 1 — 8 приведены полные и сокращенные обозначения номинальных значений и единиц измерения емкости.  [14]

Страницы:      1    2

| Fluke

Talk to a Fluke sales expert

Связаться с Fluke по вопросам обслуживания, технической поддержки и другим вопросам»

What is your favorite color?

Имя *

Фамилия *

Электронная почта *

Компания *

Номер телефона *

Страна * — Пожалуйста, выберите значение -United States (Estados Unidos)CanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarticaAntigua and BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosБеларусь (Belarus)Belgien/Belgique (Belgium)BelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaireBosnia and HerzegovinaBouvet IslandBotswanaBrasil (Brazil)British Indian Ocean TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral African RepublicČeská republika (Czech Republic)ChadChile中国 (China)Christmas IslandCittà Di VaticanCocos (Keeling) IslandsCook IslandsColombiaComorosCongoThe Democratic Republic of CongoCosta RicaCroatiaCyprusCôte D’IvoireDanmark (Denmark)Deutschland (Germany)DjiboutiDominicaEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEspaña (Spain)EstoniaEthiopiaFaroese FøroyarFijiFranceFrench Southern TerritoriesFrench GuianaGabonGambiaGeorgiaGhanaGilbralterGreeceGreenlandGrenadaGuatemalaGuadeloupeGuam (USA)GuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard Island and McDonald IslandsHondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIraqIrelandIsraelIslas MalvinasItalia (Italy)Jamaica日本 (Japan)JordanKazakhstanKenyaKiribati대한민국 (Korea Republic of)KuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMéxico (Mexico)MicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMonserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNederland (Netherlands)Netherlands AntillesNepalNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorge (Norway)Norfolk IslandNorthern Mariana IslandsOmanÖsterreich (Austria)PakistanPalauPalestinePanamaPapua New GuineaParaguayPerú (Peru)PhilippinesPitcairn IslandPuerto RicoРоссия (Russia)Polska (Poland)Polynesia (French)PortugalQatarRepública Dominicana (Dominican Republic)RéunionRomânia (Romania)RwandaSaint HelenaSaint Pierre and MiquelonSaint Kitts and NevisSaint LuciaSaint Vincent and The GrenadinesSan MarinoSao Tome and PrincipeSaudi ArabiaSchweiz (Switzerland)SenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia and The South Sandwich IslandsSouth SudanSri LankaSudanSuomi (Finland)SurinameSvalbard and Jan MayenSverige (Sweden)SwazilandTaiwanTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTokelauTogoTongaTrinidad and TobagoTunisiaTürkiye (Turkey)TurkmenistanTurks and Caicos IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUnited KingdomUnited States Minor Outlying IslandsUruguayUzbekistanVanuatuVirgin Islands (British)Virgin Islands (USA)VenezuelaVietnamWallis and FutunaWestern SaharaWestern SamoaYemenZambiaZimbabwe

Почтовый индекс *

Интересующие приборы

iGLastMSCRMCampaignID

?Отмечая галочкой этот пункт, я даю свое согласие на получение маркетинговых материалов и специальных предложений по электронной почте от Fluke Electronics Corporation, действующей от лица компании Fluke Industrial или ее партнеров в соответствии с политикой конфиденциальности.

consentLanguage

Политика конфиденциальности

Единица измерения емкости Фарада — PTB.de

Единицей измерения электрической емкости является фарад (сокращенно F), названный в честь английского физика и химика Майкла Фарадея. Емкость C конденсатора представляет собой отношение заряда Q , накопленного в конденсаторе, к приложенному постоянному напряжению U :

В случае переменного тока (ac) емкость определяется переменным током I , которые течет, когда напряжение переменного тока U применяется к импедансу Z конденсатора:

Z = U / I с Z = 1 / (J ΩC ) ⇒      C = I /( j ωU )

с j в качестве мнимой единицы (j ² = -1) и ω угловой частоты.

Следовательно, это верно как для постоянного, так и для переменного тока:

Реализация и распространение фарад осуществляется по всему миру с переменным током. Поэтому далее рассматривается только емкость переменного тока. Часто используемые эталоны емкости представляют собой коммерческие конденсаторы с параллельными пластинами, изготовленные из инвара, и эталоны из термостатированного плавленого кварца, поскольку они, среди прочего, имеют очень небольшой коэффициент рассеяния.

Конденсатор емкостью 1 нФ типа «General Radio 1404 A», для дидактических целей с разрезанным корпусом, чтобы была видна стопка параллельных пластин конденсатора.

Реализация блока емкостей на ПТБ коаксиальными измерительными мостами

Единица измерения емкости реализована в PTB с помощью так называемого квадратурного моста, который связывает калибруемый эталон емкости 10 нФ с известным квантовым сопротивлением Холла. На следующем рисунке показана схема такого квадратурного моста:

 

          

Схема квадратного моста.

 

Обратите внимание, что через оба эталона протекает один и тот же переменный ток I .Используя закон Ома, I = U / R _H для левого плеча моста и I = ωCU для правого плеча моста (что, кстати, является определением сопротивления и емкость соответственно), емкость калибруемого эталона может быть выражена через известное квантовое сопротивление Холла )         

с ω = 2π f угловая частота и f = 1233,147 Гц частота, прослеженная до эталона частоты ПТБ (отдел 4.4). Δ представляет собой (обычно очень малое) относительное отклонение эталона емкости 10 нФ от номинального и определяется по системе мостовой балансировки, которая для простоты не показана на рисунке выше.

Важно убедиться, что переменное значение квантового сопротивления Холла согласуется с квантованным значением постоянного тока и, в частности, не отклоняется из-за паразитной диссипации переменного тока. Чтобы избежать таких нежелательных эффектов, PTB разработала специальную технику экранирования.

Согласно рекомендации CIPM, квантовое сопротивление Холла относится к R _K-90 , чтобы обеспечить наилучшее соответствие с фарадами в системе СИ. Относительная разница между R _K-90 и текущим значением SI R _K составляет менее 2 ^. 10 ^-8 , что практически не актуально и с новой СИ отпадет.

Точность показанного выше квадратурного моста ограничена неточностью технического происхождения при создании квадратурного напряжения jU .Расширение квадратурного моста до зеркально-симметричного двойного моста позволяет устранить этот эффект и добиться требуемой точности. Действительно, это увеличивает усилия по измерению. В частности, необходимы два переменного квантового сопротивления Холла. Они работают в одном криостате со сверхпроводящим соленоидом и снабжены коаксиальными выводами и экранами.

Схема двойного квадратурного моста.

 

 

 

 

Фото основной части квадратурного моста.Ширина фото соответствует примерно 2,5 м.

 

Таким образом калибруются эталоны емкости 10 нФ. Эталоны емкости с номиналами 10 пФ и 100 пФ (1 пФ = 10 ^-12 Ф) обладают наилучшей временной стабильностью и транспортабельностью. Поэтому они больше всего подходят для среднесрочной консервации, как в ПТБ, так и для ее клиентов. Таким образом, они являются «рабочими лошадками» емкостной метрологии. Для калибровки такого эталона емкости 10 пФ или 100 пФ выполняется последовательность шагов 10:1, начиная с уже откалиброванных эталонов 10 нФ, с помощью коаксиального моста отношения.

 

Измерительная цепочка от квантового сопротивления Холла до эталона емкости 10 пФ и эталона сопротивления постоянному току.

     
Таким образом, квантовое сопротивление Холла является фиксированной точкой не только для шкалы сопротивления, но и для шкалы емкости. Это является преимуществом для согласованности системы единиц. Неопределенность, достижимая для стандарта 10 пФ, составляет 1 ^. 10 ^-8 (k = 2), что явно меньше неопределенности лучших в мире артефактов вычисляемой емкости.Причинами такой низкой неопределенности являются не только особые свойства квантового сопротивления Холла, но и особая коаксиальная методика измерения, позволяющая проводить очень точные измерения при низком уровне шума.

Нижний конец коаксиального двойного держателя для двух квантовых холловских сопротивлений GaAs для применения при низких температурах и сильных магнитных полях. Наложенные измеренные кривые показывают плато квантового холловского сопротивления.

