Конденсатор принцип действия: Конденсатор: устройство, принцип работы, применение

Содержание

Как работает конденсатор — пояснение простым языком | ASUTPP

Конденсатор – небольшой элемент, присутствующий практически в любой электронной схеме. Его значимость безусловна, но вот принцип работы описать могут не многие. Но основной функционал стандартного конденсатора можно описать вполне простыми словами, и сперва необходимо понять, что такое конденсатор, и из чего он состоит.

Рисунок 1: Маркировка конденсаторов и обозначение электродов

Рисунок 1: Маркировка конденсаторов и обозначение электродов

Из чего состоит простой конденсатор?

Временно отложив в сторону сложные, многофункциональные конденсаторы, применяющиеся в промышленности и автоматизации некоторых система, необходимо ответить на простой вопрос: «Из каких элементов состоит конденсатор»?

Рисунок 3: Структура конденсатора

Рисунок 3: Структура конденсатора

Структура конденсатора:

  1. Первая металлическая пластина, к которой подаётся «+».
  2. Диэлектрический материал. Это такой материал, который не проводит электрический ток. К наиболее популярным диэлектрикам относятся: стекло, картон, фарфор, резина, некоторые виды смол, дерево.
  3. Вторая металлическая пластина, на которую приходит «-».

Современный конденсатор по своей форме представляет небольшой бочонок с двумя выводами. При выборе такого бочонка необходимо точно знать его ёмкость – основной рабочий параметр любого конденсатора.

Как работает конденсатор?

При подаче напряжения на конденсатор создаётся электрическое поле на металлических пластинах и элемент заряжается как аккумуляторная батарея небольшой ёмкости. Совсем небольшой ёмкости. Диэлектрик, расположенный между пластинами, не позволяет замкнуть цепь и соединиться зарядам. Получается, что каждый конденсатор является накопительным элементам, так как после отключения напряжения, заряды некоторое время остаются на металлических пластинах.

Рисунок 2: Пример простого полимерного конденсатора

Рисунок 2: Пример простого полимерного конденсатора

Чтобы высвободить накопившийся заряд, выводы обкладок (металлических пластин) конденсатора необходимо замкнуть.

Современные конденсаторы только внешне могут быть выполнены в виде бочонков, но внутри пластины имеют часто очень разнообразную форму. Например, уникальные спиралевидные или сферические обкладки. Такая форма пластин позволяет в несколько раз увеличить ёмкость элемента без изменения его внешних габаритов.

Зачем применяют конденсаторы

Если устройство и принцип действия конденсатора стали немного понятны, то вопрос «зачем?» остаётся открытым.

Конденсаторы применяются с целью:

  • Поддержания разницы потенциалов на другом элементе. Например, есть микроконтроллер – элемент, очень чувствительный к просадкам напряжения и если вольтаж падает, то он автоматически перезапускается. Конденсатор способен поддерживать напряжение именно в такие моменты, продолжая работу микроконтроллера без перерывов.
  • Фильтрования. Данный вопрос куда сложнее предыдущего, так как здесь чаще всего задействованы низкие и высокие частоты. Сказать можно одно: конденсаторы применяются с целью фильтрования как высоких, так и низких частот.

Конденсаторы применяются практически во всех современных электронных изделиях. От простого блока питания для смартфона или небольшой коробки управления ёлочной гирляндой и до автоматических шкафов управления серьёзными производственными конвейерами. Следует сразу уточнить, что при неисправности электронной схемы, первое место, куда необходимо обратить своё внимание – это именно конденсаторы.

Чтобы более подробно ознакомиться с работой конденсаторов, надо более глубоко окунуться в дебри электроники, но лучше всего познакомиться с другими элементами, такими как резисторы и диоды. Достаточно сказать, что стоимость конденсатора минимальна, но починка всего устройства иногда выходит в очень крупную сумму.

P.S. Более подробнее в моей новой статье — https://www.asutpp.ru/chto-takoe-kondensator.html

Что такое конденсатор? Принцип работы, назначение и устройство конденстатора

Конденсатор – распространенное двухполюсное устройство, применяемое в различных электрических цепях. Он имеет постоянную или переменную ёмкость и отличается малой проводимостью, он способен накапливать в себе заряд электрического тока и передавать его другим элементам в электроцепи.
Простейшие примеры состоят из двух пластинчатых электродов, разделенных диэлектриком и накапливающих противоположные заряды. В практических условиях мы используем конденсаторы с большим числом разделенных диэлектриком пластин.

Принцип действия

Назначение конденсатора и принцип его работы – это распространенные вопросы, которыми задаются новички в электротехнике. В электрических схемах данные устройства могут использоваться с различными целями, но их основной функцией является сохранение электрического заряда, то есть, такое устройство получает электрический ток, сохраняет его и впоследствии передает в цепь. Для лучшего понимания принципа работы посмотрите статью про то, как сделать простой конденсатор своими руками.


Заряд конденсатора начинается при подключении электронного прибора к сети. В момент подключения прибора на электродах конденсатора много свободного места, потому электрический ток, поступающий в цепь, имеет наибольшую величину. По мере заполнения, электроток будет уменьшаться и полностью пропадет, когда ёмкость устройства будет полностью наполнена.

В процессе получения заряда электрического тока, на одной пластине собираются электроны (частицы с отрицательным зарядом), а на другой – ионы (частицы с положительным зарядом). Разделителем между положительно и отрицательно заряженными частицами выступает диэлектрик, в качестве которого могут использоваться различные материалы.

В момент подключения электрического устройства к источнику питания, напряжение в электрической цепи имеет нулевое значение. По мере заполнения ёмкостей напряжение в цепи увеличивается и достигает величины, равной уровню на источнике тока.

При отключении электрической цепи от источника питания и подключении нагрузки, конденсатор перестает получать заряд и отдает накопленный ток другим элементам. Нагрузка образует цепь между его пластинами, потому в момент отключения питания положительно заряженные частицы начнут двигаться по направлению к ионам.

