Что такое конденсатор и как он устроен. Как работает конденсатор в электрической цепи. Какие основные характеристики имеет конденсатор. Какие виды конденсаторов существуют и чем они отличаются. Как соединять конденсаторы последовательно и параллельно.
Устройство и принцип работы конденсатора
Конденсатор — это электронный компонент, способный накапливать и хранить электрический заряд. Он состоит из двух проводящих пластин (обкладок), разделенных диэлектриком. Когда конденсатор подключают к источнику напряжения, на одной обкладке скапливается положительный заряд, а на другой — отрицательный.
Как работает конденсатор в электрической цепи? При подключении к источнику тока конденсатор начинает заряжаться — на его обкладках накапливается заряд. После полной зарядки ток в цепи прекращается. При отключении источника заряженный конденсатор начинает разряжаться, создавая в цепи кратковременный ток.
Основные характеристики конденсаторов
Ключевыми параметрами конденсатора являются:
- Емкость — способность накапливать электрический заряд, измеряется в фарадах (Ф)
- Рабочее напряжение — максимальное напряжение, которое можно подавать на конденсатор
- Тип диэлектрика — влияет на характеристики конденсатора
- Полярность — для электролитических конденсаторов важно соблюдать полярность подключения
Какова стандартная емкость конденсаторов? В большинстве электронных схем используются конденсаторы емкостью от нескольких пикофарад до сотен микрофарад.
Виды конденсаторов и их особенности
В зависимости от конструкции и материалов выделяют следующие основные типы конденсаторов:
Керамические конденсаторы
Преимущества керамических конденсаторов:
- Компактные размеры
- Низкая стоимость
- Широкий диапазон емкостей и рабочих напряжений
Недостатки:
- Относительно низкая точность номинала
- Зависимость емкости от температуры
Электролитические конденсаторы
Особенности электролитических конденсаторов:
- Большая емкость при малых габаритах
- Полярные — важно соблюдать полярность при подключении
- Используются в цепях фильтрации и сглаживания пульсаций
Применение конденсаторов в электронике
Где используются конденсаторы в электронных схемах? Основные области применения:
- Фильтрация помех и сглаживание пульсаций в источниках питания
- Разделение постоянной и переменной составляющих сигнала
- Накопление энергии для импульсных схем
- Временные задержки в RC-цепях
- Частотная коррекция в усилителях
Как выбрать нужный конденсатор для схемы? При выборе учитывают требуемую емкость, рабочее напряжение, тип диэлектрика и особенности применения.
Последовательное и параллельное соединение конденсаторов
Конденсаторы, как и другие электронные компоненты, можно соединять последовательно и параллельно для получения нужных параметров.
Последовательное соединение
При последовательном соединении:
- Общая емкость уменьшается
- Общее допустимое напряжение увеличивается
Как рассчитать общую емкость при последовательном соединении? Используется формула:
1/C = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + …
Параллельное соединение
При параллельном соединении:
- Общая емкость увеличивается (суммируется)
- Общее допустимое напряжение равно наименьшему из конденсаторов
Как рассчитать общую емкость при параллельном соединении? Используется простое суммирование:
C = C1 + C2 + C3 + …
Маркировка конденсаторов
Как расшифровать маркировку на конденсаторе? На корпусе обычно указывается:
- Номинальная емкость
- Допустимое отклонение емкости
- Максимальное рабочее напряжение
- Тип диэлектрика (для некоторых видов)
Емкость часто кодируется трехзначным числом, где первые две цифры — значащие, а третья — количество нулей. Например, 104 означает 10 * 10000 пФ = 100 нФ.
Проверка работоспособности конденсаторов
Как проверить исправность конденсатора? Основные способы:
- Измерение емкости мультиметром или специальным прибором
- Проверка сопротивления — исправный конденсатор покажет бесконечное сопротивление
- Визуальный осмотр на предмет вздутий, подтеков и других повреждений
При каких признаках конденсатор считается неисправным? Основные признаки выхода из строя:
- Существенное отклонение емкости от номинала
- Низкое сопротивление изоляции
- Видимые повреждения корпуса
- Вздутие или подтекание электролита (для электролитических конденсаторов)
Конденсатор кондиционера: основные параметры оборудования
Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /home/nivey/nivey.ru/docs/main.php on line 265
Warning: count(): Parameter must be an array or an object that implements Countable in /home/nivey/nivey.ru/docs/main.php on line 265
Конденсатор, как и компрессор, является одним из главных компонентов любой холодильной системы. Он служит для переноса в окружающую среду тепловой энергии хладагента, и параметры этого агрегата могут быть разными. В отдельных случаях, исходя из этих характеристик, пользователь и выбирает кондиционер, поэтому об особенностях конденсатора следует знать заранее.