   
Для сохранения в PTB рабочие эталоны 10 пФ и 100 пФ с известным дрейфом отслеживаются таким образом до квантового сопротивления Холла примерно два раза в год по мере необходимости.Затем эти эталоны емкости используются в Рабочей группе 2.13 для калибровки эталонов заказчиков. Там же построена шкала емкостей с большими номиналами до 10 мФ.

Back to Home AG 2.62

Формула емкости и единицы измерения| Что такое емкость? — Видео и стенограмма урока

Единицы измерения емкости

Единица измерения емкости называется фарад и обозначается символом {eq}\text{F} {/eq}. Он был назван в честь английского ученого Майкла Фарадея, пионера в изучении электромагнетизма.2}. $$ Кроме того, мы можем упростить некоторые из этих единиц и переписать фарад как кулон, единицу электрического заряда, сверхвольт, единицу потенциальной энергии или напряжения: $$\text{F} = \frac {C} {V} $ $

Это указывает на то, что емкость в один фарад эквивалентна одному кулону накопленного электрического заряда в одном вольте разности электрических потенциалов. Однако стоит отметить, что, хотя в повседневной жизни мы привыкли к гораздо более высоким напряжениям (например, типичная электрическая цепь дома будет иметь 240 В), один кулон представляет собой огромное количество заряда: это было бы эквивалентно поражен 10 последовательными разрядами молнии.{-12} {/eq} F

Формула емкости

Формула для емкости:

$$C = \frac{Q}{V} $$

отношение заряда (Q) в системе к ее электрическому потенциалу (V). Емкость является мерой того, сколько заряда может хранить система, когда она находится под заданной разностью потенциалов. Чем выше заряд Q, который система способна хранить, тем выше емкость. Чем выше разность напряжений, необходимая для поддержания этого заряда, тем ниже емкость, поскольку в этом случае системе потребуется гораздо больше энергии, чтобы иметь возможность хранить такое же количество заряда.

Как запомнить формулу емкости

Лучший способ запомнить порядок формулы емкости — провести анализ измерений : это означает записать единицы измерения с каждой стороны предлагаемого уравнения и убедиться, что они совпадают. упрощение. Это хорошая практика, к которой нужно привыкнуть, поскольку она работает каждый раз, когда кто-то сомневается в правильном упорядочении уравнений.

В этом случае, однако, есть также простой трюк с памятью, называемый трюком с треугольником , который также может помочь, когда дело доходит до запоминания правильного порядка уравнения емкости (или помочь перепроверить работу размерного анализа). ).Для этого рисуется треугольник:

Трюк с треугольником конденсатора

Трюк работает следующим образом: сначала мы выбираем угол, скажем, C. Теперь двумя оставшимися величинами являются Q и V. В этом случае Q находится над V в треугольнике, поэтому мы приходим к известная формула {eq}C=\frac{Q}{V} {/eq}. Предположим, что вместо этого мы выбрали Q. Две оставшиеся величины — это C и V, которые находятся рядом друг с другом в треугольнике, поэтому в результате получается формула {eq}Q=C \cdot V {/eq}.Наконец, если бы мы выбрали V, мы пришли бы к формуле {eq}V = \frac {Q} {C} {/eq}.

Формулы удельной емкости

Хотя формула, которую мы узнали выше, является общей формулой для любого конденсатора, существуют специальные формулы для конкретных конденсаторов, при условии, что точно известна функциональная форма потенциала V. Эта функциональная форма зависит от геометрии конденсатора: две наиболее распространенные геометрии — это трубчатый конденсатор и конденсатор с параллельными пластинами.

Для конденсатора из двух параллельных пластин площадью A, разделенных расстоянием d, уравнение для емкости имеет вид

$$C = \epsilon \frac {A} {d} $$where {eq}\epsilon {/eq} – константа, представляющая диэлектрическую проницаемость материала, из которого изготовлен конденсатор.

Для трубчатого конденсатора, где теперь пластины представляют собой два концентрических цилиндра, один внутри другого, формула $$C = \frac {2 \pi \epsilon L} {ln(\frac{R_O}{ R_I})} $$

где L — длина цилиндров, {eq}R_O {/eq} — радиус внешнего цилиндра, а {eq}R_I {/eq} — радиус внутреннего цилиндра.

Эти формулы имеют особое значение, поскольку они зависят только от геометрических факторов и, таким образом, обеспечивают легкий и простой способ расчета емкости системы.

Еще одна ситуация, в которой очень полезно уметь вычислять емкость, — это RC-цепи. Эти типы цепей повсюду в технологии, используемой в повседневной жизни — например, когда используется камера со вспышкой, процесс включает зарядку конденсатора, а затем его разрядку через вспышку.2 {/экв} и расстоянием между пластинами 5 мм.{-13} $$. Итак, переходя к более подходящим единицам измерения, ответ C=88,5 пФ.

Пример второй: трубчатый конденсатор

Рассмотрим трубчатый конденсатор длиной 10 см, внутренним радиусом 2 см и внешним радиусом 4 см. При разнице напряжений в 4 вольта какой заряд сохраняется?

В этом случае мы должны использовать формулу $$C = \frac {2 \pi \epsilon L} {ln(\frac{R_O}{R_I})} $$

Мы можем вычислить емкость легко, заменив все известные величины: $$C = \frac {2 \pi 8.2} {C} $$

, что является нашей окончательной формулой энергии.

Конденсаторы по сравнению с батареями

Выше мы видели, что конденсатор накапливает заряд при разнице потенциальной энергии и, следовательно, что он также сохраняет энергию. Батареи — это химические устройства, которые также сконструированы с целью хранения энергии. На первый взгляд, конденсатор звучит как батарея, так как кажется, что они оба выполняют основную функцию накопления энергии. Однако основное ключевое различие между конденсатором и батареей заключается в их устройстве: конденсатор хранит энергию в виде заряда, и, следовательно, запасенная энергия является электромеханической.Батарея, однако, хранит химическую энергию, которая при доступе к ней преобразуется в электрическую энергию. Это делает батареи более медленными, чем конденсаторы, во время их зарядки и разрядки, но также более стабильными и долговечными.

Тем не менее, конденсаторы по-прежнему находят множество применений в реальном мире и имеют тысячи применений: мы находим их во вспышках фотоаппаратов, в лазерах, в качестве временных батарей, как часть схем частотных фильтров и во многих других.

Как работают конденсаторы?

Обычно конденсатор состоит из двух выводов (проводников), разделенных изолятором (диэлектрическим материалом).При подключении двух клемм к батарее или источнику напряжения создается разница потенциальной энергии. Поскольку диэлектрик является изолятором, между выводами не может протекать ток, из-за чего конденсатор начинает накапливать заряд в каждом проводящем выводе. Максимальное количество заряда, которое он может хранить, определяется силой источника напряжения. Различные конденсаторы могут иметь разную форму: например, у конденсатора с параллельными пластинами выводы в виде двух пластин расположены одна рядом с другой, а трубчатый конденсатор состоит из двух цилиндрических выводов, разделенных третьим, диэлектрическим, толстым цилиндром.Форма конденсатора и используемый диэлектрик могут сильно повлиять на емкость.

Конденсатор с параллельными пластинами

Итоги урока

В этом уроке мы узнали, что емкость — это способность системы накапливать заряд, как записать формулу емкости, что единицей измерения емкости является фарад, а символ емкости — C. Мы также видели выражение для вычисления энергии, хранящейся в конденсаторе, и решали примеры задач для вычисления емкости конденсаторов различной геометрии.