Начальный ток в цепи при подключении нагрузки будет равняться напряжению на отрицательно заряженных частицах, разделенному на величину сопротивления нагрузки. При отсутствии питания конденсатор начнет терять заряд и по мере убывания заряда в ёмкостях, в цепи будет снижаться уровень напряжения и величины тока. Этот процесс завершится только тогда, когда в устройстве не останется заряда.

На рисунке выше представлена конструкция бумажного конденсатора:
а) намотка секции;
б) само устройство.
На этой картинке:

  1. Бумага;
  2. Фольга;
  3. Изолятор из стекла;
  4. Крышка;
  5. Корпус;
  6. Прокладка из картона;
  7. Оберточная бумага;
  8. Секции.

Ёмкость конденсатора считается важнейшей его характеристикой, от него напрямую зависит время полной зарядки устройства при подключении прибора к источнику электрического тока. Время разрядки прибора также зависит от ёмкости, а также от величины нагрузки. Чем выше будет сопротивление R, тем быстрее будет опустошаться ёмкость конденсатора.

В качестве примера работы конденсатора можно рассмотреть функционирование аналогового передатчика или радиоприемника. При подключении прибора к сети, конденсаторы, подключенные к катушке индуктивности, начнут накапливать заряд, на одних пластинах будут собираться электроды, а на других – ионы. После полной зарядки ёмкости устройство начнет разряжаться. Полная потеря заряда приведет к началу зарядки, но уже в обратном направлении, то есть, пластины имевшие положительный заряд в этот раз будут получать отрицательный заряд и наоборот.

Назначение и использование конденсаторов

В настоящее время их используют практически во всех радиотехнических и различных электронных схемах.

В электроцепи переменного тока они могут выступать в качестве ёмкостного сопротивления. К примеру, при подключении конденсатора и лампочки к батарейке (постоянный ток), лампочка светиться не будет. Если же подключить такую цепь к источнику переменного тока, лампочка будет светиться, причем интенсивность света будет напрямую зависеть от величины ёмкости используемого конденсатора. Благодаря этим особенностям, они сегодня повсеместно применяются в цепях в качестве фильтров, подавляющих высокочастотные и низкочастотные помехи.

Конденсаторы также используются в различных электромагнитных ускорителях, фотовспышках и лазерах, благодаря способности накапливать большой электрический заряд и быстро передавать его другим элементам сети с низким сопротивлением, за счет чего создается мощный импульс.

Во вторичных источниках электрического питания их применяют для сглаживания пульсаций при выпрямлении напряжения.

Способность сохранять заряд длительное время дает возможность использовать их для хранения информации.

Использование резистора или генератора тока в цепи с конденсатором позволяет увеличить время заряда и разряда ёмкости устройства, благодаря чему эти схемы можно использовать для создания времязадающих цепей, не предъявляющих высоких требований к временной стабильности.

В различной электрической технике и в фильтрах высших гармоник данный элемент применяется для компенсации реактивной мощности.

Конденсаторы: назначение, устройство, принцип действия

Конденсаторы, наряду с резисторами, являются одними из самых распространенных элементов в радиотехнических и электронных устройствах. Практически не существует устройств, в которых бы не применялись конденсаторы. Прежде всего, конденсаторы используются в качестве фильтров в выпрямителях и стабилизаторах напряжения (любой блок питания содержит в себе конденсаторы). Конденсаторы позволяют создавать временные интервалы необходимой выдержки и частоты в аналоговых схемах различных генераторов.

Первый прототип современного конденсатора появился в середине 18 века в Нидерландах. Питер ван Мушенбрук в своих опытах использовал стеклянную банку, выложенную внутри и снаружи оловянной фольгой (алюминий в те времена не использовался), заряд которой осуществлялся электрофорной машиной (единственный источник получения электрического тока в те времена). Позднее это устройство назовут лейденской банкой.

Рисунок 1

Устройство современного конденсатора аналогично устройству лейденской банки: две обкладки, между которыми находится диэлектрик. Емкость плоского конденсатора (измеряется в Фарадах) зависит от площади пластин (S), расстояния между пластинами (d) и диэлектрической проницаемости среды (ε). Геометрическая форма пластин конденсаторов может быть различной: для металлобумажных конденсаторов пластины выполняются в виде алюминиевой фольги свернутой вместе с диэлектриком в один клубок.

Рисунок 2

Приведенная формула для расчета емкости конденсаторов позволяет сделать вывод о том, что два проводника, расположенных рядом, обладают электрической емкостью. Это свойство проводников широко применяется в высокочастотной технике, при этом конденсаторы делаются в виде дорожек на печатной плате или в виде двух проводников.

Помимо емкости С, любой кабель характеризуется электрическим сопротивлением R. Как известно, RC-цепочка выступает в качестве интегрирующего звена в электронных схемах (рисунок 3). При входном импульсном сигнале на выходе сигнал искажается или, для сигналов незначительной мощности, может просто исчезнуть.

Рисунок 3

Из истории: первая попытка проложить трансатлантическую связь была предпринята в 1857 году. Однако, ученые не учли возможные искажения сигналов, которые могли возникнуть в кабеле, длиной более 4000 км. В результате телеграфный код в виде точек и тире, а по сути те же прямоугольные импульсы, искажались так, что на другом конце разобрать послание не удавалось. Лишь в 1865 году У. Томпсон предложил технологию передачи сигналов на дальние расстояния.

Диэлектрическая проницаемость среды ε и ток утечки

Увеличение диэлектрической проницаемости ε, исходя из формулы для расчета емкости конденсатора, повлечет возрастание емкости конденсатора. В большинстве случаев, в качестве диэлектриков в конденсаторах используются лавсан, полиэтилен или просто воздух. Если заменить эти диэлектрики, например спиртом или ацетоном, у которых диэлектрическая проницаемость существенно больше, то емкость конденсатора возрастет в 15…20 раз. Однако, диэлектрики с большой проницаемостью обладают достаточно высокой проводимостью, которая влияет на время разряда конденсатора через себя. Для описания этого свойства конденсаторов ввели термин тока утечки. Поэтому диэлектрики в конденсаторах характеризуются не только диэлектрической проводимостью, но и током утечки.