Как работает конденсатор?
Тепло хладагента посредством конденсатора обычно передается воздуху или воде. При этом показатель тепла приблизительно на 30% превышает холодопроизводительность самого кондиционера, и если последняя, к примеру, равна 20 кВт, то конденсатор способен выделить 25-27 кВт тепла.
Особенно популярными на рынке являются конденсаторы с воздушным охлаждением.
В чем особенность таких конденсаторов?
Этот агрегат состоит из теплообменника и вентиляторного блока, оснащенного электродвигателем. По трубкам теплообменника движется хладагент, а вентилятор обдувает их, таким образом охлаждая. Скорость потока обычно составляет 1-3,5 м/с.
При этом теплообменник состоит из оребренных трубок, имеющих диаметр в пределах 6-20 мм (выбирать нужный диаметр следует в зависимости от ряда факторов, включая потери давления, легкость обработки и др.) и расстояние между ребрами на уровне 1-3 мм. Как правило, трубки являются медными, и этот материал используется потому, что он не окисляется и обладает высокой теплопроводностью. Ребра при этом чаще всего изготавливают из алюминия.
Тип ребер может быть разным, что влияет на гидравлические и тепловые параметры теплообменника. Так, сложный профиль, имеющий множество выступов и просечек, может создать завихрения воздуха (турбулентность), который будет омывать теплообменник.
Это повысит эффективность передачи тепла от хладагента к воздуху, а также увеличит холодопроизводительность самого кондиционера.
При этом трубки могут соединяться с ребрами двумя способами:
- В ребрах проделываются отверстия, в которые вставляются трубки теплообменника. Это самый простой способ. Однако такое соединение снижает теплопередачу, поскольку контакт между трубками и ребрами будет не очень плотным, а если среда в конденсаторе будет загрязнена, на месте прилегания может образоваться коррозия, что еще сильнее снизит производительность агрегата.
- В местах соединения трубок и ребер устанавливаются воротнички (буртики). Такой способ считается более сложным и дорогим, однако именно он позволяет увеличить поверхность теплообмена. Дополнительно же отдачу тепла хладагента увеличивают, создавая рифление внутренней поверхности трубок обменника. Это обеспечивает турбулентность при течении хладагента.
Как правило, в конденсаторе устанавливают 1-4 ряда трубок. Располагаются они по направлению потока хладагента, но иногда их могут также устанавливать в шахматном порядке, чтобы увеличить эффективность теплопередачи.
Как происходит охлаждение?
Следует помнить, что интенсивность теплообмена никогда не бывает одинаковой, пока хладагент движется по трубкам. В обменник он поступает сверху, а затем движется вниз. Вначале, когда хладагент захватывает 5% поверхности теплообменника, охлаждение оказывается самым интенсивным – скорость его движения высока, как и разница температур охлаждающего воздуха и самого хладагента. Далее, захватывая 85% поверхности (основной участок движения), хладагент конденсируется, и его температура остается константной. Затем, остальные 10% поверхности хладагент проходит, охлаждаясь. В этот момент он имеет жидкое состояние.
Конденсация хладагента происходит при температуре, превышающей температуру окружающего воздуха примерно на 10-20 градусов.
Обычно он конденсируется при 42-55 градусах, хотя температура нагретого воздуха, выходящего из теплообменника, бывает всего на 2-5 градусов ниже температуры конденсации.
Как работают конденсаторы с водяным охлаждением?
Такие агрегаты могут иметь конструкцию трех разных типов. В частности, в продаже представлены:
1. Кожухотрубные конденсаторы.
Представляют собой стальной цилиндр, по обоим концам которого устанавливаются стальные решетки. К ним крепятся головки с патрубками, которые позволяют подключить агрегат к системе водяного охлаждения. В решетки также интегрируются медные, оребренные снаружи трубки – именно по ним и будет протекать вода. Как правило, диаметр трубок составляет 20 и 25 мм. Теплообмен в них максимально повышен, а холодная вода поступает снизу и затем выходит сверху. Как правило, эту воду берут из систем оборотного водоснабжения.
При работе такого конденсатора, пар хладагента из компрессора поступает в верхнюю часть кожуха из стали.
Трубки с холодной водой омываются им, а затем пар заполняет все пространство между трубками и кожухом. В нижней части агрегата находится патрубок, который отводит жидкий хладагент. При контакте с водой пар хладагента тоже становится холодным, конденсируется при температуре, которая приблизительно на 5 градусов выше температуры выходящей воды, и накапливается на дне кожуха.