Конвертер емкости • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер массы Сухой объем и общие измерения для приготовления пищиКонвертер площадиКонвертер объема и общего измерения для приготовления пищиПреобразователь температурыКонвертер давления, напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыПреобразователь силыПреобразователь силыПреобразователь времениПреобразователь линейной скорости и скоростиПреобразователь углаПреобразователь расхода топлива , расхода топлива и экономии топливаКонвертер чиселКонвертер единиц хранения информации и данныхКурсы обмена валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиПреобразователь угловой скорости и частоты вращенияПреобразователь ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаПреобразователь момента инерцииМомент силыИмпульсПреобразователь крутящего моментаУдельная энергия, теплота сгорания ( на массу) КонвертерУдельная энергия, Теплота сгорания (на объем) КонвертерТемпература Конвертер интервалов Конвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер теплового сопротивленияКонвертер теплопроводностиКонвертер удельной теплоемкостиПлотность теплоты, плотность пожарной нагрузкиКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплопередачиКонвертер объемного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расхода Конвертер массового потокаКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкости Конвертер натяженияПреобразователь проницаемости, проницаемости, паропроницаемостиПреобразователь коэффициента пропускания паров влагиПреобразователь уровня звукаПреобразователь чувствительности микрофонаПреобразователь уровня звукового давления (SPL)Преобразователь уровня звукового давления с выбираемым эталонным давлениемПреобразователь яркостиПреобразователь силы светаПреобразователь освещенностиПреобразователь разрешения цифрового изображенияПреобразователь частоты и длины волныПреобразователь оптической мощности (диоптрий) в фокусное расстояниеОптическая мощность ( Диоптрия) в Увеличение (X) Преобразовать erКонвертер электрического зарядаЛинейный преобразователь плотности зарядаПреобразователь плотности поверхностного зарядаКонвертер объемной плотности зарядаПреобразователь электрического токаПреобразователь линейной плотности токаПреобразователь плотности поверхностного токаПреобразователь напряженности электрического поляПреобразователь электрического потенциала и напряженияПреобразователь электрического сопротивленияПреобразователь удельного сопротивленияПреобразователь электрической проводимостиПреобразователь электрической проводимостиПреобразователь емкостиПреобразователь индуктивности Ватт и другие единицы измерения. Преобразователь магнитодвижущей силы. Преобразователь напряженности магнитного поля. Преобразователь магнитного потока.Преобразователь радиоактивного распадаПреобразователь радиационного воздействияИзлучение. Конвертер поглощенной дозыКонвертер метрических приставок Конвертер передачи данных Конвертер единиц типографии и цифрового изображения Конвертер единиц измерения объема пиломатериаловКалькулятор молярной массыПериодическая таблица

Сенсорный экран данного планшета выполнен по технологии проекционной емкости

Обзор

Измерение емкости конденсатора номинальной емкостью 10 мкФ , с помощью мультиметра-осциллографа.

Емкость – это физическая величина, отражающая способность проводника накапливать заряд.Он находится путем деления величины электрического заряда на разность потенциалов между проводниками:

C = Q/∆φ

Здесь Q – электрический заряд, который измеряется в кулонах (Кл), а ∆φ это разность потенциалов, которая измеряется в вольтах (В).

Емкость измеряется в фарадах (Ф) в системе СИ. Эта единица названа в честь британского физика Майкла Фарадея.

Один фарад представляет собой чрезвычайно большую емкость для изолированного проводника.Например, изолированный металлический шар с радиусом в 13 раз большим, чем у Солнца, будет иметь емкость в один фарад, а емкость металлического шарика с радиусом Земли будет около 710 микрофарад (мкФ).

Поскольку одна фарад является такой большой величиной, используются меньшие единицы измерения, такие как микрофарад (мкФ), равный одной миллионной фарады, нанофарад (нФ), равный одной миллиардной части фарада, и пикофарад (пФ) , что составляет одну триллионную часть фарада.

В расширенной СГС для электромагнитных единиц основная единица измерения емкости описывается в сантиметрах (см).Один сантиметр электромагнитной емкости представляет собой емкость шарика в вакууме радиусом 1 см. Система СГС означает систему сантиметр-грамм-секунда — в ней используются сантиметры, граммы и секунды в качестве основных единиц длины, массы и времени. Расширения CGS также устанавливают одну или несколько констант в 1, что позволяет упростить некоторые формулы и расчеты.

Использование емкости

Конденсаторы — электронные компоненты для хранения электрических зарядов

Электронные символы

Емкость — это величина, относящаяся не только к электрическим проводникам, но и к конденсаторам (первоначально называемым конденсаторами).Конденсаторы состоят из двух проводников, разделенных диэлектриком или вакуумом. Простейший вариант конденсатора имеет две пластины, которые действуют как электроды. Конденсатор (от латинского condensare — уплотнять) — двухслойный электронный компонент, используемый для накопления электрического заряда и энергии электромагнитного поля. Простейший конденсатор состоит из двух электрических проводников с диэлектриком между ними. Известно, что любители радиоэлектроники изготавливают подстроечные конденсаторы для своих цепей с эмалированными проводами разного диаметра.Более тонкая проволока наматывается на более толстую. Цепь RLC настраивается на нужную частоту изменением количества витков провода. На изображении есть несколько примеров того, как конденсатор может быть представлен на принципиальной схеме.

Параллельная RLC-цепь: резистор, катушка индуктивности и конденсатор

Немного истории

Ученые смогли изготовить конденсаторы еще 275 лет назад. В 1745 году в Лейдене немецкий физик Эвальд Георг фон Клейст и физик из Нидерландов Питер ван Мушенбрук изготовили первое конденсаторное устройство, получившее название «лейденская банка».Стенки банки служили диэлектриком, а вода в банке и рука экспериментатора — пластинами-проводниками. Такая банка могла накапливать заряд порядка одного микрокулона (мкКл). В то время были популярны эксперименты и демонстрации с лейденскими банками. В них банка заряжалась статическим электричеством с помощью трения. Затем участник эксперимента прикасался к банке и испытывал удар током. Однажды 700 монахов в Париже провели Лейденский эксперимент. Они взялись за руки, и один из них коснулся кувшина.В этот момент все 700 человек в ужасе воскликнули, почувствовав толчок.

«Лейденская банка» попала в Россию благодаря русскому царю Петру Великому. Он встретился с Питером ван Мусшенбруком во время его путешествий по Европе и познакомился с его творчеством. Когда Петр Великий учредил Российскую академию наук, он поручил Мушенбруку изготовить для Академии различное оборудование.

Со временем конденсаторы совершенствовались, их размер уменьшался по мере увеличения емкости.Сегодня конденсаторы широко используются в электронике. Например, конденсатор и катушка индуктивности образуют цепь резистора, катушки индуктивности и конденсатора, также известную как цепь RLC, LCR или CRL. Эта схема используется для установки частоты приема на радио.

Существует несколько типов конденсаторов, которые отличаются постоянной или переменной емкостью, а также типом используемого диэлектрического материала.

Примеры конденсаторов

Электролитические конденсаторы в блоке питания.

В настоящее время производится множество различных типов конденсаторов для различных целей, но их основная классификация основана на их емкости и номинальном напряжении.

Как правило, емкость конденсаторов колеблется от нескольких пикофарад до нескольких сотен микрофарад. Исключение составляют суперконденсаторы, поскольку их емкость формируется иначе, чем у других конденсаторов — это, по сути, двухслойная емкость. Это похоже на принцип работы электрохимических элементов.Суперконденсаторы, построенные из углеродных нанотрубок, имеют повышенную емкость из-за большей поверхности электродов. Емкость суперконденсаторов составляет десятки фарад, а иногда они могут заменить гальванические элементы в качестве источника электрического тока.

Второй по важности характеристикой конденсатора является его номинальное напряжение . Превышение этого значения может привести к непригодности конденсатора. Вот почему при построении цепей принято использовать конденсаторы с номинальным напряжением, удвоенным по сравнению с напряжением, приложенным к ним в цепи.Таким образом, даже если напряжение в цепи немного увеличится выше нормы, конденсатор должен быть в порядке, пока увеличение не станет вдвое больше нормы.

Конденсаторы могут быть объединены в батареи для увеличения общего номинального напряжения или емкости системы. При последовательном соединении двух конденсаторов одного типа номинальное напряжение увеличивается вдвое, а общая емкость уменьшается вдвое. Параллельное соединение конденсаторов приводит к удвоению общей емкости при неизменном номинальном напряжении.

Третьим наиболее важным свойством конденсаторов является их температурный коэффициент емкости . Он отражает зависимость между емкостью и температурой.