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы обладают наибольшей удельной емкостью, среди всех типов конденсаторов. Емкость таких элементов может достигать 100 000 мкФ, а рабочее напряжение – до 600 В. Электролитические конденсаторы применяются в низкочастотных схемах и фильтрах блоков питания. Большая емкость электролитических конденсаторов предполагает и существенные размеры таких элементов (рисунок 4).

Рисунок 4

Электролитические конденсаторы могут хранить накопленную энергию несколько лет, однако они достаточно чувствительны к возможным перенапряжениям в цепи. При больших напряжениях или неправильном использовании (включении обычного электролитического конденсатора в цепь переменного тока) конденсаторы нагреваются, а затем просто взрываются. Особенно взрыву подвержены старые советские конденсаторы.

Принцип действия конденсаторов

Основные принципы при работе конденсаторов рассмотрим на примере простой схемы (рисунок 5). В качестве конденсатора лучше использовать электролитический конденсатор большой емкости.

Рисунок 5

Работа схемы: для начала необходимо зарядить конденсатор от источника питания через резистор R (график заряда конденсатора изображен на рисунке 6). Напряжение заряда возрастает по экспоненте, а ток заряда – спадает по экспоненте. Время полного заряда конденсатора определяется произведением емкости самого конденсатора С, величины сопротивления R и постоянной составляющей (для рассматриваемого примера t=5*C*R=5*500*0.002= 5 секунд). Далее переключатель SA переводится во второе положение, что соответствует разряду конденсатора через нагрузку (лампу накаливания). График разряда конденсатора приведен на рисунке 7.

Рисунок 6

Рисунок 7

Рассмотрим еще одну схему включения конденсатора (рисунок 8). При замыкании контакта SA произойдет кратковременная вспышка лампочки EL. Повторное замыкание контакта к вспышке не приведет, так конденсатор уже зарядился.

Рисунок 8

Конденсаторы в блоках питания

Всем электронным устройствам необходимо постоянное напряжения для питания и работы. Любой блок питания состоит из трансформатора, выпрямителя (однополупериодного или длвухполупериодного) и фильтра (рисунок 9).

Рисунок 9

Подбор необходимого конденсатора для указанных схем можно выполнять исходя из следующих соотношений:

— для двухполупериодного выпрямителя

[size=16]

C = Po / 2∙U∙f∙dU

где C — емкость конденсатора Ф, Po — мощность нагрузки Вт, U — напряжение на выходе выпрямителя В, f — частота переменного напряжения Гц, dU — амплитуда пульсаций В.

— для однополупериодного выпрямителя

C = Po / U∙f∙dU

— для трехфазного выпрямителя

C = Po / 3∙U∙f∙dU

Суперконденсатор – ионистор

Ионистор – новый класс электролитических конденсаторов (рисунок 10).

Рисунок 10

Ионисторы, по своим характеристикам сходны с обычными аккумуляторами. Заряд такого устройства происходит за несколько минут, а срок службы может превысить 40 000 часов.

Статьи по теме:
Про резисторы для начинающих заниматься электроникой

Принцип работы конденсатора | Бакарабан

В одной из статей мы поговорили о том, что такое конденсатор. Сейчас же хочется рассказать, как он работает и где используется.

Емкость

По своей сути, конденсатор – пассивный элемент электрической цепи, обладающий способностью накапливать электрический заряд и энергию. Мера этой способности – емкость, чем она выше тем больше энергии способен накопить конденсатор и освободить в дальнейшем.

Емкость измеряется в Фарадах (Ф = [Кл/В] = [А · с / В]), где А – сила тока, с – время, В — напряжение. Аккумулятор также имеет накопленный заряд, но конденсатор разряжается практически мгновенно, а аккумулятор – постепенно.

Типы соединения

 

Чтобы в цепи получить большую емкость, конденсаторы соединяют параллельно. Общая емкость будет равна С=С1+С2+…+Сn.  Такой тип нужен для устройств, которым требуется повышенный кратковременный заряд энергии, например, для запуска.

Если же их соединить последовательно, то общая емкость будет равна С = 1/С1+1/С2+…+1/Сn, то есть емкость минимальна, что позволяет исключить пробоя (сгорания конденсатора) при высоком напряжении. Последовательное соединение используют не так часто, как параллельное, так как сейчас можно найти конденсаторы очень малой емкости, работающих при повышенном напряжении, а такое соединение только усложнит цепь.

Существует также смешанный тип соединения, в зависимости от расположения и количества элементов, расчетная формула меняется.

Из чего состоит

Площадь пластины A должна быть намного больше расстояния d

В простейшем случае конденсатор состоит из двух обкладок и диэлектрика, который расположен между ними, но, в основном, это многослойное устройство.

В качестве диэлектрика в нем используются:

  • Воздух
  • Керамика
  • Слюда
  • Бумага
  • Стекло
  • Вакуум

 

Виды конденсаторов

  • Бумажные конденсаторы
бумажный конденсатор
  • Электролитические конденсаторы
    • Алюминиевые
    • Танталовые
электролитический конденсаторполимерный конденсатор
  • Конденсатор переменной емкости
Конденсатор переменной емкостиконденсатор пленочныйконденсатор керамический

Принцип действия

Чтобы зарядить конденсатор, нужно подключить его обкладки к источнику тока, из-за того, что между пластинами конденсатора находиться диэлектрик, который не позволяет перейти разноименным зарядам на противоположную сторону, на одной пластине будут накапливаться положительные ионы, а на другой – отрицательные электроны.

 

Ток будет течь по проводнику до тех пор, пока на обкладках будет «место» для частиц, то есть пока не кончится емкость, в то же время будет расти напряжение.