В отдельных случаях кожухотрубный конденсатор имеет также участок для дополнительного охлаждения, который располагается на дне и представляет собой пучок трубок, разделенных с основным трубопроводом перегородкой. Вода минимальной температуры, поступившая в конденсатор, вначале проходит этот участок, а затем поступает в основной трубопровод. Для передачи 1 кВт тепла проточной воде от хладагента в таком конденсаторе расход самой воды составляет примерно 170 л в час.
2. Конденсаторы «труба в трубе».
Этот тип агрегатов представляет собой систему двух спиральных трубок, одна из которых располагается внутри второй.
По внешней или внутренней трубке впоследствии движется хладагент, а вторую выбирают для движения воды. Обе жидкости движутся навстречу друг другу, причем хладагент поступает в трубку сверху и выходит снизу, а вода – наоборот. При этом внутренняя трубка изготавливается только из меди, а внешняя может быть как медной, так и стальной. Также поверхности обеих трубок могут быть оснащены оребрением, повышающим эффективность теплообмена.
Лучше всего конденсаторы этого типа использовать в автономных системах кондиционирования или же установках охлаждения малой мощности. При этом следует учитывать главный недостаток такого оборудования – его конструкция неразъемна, поэтому трубки можно очищать только с применением химических средств.
3. Пластинчатые конденсаторы.
Эти агрегаты состоят из нескольких рядов пластин из стали, которые располагаются «елочкой». Как и в предыдущем варианте, вода и хладагент внутри теплообменника движутся навстречу друг другу. Для этого используются независимые контуры циркуляции.
Такие виды конденсаторов отличаются множеством преимуществ:
- они обладают очень эффективным теплообменом,
- они очень компакты,
- они отличаются малым весом,
- хладагент и охлаждающая вода имеют не слишком большую разницу температур, причем при поступлении в конденсатор температура воды, как правило, составляет 16 градусов, а в момент конденсации хладагента она достигает 32-36 градусов (если же температура поступающей воды составляет 24 градуса, то хладагент конденсируется при 37-40 градусах).
Учитывая это, пластинчатые конденсаторы могут использоваться в холодильных установках малой или средней мощности. При этом максимально возможное давление в рабочем режиме в водяном контуре будет равно 1 МПа, а в контуре хладагента будет всегда составлять 2,45 МПА.
Конденсатор [База знаний]
Теория
КОМПОНЕНТЫ
- Адресуемая светодиодная лента
- Геркон
- Диод
- Зуммер
- Кнопка
- Кварцевый резонатор
- Конденсатор
- Макетная плата
- Резистор
- Реле
- Светодиод
- Светодиодные индикаторы
- Сервопривод
- Транзистор
ARDUINO
- Что такое Arduino?
- Среда разработки Arduino IDE
- Сравнение плат Arduino. Какую выбрать?
- Как прошить плату Arduino с помощью другой Arduino (ArduinoISP)
- Онлайн-сервис TinkerCAD – эмулятор Arduino
- Визуальная среда разработки Mixly для Arduino
Какую выбрать?RASPBERRY
- Как установить ОС Raspbian/Raspberry Pi OS?
ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
- Интерфейс I2C (IIC)
Конденсатор — распространенный двухполюсный электронный компонент, главным свойством которого является способность накапливать электрический заряд и «отпускать» его обратно. Процесс накопления заряда называется зарядкой, а процесс его потери – разрядкой.
Сегодня выпускаются конденсаторы самых разных типов и конструкций. Наиболее распространены в электронике и любительской радиотехнике следующие их виды:
- Керамические конденсаторы
- Танталовые конденсаторы
- Алюминиевые электролитические конденсаторы (поляризованные)*
- Конденсаторы переменной емкости
* При включении электролитических конденсаторов в цепь необходимо соблюдать полярность.
Отрицательный контакт обычно короче положительного и дополнительно может обозначаться соостветствующими пометками на корпусе. Для керамических конденсаторов полярность подключения не имеет значения.
На схемах конденсатор изображается следующими условными обозначениями:
В простейшем виде конденсатор состоит их двух металлических пластин, называемых обкладками, которые разделены слоем диэлектрика. При включении конденсатора в цепь с источником тока, под воздействием элекрического поля на одной обкладке накапливается положительный заряд, а на другой – отрицательный. Это будет происходить до тех пор, пока на обкладках не накопится максимально возможное количество заряда. Оно определяется важной характеристикой конденсатора — емкостью. Емкость конденсатора определяется количеством заряда, которое он может накопить при заданном напряжении:
На формуле выше C — емкость конденсатора, q — заряд, U — напряжение.
Емкость зависит от таких физических характеристик, как, например, площадь обкладок, расстояние между ними и диэлектрическая проницаемость диэлектрика. Единицей измерения емкости конденсаторов в в международной системе единиц (СИ) является Фарад (Ф).
Чем больше ёмкость, тем больший заряд может удерживать конденсатор при заданном напряжении и тем меньше скорость его зарядки и разрядки.