В зависимости от назначения конденсаторы подразделяются на конденсаторы общего назначения, к которым не предъявляются высокие требования, и конденсаторы специального назначения. К последней группе относятся высоковольтные конденсаторы, прецизионные конденсаторы и конденсаторы с различными температурными коэффициентами емкости.

Маркировка конденсаторов

Подобно резисторам, конденсаторы маркируются в соответствии с их емкостью и другими свойствами. Маркировка может включать информацию о номинальной емкости, степени отклонения от номинального значения и номинальном напряжении. Конденсаторы малого размера маркируются тремя или четырьмя цифрами или буквенно-цифровым кодом, а также могут иметь цветовую маркировку.

Таблицы с кодами и соответствующими им значениями номинального напряжения, номинальной емкости и температурного коэффициента емкости доступны в Интернете, но самый надежный способ проверить емкость и выяснить, правильно ли работает конденсатор, — удалить конденсатор из цепи. и провести измерения с помощью мультиметра.

Электролитический конденсатор в разобранном виде. Он изготовлен из двух алюминиевых фольг. Один из них покрыт изолирующим оксидным слоем и выполняет роль анода. Бумага, пропитанная электролитом, вместе с другой фольгой выполняет роль катода. Алюминиевая фольга травится для увеличения площади поверхности.

Предостережение: конденсаторы могут накапливать очень большой заряд при очень высоком напряжении. Во избежание поражения электрическим током крайне важно принять меры предосторожности перед проведением измерений.В частности, важно разряжать конденсаторы, замыкая их выводы проводом, изолированным из высокопрочного материала. В этой ситуации хорошо подошли бы обычные провода измерительного прибора.

Электролитические конденсаторы: эти конденсаторы имеют большой объемный КПД. Это означает, что они имеют большую емкость на данную единицу веса конденсатора. Одна из пластин такого конденсатора обычно представляет собой алюминиевую ленту, покрытую тонким слоем оксида алюминия.Электролитическая жидкость действует как вторая пластина. Эта жидкость имеет электрическую полярность, поэтому крайне важно следить за тем, чтобы такой конденсатор был добавлен в цепь правильно, в соответствии с его полярностью.

Полимерные конденсаторы: в этих типах конденсаторов в качестве второй пластины используется полупроводник или органический полимер, который проводит электричество вместо электролитической жидкости. Их анод обычно изготавливается из металла, такого как алюминий или тантал.

3-секционный воздушный конденсатор переменной емкости

Конденсаторы переменной емкости: емкость этих конденсаторов можно изменять механически, регулируя электрическое напряжение или изменяя температуру.

Пленочные конденсаторы: их емкость может составлять от 5 пФ до 100 мкФ.

Существуют и другие типы конденсаторов.

Суперконденсаторы

В наши дни суперконденсаторы становятся все более популярными. Суперконденсатор представляет собой гибрид конденсатора и химического источника питания. Заряд сохраняется на границе, где встречаются две среды, электрод и электролит. Первый электрический компонент, который был предшественником суперконденсатора, был запатентован в 1957 году.Это был конденсатор с двойным электрическим слоем и пористым материалом, что помогло увеличить емкость из-за увеличенной площади поверхности. Этот подход теперь известен как двухслойная емкость. Электроды были угольными и пористыми. С тех пор конструкция постоянно совершенствовалась, и первые суперконденсаторы появились на рынке в начале 1980-х годов.

Суперконденсаторы используются в электрических цепях в качестве источника электрической энергии. У них есть много преимуществ перед традиционными батареями, в том числе долговечность, малый вес и быстрая зарядка.Вполне вероятно, что благодаря этим преимуществам суперконденсаторы в будущем заменят батареи. Основным недостатком использования суперконденсаторов является то, что они производят меньшее количество удельной энергии (энергии на единицу веса), имеют низкое номинальное напряжение и большой саморазряд.

В гонках Формулы-1 суперконденсаторы используются в системах рекуперации энергии. Энергия вырабатывается, когда автомобиль замедляется. Он хранится в маховике, аккумуляторе или суперконденсаторах для дальнейшего использования.

Электромобиль A2B производства Университета Торонто. Общий вид

В бытовой электронике суперконденсаторы используются для обеспечения стабильного электрического тока или в качестве резервного источника питания. Они часто обеспечивают питание во время пиков потребления энергии в устройствах, которые используют питание от батареи и имеют переменное потребление электроэнергии, таких как MP3-плееры, фонарики, автоматические счетчики коммунальных услуг и другие устройства.

Суперконденсаторы также используются в общественном транспорте, особенно в троллейбусах, так как они обеспечивают более высокую маневренность и автономность движения при проблемах с внешним питанием.Суперконденсаторы также используются в некоторых автобусах и электромобилях.

Электромобиль A2B производства Университета Торонто. Под капотом

В наши дни многие компании производят электромобили, в том числе General Motors, Nissan, Tesla Motors и Toronto Electric. Исследовательская группа Университета Торонто совместно с компанией-дистрибьютором электродвигателей Toronto Electric разработала канадскую модель электромобиля A2B. В нем используются как химические источники энергии, так и суперконденсаторы — такой способ хранения энергии называется гибридным электрическим накопителем.Двигатели этого электромобиля питаются от аккумуляторов, вес которых составляет 380 кг. Солнечные батареи также используются за дополнительную плату — они устанавливаются на крышу автомобиля.

Емкостные сенсорные экраны

В современных устройствах все чаще используются сенсорные экраны, которые управляют устройствами посредством сенсорных панелей или экранов. Существуют различные типы сенсорных экранов, включая емкостные и резистивные экраны, а также многие другие. Некоторые могут реагировать только на одно прикосновение, а другие реагируют на несколько прикосновений.Принципы работы емкостных экранов основаны на том факте, что большое тело проводит электричество. Это большое тело в нашем случае является человеческим телом.

Поверхностные емкостные сенсорные экраны

Сенсорный экран для iPhone изготовлен с использованием технологии проекционной емкости.

Поверхностный емкостной сенсорный экран выполнен из стеклянной панели, покрытой прозрачным резистивным материалом. Как правило, этот материал очень прозрачен и имеет низкое поверхностное сопротивление. Часто используется сплав оксида индия и оксида олова.Электроды в углах экрана подают слабое колебательное напряжение на резистивный материал. Когда палец касается этого экрана, возникает небольшая утечка электрического заряда. Эта протечка фиксируется в четырех углах датчиками и информация отправляется на контроллер, который определяет координаты касания.

Преимущество этих экранов в их долговечности. Они могут выдерживать прикосновения так часто, как один раз в секунду, на срок до 6,5 лет. Это соответствует примерно 200 миллионам касаний.Эти экраны имеют высокий, до 90%, коэффициент прозрачности. Из-за своих преимуществ емкостные сенсорные экраны заменяют резистивные сенсорные экраны на рынке с 2009 года. действовать как изолятор. Тачскрин чувствителен к воздействию элементов, поэтому если он расположен на внешней панели устройства, то используется только в устройствах, защищающих экран от воздействия.

Проекционные емкостные сенсорные экраны

Помимо поверхностных емкостных экранов существуют также проекционно-емкостные сенсорные экраны. Они отличаются тем, что на внутренней стороне экрана находится сетка электродов. Когда пользователь касается электрода, тело и электрод работают вместе как конденсатор. Благодаря сетке электродов легко получить координаты области экрана, к которой прикоснулись. Этот тип экрана реагирует на прикосновение, даже если пользователь носит тонкие перчатки.

Проекционно-емкостные сенсорные экраны также обладают высокой прозрачностью, до 90%. Они прочны и долговечны, что делает их популярными не только в персональных электронных устройствах, но и в устройствах, предназначенных для общественного пользования, таких как торговые автоматы, электронные платежные системы и другие.

Авторы этой статьи: Сергей Акишкин, Татьяна Кондратьева

Вам трудно перевести единицу измерения на другой язык? Помощь доступна! Разместите свой вопрос в TCTerms , и вы получите ответ от опытных технических переводчиков в считанные минуты.