В итоге, на двух пластинах будет заряд одинаковым по модулю, но разным по знаку. По мере заполнения обкладок, ток будет уменьшаться. После того, как конденсатор зарядился, его можно подключить к потребителю, например, к лампочке, будет резкая разрядка (электроны с одной пластины, устремятся к ионам на другой), лампа на короткое время загорится (это используется в фотоаппаратах, в качестве вспышки).

Ток будет течь по проводнику до тех пор, пока на обкладках есть разность потенциалов, то есть пока заряды на двух пластинах не станут одинаковыми по знаку, в то же время будет падать напряжение.

Хочется добавить, что это упрощенный разбор без углубления в расчеты, без различных формул, но для понимания принципа работы конденсатора эта статья будет полезна.

Спасибо за внимание!

 

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Как работает выносной конденсатор

Принцип работы выносного конденсатора

Выносной конденсатор относится к классу неавтономных систем кондиционирования и предназначен для совместной работы с водоохладителями – чиллерами без конденсаторов, или с другим оборудованием. В большинстве случаев чиллер устанавливается внутри здания – в эксплуатационном помещении, в то время как выносной конденсатор устанавливается снаружи здания: на крыше или прилегающей территории. Чиллер и выносной конденсатор соединяются между собой с помощью межблочных фреоновых коммуникаций. Основной задачей выносного конденсатора является отвод тепловой энергии, выделяемой в процессе конденсации объединенным холодильным контуром чиллера и выносного конденсатора. На рисунке №1 показана схема работы системы кондиционирования, источником холода в которой является чиллер без конденсатора, работающий совместно с выносным конденсатором. Принцип работы такой системы кондиционирования заключается в переносе тепловой энергии из здания на улицу, или другими словами в переносе холода из улицы в здание. Перенос тепловой энергии осуществляется посредством термодинамического процесса, протекающего в объединенном холодильном контуре чиллера и выносного конденсатора. Такой термодинамический процесс имеет две важные стадии. Первая стадия – это процесс испарения фреона, который протекает в теплообменнике испарителя чиллера. Во время этого процесса фреон испаряется (Переходит из жидкого состояния в газообразное). В результате этого процесса теплообменная поверхность испарителя охлаждается, что приводит к охлаждению воды протекающей в гидравлическом контуре системы кондиционирования через теплообменник испарителя. Второй важной стадией является процесс конденсации фреона, который протекает в теплообменнике выносного конденсатора. Во время этого процесса фреон конденсируется (Переходит из газообразного состояния в жидкое), что приводит к нагреву теплообменной поверхности выносного конденсатора. При этом тепло, выделяемое в процессе конденсации, отводится в окружающее пространство, а холод поглощается хладагентом.


Рисунок №1 Схема работы системы конд-ия на базе выносного конденсатора

Функциональные элементы выносного конденсатора

Выносной конденсатор включает следующие функциональные компоненты:

  • Теплообменник конденсатора является элементом объединенного фреонового контура чиллера и выносного конденсатора. В теплообменнике конденсатора происходит конденсация — хладагента и выделение тепловой энергии, удаляемой на улицу.
  • Осевые вентиляторы конденсатора предназначены для организации циркуляции наружного воздуха через теплообменную поверхность выносного конденсатора.
  • Регулятор скорости вращения вентиляторов предназначен для управления работой вентиляторов выносного конденсатора.


Рисунок №2 Функциональные элементы выносного конденсатора производства компании Fincoil
1) Корпус. 2) Вентиляторы конденсатора. 3) Теплообменник конденсатора. 4) Регулятор скорости вращения вентиляторов. 5) Ножки

Как работает выносной конденсатор

Как было сказано ранее, основной задачей выносного конденсатора является удаление в воздух, находящийся снаружи здания тепловой энергии, образуемой в процессе конденсации в объединенном холодильном контуре чиллера и выносного конденсатора. При этом главным функциональным элементом выносного конденсатора является непосредственно теплообменник конденсатора, в котором происходит процесс конденсции. Горячий хладагент (В газообразном состоянии), из компрессора чиллера под высоким давлением, поступает в теплообменник выносного конденсатора. Конденсируясь хладагент выделяет тепло, тем самым нагревая теплообменную поверхность конденсатора с другой стороны. Осевые вентиляторы, организуя циркуляцию воздуха через теплообменник конденсатора, охлаждают его с другой стороны. Таким образом тепло удаляется в окружающее пространство а холод поглощается хладагентом. Теплообменная поверхность выносного конденсатора состоит из медных труб, внутри которых протекает процесс конденсации фреона, а также алюминиевых ламелей – пластин, предназначенных для увеличения поверхности теплосъема теплообменника. В зависимости от температуры наружного воздуха, количество воздуха, необходимое для охлаждения теплообменной поверхности различно. Поэтому регуляторы вентиляторов, уменьшают или увеличивают скорость вращения вентиляторов в зависимости от значения температуры или давления конденсации.


Рисунок №3 Схема работы выносного конденсатора


Информация взята с сайта www.ecvest.ru


Что такое конденсатор? Какой принцип работы конденсатора?

Конденсатор или как в народе говорят – “кондер”, образуются от латинского “condensatus”, что означает как “уплотненный, сгущенный”. Он представляет из себя пассивный радиоэлемент, который обладает таким свойством, как сохранение электрического заряда на своих обкладках, если, конечно, перед этим его зарядить каким-нибудь источником питания.
Грубо говоря, конденсатор можно рассматривать как батарейку или аккумулятор электрической энергии. Но вся разница в том, что аккумулятор или батарейка имеют в своем составе источник ЭДС, тогда как конденсатор лишен этого внутреннего источника.