Пока конденсатор не заряжен, в цепи можно наблюдать небольшой ток, который однако прекращается по мере зарядки конденсатора. Заряд собирается на обкладках, но не может свободно перетекать между ними, так как этому препятствует диэлектрик. Таким образом конденсатор заряжается. Если из цепи с заряженным конденсатором удалить источник напряжения, то конденсатор начнет разряжаться, так как между его обкладками уже имеется некоторая разность потенциалов, и в цепи опять появится электрический ток. Иллюстрация процессов зарядки и разрядки конденсатора представлена на анимации ниже.
Конденсаторы препятствуют прохождению через них постоянного тока, в то время как для переменного тока данный электронный компонент не является преградой.
На анимации ниже представлена цепь с источником постоянного тока и цепь с источником переменного тока.
Основные характеристики
| Емкость | C | Ф |
| Максимальное допустимое напряжение | V | В |
Последовательное соединение конденсаторов
При последовательном соединении конденсаторов уменьшается общая емкость и увеличивается общее напряжение конденсаторов. Общая емкость при последовательном соединении конденсаторов будет вычисляться по формуле:
Общее напряжение будет равняться сумме напряжений всех конденсаторов.
Например: мы имеем три конденсатора по 30 мкФ x 100 В каждый. При их последовательном соединении общий конденсатор будет иметь следующие данные: 10 мкФ x 300 В.
Параллельное соединение конденсаторов
При параллельном соединении общая емкость конденсаторов складывается, а допустимое напряжение всего набора будет равно напряжению конденсатора, имеющего самое низкое значение допустимого напряжения из всего набора.
Например: мы имеем три конденсатора 30 мкФ x 100 В, соединённые параллельно. Параметры всего набора конденсаторов в этом случае будут следующие: 90 мкФ x 100 В.
Соединение более двух конденсаторов последовательно редко встречается в реальных схемах.
Хотя для увеличения общего напряжения такой набор может встретиться в высоковольтных источниках питания. А вот в низковольтных источниках довольно часто встречается параллельное соединение нескольких конденсаторов для сглаживания пульсаций после выпрямления при больших токах потребления.
Обратите внимание, формулы вычисления емкости последовательного и параллельного соединения конденсаторов в точности обратны формулам вычисления сопротивления при последовательном и параллельном соединении резисторов.
Калькулятор
ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- Проблема?
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Гнездовой USB-разъем типа C
В наличии COM-15111
Избранное Любимый 5
Список желаний
SparkFun RED-V RedBoard — SoC SiFive RISC-V FE310
Нет в наличии DEV-15594
42,95 $
8
Избранное Любимый 16
Список желаний
Спектральный датчик Qwiic — AS7341
Нет в наличии SPX-17719
19,95 $
Избранное Любимый 9
Список желаний
Комплект электроники pi-top
В наличии SEN-18384
79,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Согласие на шесть градусов
21 мая 2021 г.
У нас есть новый Qwiic 6DoF Breakout, криптографический сопроцессор, модуль разработки OBD-II и многое другое!
Избранное Любимый 1
Скажи «да» GNSS
2 сентября 2022 г.
Доступна новая экономичная плата GNSS с MAX-M10S от u-blox! У нас также есть четыре новых комплекта полетных контроллеров Pixhawk®!
Избранное Любимый 0
Основы печатных плат
14 декабря 2012 г.
Что такое печатная плата? В этом учебном пособии будет рассмотрено, из чего состоит печатная плата, и некоторые общие термины, используемые в мире печатных плат.
Избранное Любимый 48
Руководство по подключению несущей платы MicroMod mikroBUS™
4 марта 2022 г.
Эта несущая плата использует преимущества экосистем MicroMod, Qwiic и mikroBUS™ и позволяет пользователям воспользоваться преимуществами растущего числа процессорных плат MicroMod, 83 плат Qwiic (дополнительных) и +1100 встраиваемых плат Click.
boards ™, что соответствует +51 миллиону различных комбинаций досок. Нажмите, чтобы узнать больше.
Избранное Любимый 1
ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- Нихил де Нихило подходят
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
10-сегментная светодиодная гистограмма — красный цвет
В наличии COM-09935
Избранное Любимый 22
Список желаний
Поворотный энкодер — 200 P/R
Осталось всего 10! COM-10790
32,50 $ $30,88
3
Избранное Любимый 9
Список желаний
Сеть ALFA WiFi HaLow HAT
Нет в наличии WRL-19956
69,95 $
1
Избранное Любимый 2
Список желаний
МИКРОЭ ЦИФРОВОЙ ПОТ 2 Click
Нет в наличии COM-20338
16,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Работа на дому в области электроники
1 апреля 2020 г.