Конденсаторы в параллельной формуле

В электрических цепях часто можно заменить группу конденсаторов одним эквивалентным конденсатором. Эквивалентная емкость нескольких конденсаторов, включенных параллельно, равна сумме емкостей отдельных конденсаторов. Единицей емкости является фарад (Ф), который равен кулону на вольт (1 Ф = 1 Кл/В), хотя в большинстве электронных схем используются гораздо меньшие конденсаторы. Обычно используются пикофарадные (1 пФ = 10 ^-12 Ф), нанофарадные (1 нФ = 10 ^-9 Ф) и микрофарадные (1 мкФ = 10 ^-6 Ф) конденсаторы.

C _eq = эквивалентная емкость (F или меньшие единицы)

C ₁ = емкость первого конденсатора (Ф)

C ₂ = емкость второго конденсатора (Ф)

C ₃ = емкость третьего конденсатора (F)

Конденсаторы в параллельной формуле Вопросы:

1) Чему равна эквивалентная емкость конденсаторов 400,0 пФ, 200,0 пФ и 50,0 пФ, соединенных параллельно?

Ответ: Все емкости выражены в пикофарадах, поэтому нет необходимости менять их единицы измерения.Эквивалентную емкость можно найти в пикофарадах по формуле:

Эквивалентная емкость параллельно включенных конденсаторов емкостью 400,0 пФ, 200,0 пФ и 50,0 пФ составляет 650,0 пФ.

2) Два конденсатора соединены параллельно в электрическую цепь. Их емкости составляют 500,0 нФ и 2,00 мкФ. Чему равна эквивалентная емкость?

Ответ: Значения емкости выражаются в разных единицах измерения. Первым шагом к нахождению эквивалентной емкости является преобразование их в общую единицу измерения.Нет необходимости переводить их все в фарады. Одно из значений может быть преобразовано в те же единицы, что и другое. В этом решении значения будут преобразованы в микрофарады.

Если C ₁ = 500,0 нФ и C ₂ = 2,00 мкФ, то:

С ₁ = 500,0 нФ

C ₁ = 0,500 мкФ

Эквивалентную емкость теперь можно найти по формуле:

С _экв = 2.50 мкФ

Эквивалентная емкость параллельно включенных конденсаторов емкостью 500,0 нФ и 2,00 мкФ составляет 2,50 мкФ.

Конденсаторы

Конденсатор — это устройство, используемое для хранения электрической энергии.

Обкладки конденсатора заряжены и между ними существует электрическое поле. Конденсатор разрядится, если пластины соединить вместе через резистор.

Заряда конденсатора

Заряд конденсатора можно выразить как

q = i t (1)

, где

q = заряд конденсатора (кулонов, C, MC)

I = ток (ампер, А)

t = время (с)

количество заряда (число электронов) измеряется в единицах кулонов — C —

1 кулон = 6.24 10 ¹⁸ электронов

Наименьший существующий заряд — это заряд, переносимый электроном, равный -1,602 10 ^-19 кулон .

Пример — количество переданной электроэнергии

Если ток 5 ампер течет в течение 2 минут, количество электричества — кулона — может быть рассчитано как

Q = (5 А) (2 мин ) (60 с/мин)

   = 600 Кл

или, в электронах:

(600 Кл) ( 6.24 10 ¹⁸ Электронов / с)

= 3.744 10 ²¹ Электроны

Прочность электрического поля (диэлектрическая прочность)

Если две заряженные пластины разделены изолирующей средой — диэлектрический —  напряженность электрического поля (градиент потенциала) между двумя пластинами можно выразить как

E = U / d                        (2)

, где

E = напряженность электрического поля

U = электрический потенциал (вольт)

d = толщина диэлектрика, расстояние между пластинами (м)

Пример — напряженность электрического поля

их 5 мм .Напряженность электрического поля можно рассчитать как

E = (230 В) / ((5 мм) (10 ^-3 м/мм))

   = 46000 вольт/м

кВ =  / M

Электрический флюс плотность потока

Электрическая плотность потока — это соотношение между зарядом конденсатора и площади поверхности конденсаторных пластин:

D = Q / A (3)

, где

D = плотность электрического потока (кулон/м ² )

A = площадь поверхности конденсатора (м ² )

Заряд и приложенное напряжение в конденсаторе

1 9 приложенное напряжение и может быть выражено как

Q = CU                       (4)

, где

C = константа пропорциональности или 0 емкость 203 мкФ )

)

емкости

емкость

от (4) емкость может быть выражена как

C = Q / U (5)

одна фарада определяется как емкость конденсатора, когда существует разность потенциалов между пластинами в один вольт при заряде в один кулон.

Обычно используется мкФ (10 ^-6 F) .

Пример. Напряжение на конденсаторе

Конденсатор 5 мкФ заряжается 10 мКл . Напряжение на конденсаторе можно рассчитать, изменив (4) на

U = Q / C

  = (10 мКл) (10 ^-3 Кл/мКл) / ((5 мкФ) ( 10 ^-6 F / μF) 8

= 20009

= 2 кВ

= 2 кВ

= 2 кВ

Абсолютная диэлектрическая проницаемость

Соотношение плотности электрического потока к электрическому полю называется абсолютной диэлектрической проницаемостью — ε — Диэлектрический и может быть выражен как

ε = D / E (6)

, где

ε = абсолютная диэлектрическая проницаемость (F / м)

Абсолютная проницаемость свободного пространства или вакуума — также называется электрической постоянной — ε ₀ — это 8.85 10 ^-12 В/м .

Относительная диэлектрическая проницаемость

Относительная диэлектрическая проницаемость, также называемая диэлектрической проницаемостью ε _r — это отношение между плотностью потока поля в реальном диэлектрике — ε — и плотностью потока поля в абсолютном выражении вакуум — ε ₀ .

ε _R = ε / ε ₀ (7a)

Фактическая проницаемость может быть рассчитана на преобразования (7А) до

ε = ε _R ε ₀ ( 7b)

Параллельный пластинчатый конденсатор

Емкость пластинчатого конденсатора, как показано на рисунке выше, пропорциональна площади A пластины.Емкость может быть выражена как

C = ε _R ε ₀ A / D (8)

a = площадь пластины (M ² )

d = толщина диэлектрика, расстояние между пластинами (м)

Для пластинчатого конденсатора с несколькими пластинами емкость может быть выражена как

C = ε _r ε ₀ A (n — 1) / d (8b)

, где

n = количество плит

Пример — емкость тарелки конденсатор

емкость навертна пластинчатого конденсатора площадью 5 см ² , 10 пластины и расстояние 0.1 мм между пластинами — с керамическим диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью 30 между пластинами — можно рассчитать как 2 ) (10 ^-4 м ² /см ² ) (10 — 1) / ((0,1 мм) (10 ^-3 м/мм))

7 — 1 0 = 110 3 9 F

= 11 PF

= 11 PF

Типичные распространенные конденсаторы

Типичные конденсаторы

• Переменный воздушные конденсаторы
• Слюда конденсаторы
• Складские конденсаторы
• керамические конденсаторы
• пластиковые конденсаторы
• .
• электролитические конденсаторы

Конденсаторы — единицы

< >

Основной единицей измерения емкости является фарад , но это слишком много для практических целей. Работа.(За исключением, возможно, автомобильных стереосистем с грохочущими басами!) Емкость обычно измеряется в микрофарадах (сокращенно мкФ или мфд) или пикофарадах (пФ).

микрофарад составляет одну миллионную часть фарада (10 ^-6 Ф), а пикофарад равен одна миллионная микрофарад (10 ^-12 Ф).

Для преобразования между мкФ и пФ и множеством других единиц измерения используйте функцию Electric Конвертер единиц измерения емкости.

Конденсаторы почти всегда имеют более двух пластин , чередующиеся пластины соединены вместе чтобы сформировать два набора, как показано здесь. Это позволяет получить достаточно большую емкость в небольшом пространстве, так как несколько пластин меньшей индивидуальной площади могут быть сложены друг на друга, чтобы сформировать эквивалент одной большой пластины той же общей площади. Кроме того, все пластины, кроме двух на концы открыты для пластин другой группы с обеих сторон, и поэтому в два раза эффективнее.