Из чего состоит конденсатор


Любой конденсатор состоит из двух или более металлических обкладок, которые не соприкасаются друг с другом. Для более полного понимания, как все это устроено в конденсаторе, давайте представим себе блин.
подстроечные конденсаторы
Переменный конденсатор от подстроечного отличается лишь тем, что переменный конденсатор крутят чаще, чем подстроечный. Подстроечный крутят раз в жизни)
На схемах обозначаются так.
переменный конденсатор обозначение на схеме
Слева -переменный, справа – подстроечный.

Пленочные конденсаторы

Пленочные конденсаторы являются самыми распространенными в большом семействе конденсаторов. Они названы так потому, что вместо диэлектрика здесь используется тонкая пленка, которая может состоять из полиэстера, полипропилена, поликарбоната, тефлона и много еще из чего. Такие конденсаторы идут от номинала 5 пФ и до 100 мкФ. Они могут быть сделаны по принципу бетерброда

А также по принципу рулета

Давайте рассмотрим К73-9 советский пленочный конденсатор.
к73-9 советский конденсатор
Что же у него внутри? Смотрим.

Как и ожидалось, рулончик из фольги с диэлектриком-пленкой
что внутри конденсатора

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы – это конденсаторы, которые изготавливают из керамики или фарфора, которые покрывают серебром. Берут диск квадратной или круглой формы, напыляют с с двух сторон серебро, выводят выводы и вуаля! Конденсатор готов! То есть и есть самый простой плоский конденсатор, о котором мы говорили выше в этой статье.

Хотите получишь емкость больше? Не вопрос! Складываем диски в бутерброд и увеличиваем емкость

Выглядеть керамические конденсаторы могут вот так:
керамические конденсаторы
керамические каплевидные конденсаторы

SMD конденсаторы

строение SMD конденсатора
Они используются в микроэлектронике, так как обладают крошечными размерами и удобны в плане промышленного производства с помощью роботов, которые автоматически расставляют SMD компоненты на плату.Такой тип конденсаторов вы без труда можете найти на платах своих мобильных телефонов, на материнских платах компьютеров, а также в современных гаджетах.

Полярные конденсаторы

Для полярных конденсаторов очень важно не путать выводы местами при монтаже. Плюсовая ножка должны подключаться к плюсу на схеме, а минусовая – к минусу. Обозначается полярные конденсаторы также, как и их собратья. Единственное отличие – это указание полярности такого конденсатора. Выглядеть на схемах они могут вот так.
обозначение полярных конденсаторов на схеме

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы используется в электронике и электротехнике, где требуются большие значения емкости. Также повелось название “электролиты”.
электролитические конденсаторы
Строение электролитических конденсаторов очень похоже на пленочные конденсаторы, которые также собраны по принципу рулета, но с одной только разницей. Вместо диэлектрика здесь используется оксид алюминия.
строение электролитического конденсатора
Давайте разберем один из таких электролитических конденсаторов во благо науки.

Снимаем его корпус и видим тот самый рулетик

Разматываем “рулетик” и видим, что между двумя обкладками металлической фольги у нас находится бумага, пропитанная каким-то раствором.
что внутри электролитического конденсатора
Некоторые ошибочно полагают, что бумага – это и есть тот самый диэлектрик, хотя это в корне неверно. Как она может быть диэлектриком, если она смочена в растворе, который проводит электрический ток?
На самом же деле диэлектриком в данном случае является тончайший слой оксида алюминия, который производится электрохимическим способом еще на производстве. Все это выглядит приблизительно вот так:
схема строения электролитического конденсатора
Слой оксида алюминия настолько тонкий, что можно изготавливать конденсаторы бешеной емкости с малыми габаритами. Вы ведь не забыли формулу емкости для плоского конденсатора?

где d – это и есть тот самый слой оксида алюминия. Чем он тоньше, тем больше емкость.
На полярных конденсаторах часто можно увидеть вот такой значок-стрелку, которая указывает на минусовый вывод конденсатора.
обозначение минусового вывода электролитического конденсатора
То есть  в электрических схемах с постоянным током вы должны обязательно соблюдать правило: плюс на плюс, а минус на минус. Если перепутаете, то конденсатор может бахнуть.

Танталовые конденсаторы

Танталовые конденсаторы доступны как в мокром так и в сухом исполнении. Хотя, в сухом исполнении они намного более распространены. Здесь в качестве диэлектрика используется оксид тантала. Оксид тантала обладает более лучшими свойствами, по сравнению с оксидом алюминия. Если самый большой минус электролитических конденсаторов – это их большой ток утечки, то танталовые конденсаторы лишены такого недостатка. Минус танталовых конденсаторов в том, что они рассчитаны на более низкое напряжение, чем их собраться – электролиты. Танталовые конденсаторы также полярные, как и электролитические конденсаторы.
Выглядеть танталовые конденсаторы могут вот так
танталовые конденсаторы
ну или так
танталовые конденсаторы капли

Ионисторы

Есть также  особый класс конденсаторов – ионисторы. Иногда их еще называют суперконденсаторами или золотыми конденсаторами. Нет, не потому, что  там есть золото. Сам принцип работы ионистора ценее, чем золото.  Для того, чтобы получить максимальную емкость мы должны намазать “сгущенку”(диэлектрик)  тонким-тонким слоем или увеличить площадь блинов (металлических пластин). Так как без конца увеличивать слой блинов очень затратно, разработчики решили уменьшить слой диэлектрика. Так как диэлектрический слой между обкладками ионистора , то есть “слой сгущенки”, составляет 5-10 нанометров, следовательно емкость ионистора достигает впечатляющих значений! Вы только представьте, какой заряд может накопить такой суперконденсатор!
Емкость таких конденсаторов может достигать до десятка фарад. Поверьте, это очень много. Ионисторы выглядят, как обычные таблетки, а  также могут выглядеть как цилиндрические конденсаторы. Для того, чтобы различить их от конденсаторов, достаточно взглянуть на емкость, которая на них указана. Если там единицы Фарад, то это однозначно ионистор!
ионистор

большой ионистор
В настоящее время ионисторы стали очень широко применяться в электронике и электротехнике. Они заменяют маленькие батарейки с малым напряжением, потому что ионистор конструктивно пока что не могут сделать на напряжение более нескольких Вольт. Но можно соединить их последовательно и набрать нужное напряжение. Но удовольствие это не дешевое :-).
Они также очень быстро заряжаются, так как их сопротивление ограничено только их выводами.  А исходя из закона Ома, чем меньше сопротивление проводника, тем большая сила тока течет по нему и следовательно тем быстрее заряжается ионистор. Заряжать и разряжать ионисторы можно почти бесконечно.