В электролитическом конденсаторе используются пластины из алюминиевой фольги с проводящим полужидким химическим веществом. соединение между ними. Настоящий диэлектрик представляет собой очень тонкую пленку изоляционного материала, образуется на одном наборе пластин в результате электрохимического воздействия при приложении постоянного напряжения. То емкость, полученная при заданной площади пластин электролитического конденсатора, очень велика, т.к. пленка такая тонкая. Гораздо тоньше, чем что-либо практичное с твердым диэлектриком.Однако это также приводит к тому, что напряжение пробоя намного ниже, чем у твердых диэлектриков. Электролит обязательно кислота; поэтому крайне опасно, если внутри электролита накапливается тепло. конденсатор. Он может вздуться, протечь и даже взорваться. Внимательно осмотрите свой электролит более высокого качества. конденсаторы, и вы можете увидеть метку «X» на конце клеммы, которая предназначена для разрыва и протечь до того, как банка взорвется.

Емкость

Конденсатор является очень распространенным электрическим компонентом.Он используется для хранения электрической энергии. Термин «емкость» означает способность накапливать энергию в форме электрического заряда .

Емкостный эффект очень полезен в электрических / электронных схемах. Например, управление переменным током, настройка радиоприемников, схемы задержки времени, отделение переменного тока от постоянного, коррекция коэффициента мощности, люминесцентные лампы и запуск однофазных двигателей.

Конденсатор состоит из двух проводящих поверхностей или пластин, расположенных очень близко друг к другу, но разделенных изолятором, называемым диэлектриком.См. рис. 1. Также показаны условные обозначения конденсаторов.

 

Рисунок 1

Единицей измерения емкости является фарад ( F ), которая может быть определена как:

Один фарад — это величина емкости, которая будет хранить заряд в один кулон при приложении ЭДС в один вольт.

Следовательно:
Заряд     =          Емкость                            x          Напряжение

                       Q         =          Емкость (Фарады)                      x          Напряжение (Вольты)

                       Q         =          C         x          U

 

Q   =    Заряд, накопленный в конденсаторе, выражается в кулонах.Ранее мы узнали, что кулоны равны току (амперам), умноженному на
. время (секунды) или Q   =   I    x    t.

C   =    Емкость измеряется в фарадах. Следует помнить, что единица 1 Фарад представляет собой очень большой заряд. Фактические значения конденсаторов будут в микрофарадах, нанофарадах или пикофарадах, где:

                   1                                    1
Одна микрофарада          =          ———                   или         —        или  10–6 фарад
1 000 000                              106

 

                           1                              1
Один нанофарад           =          ——————           или         —        или  10-9 фарад
1 000 000 000                       109

 

              1                               1
Один пикофарад            =          ———————       или         —        или  10–12 фарад
1 000 000 000 000                 1012

 

Если бы конденсатор был помечен номиналом 1000 пФ, он мог бы также быть помечен номиналом 1 нФ.Точно так же конденсатор емкостью 0,001 мкФ мог бы иметь маркировку 1 NF. Отсюда видно, что в нанофараде 1 тысяча пикофарад, а в микрофараде 1 тысяча нанофарад.

Обычно префикс «микро» обозначается греческой буквой µ. Например, 10 мкФ можно записать как 10 мкФ. Значение емкости обычно четко указано на корпусе конденсатора.

См. рис. 2. Когда переключатель замкнут, электроны на верхней пластине А притягиваются к положительному полюсу батареи.Это оставляет нехватку электронов на пластине А, которая, следовательно, заряжена положительно. В то же время электроны собираются на нижней пластине B, в результате чего она становится отрицательно заряженной. Поскольку пластины А и В теперь заряжены с противоположной полярностью, между ними возникает разность потенциалов. Когда эта разность потенциалов равна напряжению батареи, конденсатор больше не может быть заряжен. Обратите внимание, что напряжение конденсатора имеет полярность, противоположную полярности батареи. Когда конденсатор не может быть заряжен дальше, мы считаем, что полностью заряжен.

Если переключатель теперь разомкнут, конденсатор останется заряженным, потому что нет пути для избыточных электронов с пластины B на пластину A.

 

Рисунок 2

 

См. рис. 3. Если проволочную перемычку поместить между пластинами заряженного конденсатора, электроны потекут от B к A. Это действие разряжает конденсатор и возвращает его в незаряженное состояние.

 

Рисунок 3

Пример 1

Рассчитайте заряд конденсатора 10 мкФ, когда он подключен к источнику постоянного тока 200 В.

            C         =          10 мкФ   =          10 x 10-6 Фарад
U         =          200 Вольт

 

            Q         =          C                     x         U

            Q         =          10 x 10-6            x          200

            Q         =          0.002 кулона

 

Пример 2

В предварительно разряженный конденсатор в течение 20 секунд протекает постоянный ток силой 10 Ампер, когда разность потенциалов между обкладками составляет 600 Вольт. Какова емкость конденсатора?

            I          =          10 А
t           =          20 секунд

 

            Q         =          I          x          t

            Q         =          10        x          20

            Q         =          200 кулонов

 

Q         =          C   x   U

Чтобы получить C самостоятельно, преобразуем формулу:

                             Q
С         =          —
У

                            200
C         =          ——
600

            C         =          0.33 фарад

Из предыдущих упражнений видно, что факторы, влияющие на величину заряда конденсатора, зависят от емкости и напряжения:

            Q         =          C         x          U

Чем больше емкость конденсатора, тем больше заряд при том же приложенном напряжении. Если к конденсатору приложить 10 Вольт, он зарядится до 10 Вольт, после чего зарядка больше не происходит.Заряд остается на конденсаторе независимо от подключенного приложенного напряжения.

Когда напряжение на конденсаторе равно напряжению питания, ток больше не течет. Теперь конденсатор полностью заряжен и останется заряженным, даже если его отключить от источника питания. См. рис. 4.

 

Рисунок 4

Чем больше емкость конденсатора, тем больше заряд при том же приложенном напряжении.Факторы, влияющие на емкость:

1. Площадь пластины
2. Расстояние между пластинами (расстояние между пластинами)
3. Диэлектрический материал.

 

(1) Площадь пластины

 

Если площадь пластин конденсатора увеличивается, соответственно увеличивается и емкость при условии, что расстояние между пластинами или диэлектрический материал не изменились. См. рис. 5.

Емкость прямо пропорциональна площади пластины;

C       µ       a

Рисунок 5

 

Когда два конденсатора соединены параллельно, площадь пластины увеличивается, и емкость увеличивается.См. рис. 6.

Рисунок 6

.
(2) Расстояние между пластинами

Емкость конденсатора изменяется при изменении расстояния между пластинами. Она увеличивается, когда пластины сближаются, и уменьшается, когда они раздвигаются дальше друг от друга.

См. рис. 7. Пластины (a) имеют большую емкость, чем пластины (b).

Емкость обратно пропорциональна расстоянию между пластинами;

1 С         µ        — д

 

Где d          =          расстояние между пластинами

Рисунок 7

 

См. рис. 8.При последовательном соединении двух конденсаторов расстояние между пластинами увеличивается, поэтому емкость уменьшается.

Рисунок 8

(3) Диэлектрический материал

При использовании одинаковых пластин, закрепленных на определенном расстоянии друг от друга, емкость будет изменяться, если для диэлектрика используются разные изоляционные материалы. Эффект различных материалов сравнивается с эффектом воздуха — то есть, если конденсатор имеет заданную емкость, когда воздух используется в качестве диэлектрика, другие материалы, используемые вместо воздуха, будут умножать емкость на определенную величину, называемую «диэлектрической проницаемостью». ».

Изменение диэлектрического материала изменяет емкость. См. рис. 9.

 

Рисунок 9

 

Например, некоторые типы промасленной бумаги имеют диэлектрическую проницаемость 3; и если такую ​​промасленную или вощеную бумагу поместить между пластинами, то емкость будет в 3 раза больше, чем если бы диэлектриком был воздух.

Разные материалы имеют разную диэлектрическую проницаемость, поэтому их емкость будет изменяться, если они будут помещены между пластинами в качестве диэлектрика.Ниже перечислены диэлектрические постоянные для типичных материалов

.