Конденсатор в цепи постоянного тока

Итак, берем блок питания постоянного напряжения и выставляем на его крокодилах напряжение 12 Вольт. Лампочку берем тоже на 12 Вольт. Теперь в разрыв цепи вставляем конденсатор.

Нет, лампочка не горит.
А  вот если исключить конденсатор из цепи и подключить напрямую к лампочке, то лампа горит.

Отсюда напрашивается вывод: постоянный ток через конденсатор не течет! То есть в цепи постоянного тока идеальный конденсатор оказывает бесконечно большое сопротивление.

Если честно, то в самый начальный момент подачи напряжения ток все-таки течет на доыли секунды. Все зависит от емкости конденсатора.

Конденсатор в цепи переменного тока

Для того, чтобы узнать, как ведет себя конденсатор в цепи переменного тока, нам надо собрать простейшую схему, которая представляет из себя делитель напряжения. Смысл опыта такой: с помощью генератора частоты мы будем менять только частоту, а амплитуду оставим неизменной. По сути красная точка нам будет показывать сигнал с генератора частоты, а желтая – сигнал на резисторе. Снимая сигнал с резистора, мы можем косвенно узнать, как ведет себя конденсатор исходя из законов делителя напряжения.

С помощью осциллографа мы будем снимать сигнал с красной и желтой точек относительно земли.
Думаю, этот генератор частоты вполне пойдет.

Для начала возьмем конденсатор на 1мкФ и резистор на 100 ом.

Далее за дело берется цифровой осциллограф OWON SDS 6062. Что такое осциллограф и с чем его едят, читаем здесь.  Будем использовать сразу два канала, то есть на одном экране будут высвечиваться сразу два сигнала. Здесь на экране уже видны наводки от сети 220 Вольт. Не стоит на это обращать внимание.

Красная осциллограмму снимаем с красной точки в цепи, а желтую – с желтой точки в цепи.

Зависимость сопротивления от частоты и сдвиг фаз

Поехали. Итак, если у нас частота нулевая, то это значит постоянный ток. Постоянный ток, как мы уже видели, конденсатор не пропускает. С этим вроде бы разобрались. Но что будет, если подать переменный ток с частотой в 100 Герц?
На дисплее осциллографа были выведены такие параметры, как частота сигнала и его амплитуда (эти параметры помечены белой стрелочкой).

F – это частота
Ma – амплитуда
Красная синусоида показывает сигнал, который выдает нам китайский генератор частоты. Желтая синусоида – это то, что мы уже получаем на нагрузке. В нашем случае нагрузкой является резистор. Ну вот, собственно, и все.
Как вы видите на осциллограмме, с генератора выходит синусоидальный сигнал с частотой в 100 Герц и амплитудой в 2 Вольта, а на резисторе напряжение всего каких-то 136 мВ.

Как вы могли заметить, амплитуда желтого сигнала стала меньше. Это говорит нам о том, что конденсатор стал пропускать переменный ток, но его сопротивление до сих пор очень большое.
Но здесь можно заметить еще одну особенность: осциллограмма напряжения на резисторе сигнала сдвинулась влево, то есть она опережает сигнал с генератора частоты, или научным языком, появляется сдвиг фаз. Опережает именно фаза, а не сам сигнал. Если бы опережал сам сигнал, то у нас бы тогда получилось, что сигнал на резисторе появлялся бы по времени раньше, чем сигнал, поданный на него через конденсатор. Получилось бы какое-те перемещение во времени :-), что конечно же, невозможно.
Сдвиг фаз – это разность между начальными фазами двух измеряемых величин. В данном случае – напряжения. Для того, чтобы произвести замер сдвига фаз, должно быть условие, что у этих сигналов одна и та же частота. Амплитуда может быть любой. Ниже на рисунке приведен этот самый сдвиг фаз или, как еще его называют, разность фаз:

Давайте увеличим частоту  на генераторе до 500 Гц

На резисторе уже получили 560 мВ. Сдвиг фаз уменьшается. Получается, что мы чуть-чуть увеличили частоту, и сопротивление конденсатора стало меньше.
Увеличиваем частоту до 1 КГц

На резисторе у нас напряжение 1 Вольт. Напряжение не резисторе растет с увеличением частоты. Это говорит о том, что сопротивление конденсатора стало еще меньше.
Ставим частоту 5 КГц

Амплитуда 1,84 Вольта и сдвиг фаз явно становится меньше
Увеличиваем до 10 КГц

Амплитуда уже почти  такая же как и на входе. Сдвиг фаз менее заметен.
Ставим 100 КГц.