            Воздух                   1.0
Кварц             3,4       до         4,2
Стекло               5.1       до         8.0
Слюда                7,0       до         8,0

Когда конденсатор полностью заряжен и немедленно отключен от источника питания, он останется заряженным.

Если теперь конденсатор замкнут накоротко куском проводника, накопленная в конденсаторе энергия будет рассеиваться в виде искры/треска разрядного тока.

Энергия, накопленная в конденсаторе, измеряется в джоулях (символ W). Чем больше значение емкости, тем больше энергии запасается конденсатором при данном напряжении.

 

Конденсаторы можно разделить на два типа: поляризованные и неполяризованные .

Полярные конденсаторы включают стандартные алюминиевые электролитические и танталовые электролитические конденсаторы. Они широко используются в источниках питания. Оба типа имеют положительные и отрицательные клеммы, и должен быть правильно подключен , чтобы сохранить диэлектрическое действие.
См. рис. 10.

Рисунок 10

 

Неполяризованные конденсаторы, такие как полипропиленовые, поликарбонатные, полиэфирные, полистирольные, слюдяные и керамические конденсаторы, можно подключать любым способом. Все они обладают чрезвычайно хорошими диэлектрическими свойствами. См. рис. 11.

Рисунок 11

В конденсаторах общего назначения

в качестве диэлектрика используется бумага, пропитанная воском или маслом.Сворачивают две длинные прямоугольные алюминиевые фольги, разделенные двумя полосами пропитанной бумаги немного большего размера. Затем их вставляют в изолированный цилиндр и запаивают на концах. Из каждой пластины выведен провод, позволяющий подключить устройство к цепи. См. рис. 12.

Рисунок 12

 

Конденсаторы с диэлектриком из слюды имеют диапазон емкости от нескольких пФ до 0.02 мкФ. Обычно это прецизионные конденсаторы с высоким рабочим напряжением и отличной долговременной стабильностью. Конденсаторы керамического и майларового типа обладают определенными преимуществами в конкретных схемах. Различные типы конденсаторов обычно получают свои названия от типов используемого диэлектрика. См. рис. 13.

Рисунок 13

При обычной конструкции конденсаторы емкостью более 2 мкФ становятся очень громоздкими и громоздкими.Электролитический конденсатор имеет большую емкость внутри корпуса, которая намного меньше, чем если бы использовалась обычная конструкция.

Диэлектрик электролитических конденсаторов состоит из тонкой пленки оксида, образующейся в результате электрохимического воздействия непосредственно на пластину из металлической фольги. Другая пластина состоит из пастообразного электролита.
См. рис. 14.

 

Рисунок 14

Большая емкость является результатом чрезвычайно тонкого оксидного диэлектрического слоя и значительного увеличения эффективной площади пластины за счет травления.Электролитический конденсатор представляет собой поляризованный компонент , а это значит, что он должен быть включен в цепь согласно маркировке плюса и минуса на его корпусе. При неправильном подключении конденсатор обычно разрушается и может взорваться. Они варьируются в диапазоне значений от 1 мкФ до 10 000 мкФ.

 

Керамические дисковые конденсаторы общего назначения обычно имеют допуск ± 20%.

Бумажные конденсаторы обычно имеют допуск ± 10%.

Для более жестких допусков используются трубчатые конденсаторы из слюды и керамики.Они имеют допустимые значения от ± 2 до 20%.

Посеребренные слюдяные конденсаторы

доступны с допуском ± 1%.

Допуски могут быть меньше в минус, чтобы обеспечить достаточную емкость, особенно с электролитическими конденсаторами, которые имеют широкий допуск. Например, электролит на 20 мкФ с допустимым отклонением от -10 % до + 50 % может иметь емкость от 18 до 30 мкФ. Однако точное значение емкости не имеет решающего значения в большинстве применений конденсаторов.

Когда два или более конденсатора соединены параллельно, площадь пластины увеличивается, и, следовательно, увеличивается емкость.См. рис. 15.

Рисунок 15

 

Таким образом, общая емкость (CT) представляет собой сумму отдельных емкостей в параллельном соединении.

 

CT       =          C1      +     C2     + . . . . . CN

 

 

Когда группа подключена к источнику питания U, каждый из конденсаторов будет накапливать заряд, и мы будем называть их Q1 и Q2 соответственно.Общий накопленный заряд QT будет суммой отдельных зарядов:

                                  QT       =          Q1       +          Q2

 

Так как U то же самое в параллельной схеме:

                                  CT       =          C1        +          C2

Пример 1

Два конденсатора емкостью 2 мкФ и 5 мкФ подключены параллельно к источнику постоянного тока 20 В.
Рассчитать:

(a)        Эквивалентная емкость группы
(b)       Общая стоимость
(c)        Заряд каждого конденсатора.

Решение 1     

 

(a)                  CT        =          C1        +          C2
CT        =          2          +          5
ТТ        =          7 мкФ

(b)       Общая стоимость:
QT       =          CT                   x          U
QT       =          7 x 10-6           x          20
QT       =          140 x 10-6 кулонов

Заряд каждого конденсатора находится по формуле:  Q  =  C  x  U
Так как конденсаторы включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Зарядка на 2 мкФ:
Q1        =          2 x 10-6   x   20           =          40 x 10-6 кулонов

Зарядка на 5 мкФ:
Q2        =          5 x 10-6   x   20           =          100 x 10-6 кулонов

 

Чек:           QT                   =          Q1                  +           Q2

                       140 x 10-6       =          40 x 10-6   +   100 x 10-6

Пример 2

 

Пять конденсаторов емкостью 20 мкФ, 100 мкФ, 50 мкФ, 300 мкФ и 40 мкФ соответственно подключены параллельно к источнику питания 1000 В.

Рассчитать:
(a)        Эквивалентная емкость группы
(b)       Общая стоимость
(c)        Заряд каждого конденсатора.

Решение 2     

 

(a)        CT       =          C1   +   C2   +   C3   +   C4   +   C5
CT       =          20   +  100  +  50    +  300  +  40       =          510 мкФ

 

QT       =          CT                   x          U
QT       =          510 x 10-6       x          1000                =         0.51 кулон

(c)        Q1       =          C1                   x          U
Q1       =          20 x 10-6         x          1000                =          0,02 кулона

 

            Q2       =          C2                   x          U
Q2       =          100 x 10-6       x          1000                =            0,1 Кулон

 

            Q3       =          C3                   x          U
Q3       =          50 x 10-6         x          1000                =          0.05 кулонов

 

            Q4       =          C4                   x          U
Q4       =          300 x 10-6       x          1000                =            0,3 кулона

 

            Q5       =          C5                   x          U
Q5       =          40 x 10-6         x          1000                =          0,04 кулона

 

Чек:

            QT       =          Q1       +          Q2       +          Q3        +          Q4        +          Q5
QT       =          0.02     +          0,1         +          0,05     +          0,3       +          0,04
QT       =          0,51 Кулон

Рассмотрим эффект последовательного соединения двух одинаковых конденсаторов. Площадь пластины остается прежней, но увеличивается толщина диэлектрика. См. рис. 16.

 

Рисунок 1 6

 

                                                               1
Емкость                µ                    —————
расстояние ( г )

 

                                                               1
Расстояние                     µ                    —————
Емкость

 

Если объединить все расстояния между пластинами конденсаторов, получится один конденсатор с расстоянием dT ( d1   +   d2   =   dT ).

 

Формула емкости серии

1                                 1                  1                                 1 —                  =            —      +         —        +  . . . . . . ..      — CT                                               C2                              CN

 

Примечание:
Общая емкость в цепи серии рассчитывается так же, как общее сопротивление в цепи , параллельной .

Общая емкость в цепи , параллельной , рассчитывается так же, как общее сопротивление в цепи серии .

Так же, как ток одинаков во всех резисторах в последовательной цепи; Заряд всех конденсаторов, включенных последовательно, одинаков. Это связано с тем, что один и тот же зарядный ток должен протекать во всех частях последовательной цепи в течение одного и того же времени.