Сдвига фаз почти нет. Напряжение не резисторе почти сравнялось с напряжением генератора частоты. Это говорит о том, что конденсатор почти не оказывает сопротивление на высоких частотах.
Получился парадокс. Постоянный ток конденсатор не пропускает, а вот токи высокой частоты – без проблем!
Отсюда делаем глубокомысленные выводы:
Чем больше частота, тем меньшее сопротивление конденсатор оказывает переменному току. Сдвиг фаз убывает с увеличением частоты почти до нуля. На бесконечно низких частотах его величина составляет 90 градусов или π/2.
Если построить обрезок графика, то получится типа что-то этого:

Зависимость сопротивления от номинала конденсатора

Итак, мы с вами узнали, что сопротивление конденсатора зависит от частоты. Но только ли от частоты? Давайте возьмем конденсатор емкостью в 0,1 микрофарад, то есть номиналом в 10 раз меньше, чем предыдущий и снова прогоним по  этим же частотам.
Смотрим и анализируем значения:

Внимательно сравните амплитудные значения желтого сигнала на одной и той же частоте, но с разными номиналами конденсатора. Например, на частоте в 100 Гц  и номиналом конденсатора в 1 мкФ амплитуда желтого сигнала равнялась 136 милливольт, а на этой же самой частоте амплитуда желтого сигнала, но с конденсатором в 0,1 мкФ уже была 101 милливольт (в реальности еще меньше из за помех). На частоте 500 Герц –  560 милливольт и 106 милливольт соответственно, на частоте в 1 Килогерц – 1 Вольт и 136 милливольт и так далее.
Отсюда вывод напрашивается сам собой: при уменьшении номинала конденсатора его сопротивление становится больше.

Формула сопротивления конденсатора

С помощью физико-математических преобразований физики и математики вывели формулу для расчета сопротивления конденсатора. Прошу любить и жаловать:

где, ХС  – это сопротивление конденсатора, Ом
П – постоянная и равняется приблизительно 3,14
F – частота, измеряется в Герцах
С – емкость,  измеряется в Фарадах
Так вот, поставьте в эту формулу частоту в  ноль Герц. Частота в ноль Герц – это и есть постоянный ток. Что получится? 1/0=бесконечность или очень большое сопротивление. Короче говоря, обрыв цепи.

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

При последовательном соединении  конденсаторов
последовательное соединение конденсаторов
Их общая емкость будет вычисляться по формуле
последовательное сопротивление конденсаторов формула
а при параллельном соединении
параллельное соединение конденсаторов
их общая емкость будет вычисляться по формуле
формула параллельного соединения конденсаторов
Также в интернете нашел очень интересное видео по теме конденсаторов

Похожие статьи по теме “конденсатор”
ESR конденсатора
Как проверить конденсатор мультиметром
RC цепь

Назначение и принцип работы конденсационного устройства

Основное назначение конденсационного устройства — создание и поддержание как можно более низкого давления в выпускной части турбины, конденсация отработавшего пара и возврат его в систему питания паровых котлов. Известно, что чем выше на­чальные и ниже конечные параметры пара, тем больший будет располагаемый теплоперепад и большая часть тепловой энергии пара может быть превращена в механическую работу. Понижение давления ниже атмосферного в конденсаторе происходит за счет того, что поступающий в него пар искусственно охлаждается. При охлаждении пар конденсируется и объем его во много раз умень­шается. Так, например, при давлении 0,005 Мн/м2 объем конден­сата меньше, чем объем пара почти в 30 тысяч раз. При таком уменьшении объема в герметически закрытом конденсаторе созда­ется очень большое разрежение. В современных паротурбинных установках в выпускном патрубке поддерживается давление 0,005—0,003 Мн/м2. Это означает, что конденсация пара будет про­исходить при температуре 32—24° С, и при этом должно быть от­ведено большое количество тепла отработавшего пара.

В процессе работы в конденсатор непрерывно поступает отра­ботавший пар турбин и, следовательно, должна непрерывно подво­диться охлаждающая вода, которая после нагревания удаляется. Для каждой турбинной установки устанавливается наивыгодней­ший вакуум, который обычно не превышает 95—97%, так как дальнейшее углубление вакуума приводит к значительному увели­чению размеров конденсатора, большой мощности циркуляцион­ных насосов и значительному расходу охлаждающей воды.

В современных судовых турбинных установках применяют исключительно конденсаторы поверхностного типа, в которых от­работавший пар конденсируется на охлаждающей поверхности конденсатора, состоящей из рядов латунных трубок, внутри кото­рых циркулирует забортная вода. Образующийся конденсат соби­рается в нижней части конденсатора, откуда кондеисатным насо­сом подается в систему питания паровых котлов. Таким образом, паровой котел многократно питается одной и той же водой-кон­денсатом. Это уменьшает образование накипи на внутренних по­верхностях котла, а также отложение солей на турбинных ло­патках.

Внутрь конденсатора попадает вместе с паром воздух, кото­рый не конденсируется. Кроме того, воздух просачивается через неплотности, в результате чего для поддержания вакуума не­обходимо обеспечить непрерывный отсос его из конденсатора в атмосферу. Для этой цели используют паровые эжекторы.

На рис. 46 показана примерная схема конденсационного устрой­ства. Отработавший пар из паровой турбины поступает в конден­сатор 5, где, соприкасаясь с холодными трубками, охлаждается и конденсируется. Охлаждающая вода из-за борта подается цир­куляционным насосом 1. Конденсат откачивается конденсатным насосом 2. Воздух удаляется с помощью пароструйного эжек­тора 3, который отсасывает его по трубопроводу 4 в атмосферу.

По движению циркуляционной (забортной) воды конденсаторы делятся на одно-, двух-, трех- и четырехпроточные. Наибольшее применение имеют двух- и трехпроточные конденсаторы.

В зависимости от конструкции различают конденсаторы ре­генеративные и нерегенеративные. Регенеративными называются конденсаторы, у которых трубки расположены так, что часть отработавшего пара по выходе из турбины непосредственно попа­дает в его нижнюю часть, где, соприкасаясь со стекающим с тру­бок конденсатом, подогревает его. Благодаря этому температура конденсата приближается к температуре поступающего пара.