 

 

QT       =          Q1       =          Q2       =          Q3    (кулоны)

Пример 1

Рассчитайте общую емкость трех конденсаторов емкостью 10 мкФ, 30 мкФ и 60 мкФ, соединенных последовательно.

Решение

 

             1                               1                    1                             1
—                  =          —        +          —        +          —
CT                             C1                   C2                   C3

 

             1                               1                    1                             1
—                   =          —        +                  +          —
CT                             10                    30                   60

 

             1                               6    +   2    +    1                     9
—                   =          ———————       =          —
CT                                        60                               60

 

           
60
CT                  =          —        =          6.66 мкФ (до 2 знаков после запятой)
9

           
Этот пример показывает, что общая емкость цепочки из соединенных конденсаторов серии на меньше, чем на емкости наименьшего отдельного конденсатора . Это также относится к резисторам, включенным параллельно.

 

Теперь можно рассчитать общий заряд для предыдущего примера при подключении к источнику питания 200 Вольт.

 

QT       =          CT                   x          U  (кулоны)

                                  QT       =          6,66 x 10-6      x          200
QT       =          1333 x 10-6 кулонов

Так как конденсаторы соединены последовательно , то заряд на каждом равен общему заряду, т.е.е. 1333 х 10-6 кулонов.

Напряжение питания равно U, а падение напряжения на отдельных конденсаторах C1, C2 и C3 равно U1, U2 и U3 соответственно, поскольку все конденсаторы соединены последовательно:

                       UT       =          U1       +          U2       +          U3

                                                                                                        Q         =          C         x          U                    U1       =          —
С1

 

                             Q                    1333 x 10-6                      1333
U1       =          —                                                                           133.30 вольт
C1                        10 x 10-6                             10

 

                       Q                     1333 x 10-6                      1333
U2       =          —        =          ———–        =          —               =          44,43 В
C2                        30 x 10-6                               30

 

                       Q                     1333 x 10-6                      1333
U3       =          —                                =                                   22.21 вольт
C3                          60 x 10-6                            60

 

Примечание:
Сумма трех отдельных падений напряжения на трех конденсаторах равна напряжению питания. Большее падение напряжения приходится на конденсатор меньшего номинала, а меньшее падение напряжения приходится на конденсатор большего номинала.

Пример

 

Три конденсатора емкостью 6 мкФ, 8 мкФ и 16 мкФ соответственно подключены последовательно к источнику питания 100 В постоянного тока.Рассчитать:

(1)       Суммарная емкость цепи
(2)       Общий накопленный заряд
(3)       Падение напряжения на каждом конденсаторе.

Решение

 

             1                    1                    1                   1
(1)       —        =          —        +          —        +          —
CT                  C1                  C2                   C3

 

             1                    1                     1                     1
—        =          —        +          —        +          —
CT                  6                    8                    16

 

             1                    8    +   6    +    3                      17
—        =          ——————           =          —       
CT                            48                                48

           
48
CT       =          —        =          2.82 мкФ
17

 

(2)       QT       =          CT                   x          U

            QT       =          2,82 x 10-6        x          100

            QT       =          282 x 10-6 кулонов

                                  Q                            282 x 10-6
(3)       U1       =          —        =          ————        =         47.05 Вольт
C1                           6 x 10-6

 

                                  Q                            282 x 10-6
U2       =          —        =          ————        =          35,35 Вольт
C2                           8 x 10-6

 

                                  Q                            282 x 10-6
U3       =          —        =          ————        =          17.63 В
C3                         16 x 10-6

 

Чек:
UT       =          U1       +          U2       +          U3
100      =          47,05   +          35,35   +          17,63
100      =          100

 

Производители указывают безопасное рабочее напряжение на корпусе конденсаторов, и это значение не должно превышаться. См. рис. 17.
Если это безопасное рабочее напряжение на конденсаторе превышено, возможно, что диэлектрик может пробиться, что приведет к короткому замыканию в конденсаторе.

Рисунок 17

 

Рабочие напряжения одинакового номинала Конденсаторы серии

При последовательном соединении двух одинаковых конденсаторов рабочее напряжение равно сумме двух рабочих напряжений конденсаторов. Например, два конденсатора одинаковой емкости, рассчитанные на максимальное напряжение питания 130 В, могут быть соединены последовательно и подключены к источнику питания до 260 В.
Это не делается в практических схемах.Было бы разумно использовать два конденсатора на 260 Вольт.

Ниже приведен метод, используемый для определения общей емкости цепи, показанной на рисунке 18.

Рисунок 18

Сначала найдите общую емкость параллельной ветви (CP):

            CP        =          C2        +          C3

            CP        =          3          +          6          =          9 мкФ

 

Этот конденсатор 9 мкФ включен последовательно с конденсатором 12 мкФ.

Чтобы найти общую емкость цепи:

             1                    1                            1        
—        =          —        +          —       
CT                  C1                   CP       

 

             1                    1                     1
—        =          —        +          —       
CT                  12                    9

 

             1                    3    +    4                    7
—        =          ————        =          —
КТ                       36                          36

 

                                  36       
CT         =          —                    =         5.14 мкФ
7        

 

Общий заряд схемы:

            QT       =          CT                            x         U

            QT       =          5,14 x 10-6      x          200      =          1028 x 10-6 кулонов

 

Теперь мы можем найти падение напряжения на конденсаторе 12 мкФ:

 

                                            QT                        1028 x 10-6                       1028
U1         =          —        =          —––––    =          —     =          85.66 вольт
C1                           12 x 10-6                            12

 

Падение напряжения на обоих конденсаторах в параллельной цепи будет одинаковым ( U2 ):

 

                                  QT                        1028 x 10–6                       1028
U2       =          —        =         ————        =          ——    =          114,2 В
CP                          9 x 10-6                               9

Поскольку конденсатор емкостью 12 мкФ включен в цепь последовательно, через него протекает полный ток, поэтому накопленный на нем заряд будет равен общему заряду QT.

            Q1          =          U1          x          C1

Q1         =          85,66    x          12 x 10-6         =          1028 x 10-6 кулонов

 

Сохраненный заряд конденсатора 3 мкФ:

            Q2       =          U2       x          C2
Q2       =          114,2   x          3 x 10-6           =          343 x 10-6 кулонов

 

Сохраненный заряд конденсатора 6 мкФ:

            Q3       =          U2       x          C3
Q3       =          114.2   x          6 x 10-6               =             685 x 10-6 кулонов

 

Заряд, накопленный двумя параллельными конденсаторами, равен общему заряду.

            QT                   =          Q2                           +          Q3
QT                           343 x 10-6       +          685 x 10–6
1028 x 10–6                                         x 102 

Источник: http://local.ecollege.ie/Content/APPRENTICE/liu/electrical_notes/LL218.doc

Если вы являетесь автором приведенного выше текста и не согласны делиться своими знаниями в целях обучения, исследований, получения стипендий (для добросовестного использования, как указано в Авторское право в штатах низкое), пожалуйста, отправьте нам электронное письмо, и мы быстро удалим ваш текст. Добросовестное использование — это ограничение и исключение исключительного права, предоставленного авторским правом автору творческого произведения. В законе США об авторском праве добросовестное использование — это доктрина, которая разрешает ограниченное использование материалов, защищенных авторским правом, без получения разрешения от правообладателей.Примеры добросовестного использования включают комментарии, поисковые системы, критику, новостные репортажи, исследования, обучение, библиотечное архивирование и стипендию. Он предусматривает законное нелицензионное цитирование или включение материалов, защищенных авторским правом, в работу другого автора в соответствии с четырехфакторным тестом баланса. (источник: http://en.wikipedia.org/wiki/Fair_use)

Информация о медицине и здоровье, содержащаяся на сайте, носит общий характер и является чисто информативной и по этой причине не может заменить в любом случае совет врача или квалифицированного юридического лица на профессию.

Тексты являются собственностью их соответствующих авторов, и мы благодарим их за предоставленную нам возможность бесплатно делиться своими текстами со студентами, преподавателями и пользователями Интернета, которые будут использоваться только в иллюстративных образовательных и научных целях.