Принцип действия поверхностного конденсатора, схематически изображенного на рис. 47, заключается в следующем. Конденса­тор состоит из цилиндрического сварного стального корпуса 2, внутри которого размещены тонкостенные латунные трубки 3, за­крепленные в трубных досках 4 и 11. К трубным доскам примы­кают водяные камеры 5, 9 и 12. Охлаждающая забортная вода подводится через патрубок 6 в камеру 5, проходит по нижним ря­дам трубок в камеру 12, а затем по верхним рядам — в камеру 9. Нагретая вода через патрубок 8 отводится за борт. Передние во­дяные камеры разделены перегородкой 7, что заставляет поток охлаждающей воды пройти по трубкам вдоль конденсатора два раза. Такой конденсатор называется двухпроточным. В трехпро- точных конденсаторах обе водяные камеры имеют перегородки и забортная вода совершает три хода. Отработавший пар поступает в конденсатор через горловину 10, соединяющую его с турбиной, соприкасается с поверхностью трубок и конденсируется, образуя разрежение в паровой части конденсатора. Конденсат стекает вниз и собирается в сборнике 1; откуда специальным насосом от­водится в питательную систему котельной установки судна. Отсос воздуха из парового пространства конденсатора производится воз­душным насосом (эжектор) через патрубок 13, расположенный сбоку.


Принцип работы конденсатора

Чтобы продемонстрировать , как работает конденсатор , давайте рассмотрим самую базовую структуру конденсатора. Он состоит из двух параллельных проводящих пластин, разделенных диэлектриком, который представляет собой конденсатор с параллельными пластинами. Когда мы подключаем батарею (источник постоянного напряжения) к конденсатору, одна пластина (пластина-I) прикрепляется к положительному концу, а другая пластина (пластина-II) — к отрицательному концу батареи. Теперь потенциал этой батареи приложен к конденсатору.В этой ситуации пластина I находится в положительной потенции по отношению к пластине-II. В установившемся режиме ток от батареи пытается течь через этот конденсатор от его положительной пластины (пластина-I) к отрицательной пластине (пластина-II), но не может течь из-за разделения этих пластин изоляционным материалом.

На конденсаторе появляется электрическое поле. Со временем положительная пластина (пластина I) будет накапливать положительный заряд батареи, а отрицательная пластина (пластина II) будет накапливать отрицательный заряд батареи.По прошествии определенного времени конденсатор сохраняет максимальный заряд в соответствии с его емкостью по отношению к этому напряжению. Этот промежуток времени называется временем зарядки этого конденсатора.

После извлечения этой батареи из конденсатора эти две пластины удерживают положительный и отрицательный заряд в течение определенного времени. Таким образом, этот конденсатор действует как источник электрической энергии.

Если два конца (пластина I и пластина II) подключены к нагрузке, ток будет течь через эту нагрузку от пластины-I к пластине-II, пока все заряды не исчезнут с обеих пластин.Этот промежуток времени известен как время разряда конденсатора.

Конденсатор в цепи постоянного тока

Предположим, что конденсатор подключен к батарее через переключатель.

Когда переключатель находится в положении ВКЛ, т.е. при t = + 0, через этот конденсатор начнет течь ток. По прошествии определенного времени (т.е. времени зарядки) конденсатор больше не пропускает ток через него. Это связано с тем, что на обеих пластинах накапливается максимальный заряд, и конденсатор действует как источник, положительный конец которого подключен к положительному концу батареи, а отрицательный конец подключен к отрицательному концу батареи с той же мощностью.

Из-за нулевой разности потенциалов между батареей и конденсатором ток через него не протекает. Таким образом, можно сказать, что сначала конденсатор закорачивается, а затем размыкается, когда он подключается к батарее или источнику постоянного тока.

Конденсатор в цепи переменного тока

Предположим, что конденсатор подключен к источнику переменного тока. Представьте, что в определенный момент положительной половины этого переменного напряжения пластина-I приобретает положительную полярность, а пластина-II — отрицательную полярность.Как раз в этот момент пластина-I накапливает положительный заряд, а пластина-II накапливает отрицательный заряд.

Но при отрицательной половине этого приложенного переменного напряжения пластина-I получает отрицательный заряд, а пластина-II — положительный. Между этими двумя пластинами нет потока электронов из-за диэлектрика, помещенного между пластинами, но они меняют свою полярность с изменением полярности источника. Пластины конденсатора поочередно заряжаются и разряжаются переменным током.

Что такое конденсатор? Принцип работы, типы и принцип работы

Я считаю, что вы использовали конденсаторы в электронных схемах.

Вы понимаете принципы и использование этого?

Позвольте мне объяснить вам, узнайте больше.

Вы можете их применить. Для разработки электронных проектов Или может решить вашу работу.

Обладает следующими уникальными характеристиками.

  • Сохраните электрический ток.
  • Блокировка постоянного тока, не проходящего через него.
  • Разрешить прохождение переменного тока через него.

Готовы?

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это основное электронное устройство для хранения электрических зарядов.Возможно, вы не видите достаточно изображений.

Рекомендуется: Краткое описание принципа основного конденсатора

Посмотрите на изображение. Вы когда-нибудь смотрели фильм о Древней войне?

Представьте, что мы могли бы сравнить конденсатор с обычной пружиной.

Сначала разрушается пружина. Затем растягиваем или вытягиваем пружину. Значит, мы даем энергию источнику.

Он накапливает энергию от нас!

После этого мы его выпустили. Пружина вернется в исходное состояние.Это вызывает выброс камня.

И что?

Базовая структура конденсатора

Посмотрите на базовую структуру конденсатора ниже.

Состоит из 2-х проводников. Это называется «Тарелки». И разделены «Диэлектриком».

Изготовлен из электрической изоляции, такой как бумага, слюда, керамика, воздух и т. Д.

Снова посмотрите на изображение, это конденсатор постоянной емкости.

Мы часто называем тип конденсатора в соответствии с веществом, из которого изготовлен диэлектрик.

Например, керамические конденсаторы также будут диэлектриком, то есть керамическим.

Факторы, влияющие на емкость

Вариант, увеличивающий или уменьшающий емкость конденсатора, имеет следующие 3 вещи.

  • Случай 1 # Площадь параллельных пластин. Конденсатор имеет очень большую площадь пластин. Так чем больше емкость.
  • Случай 2 # Если расстояние между пластинами больше, это уменьшит емкость.
  • Корпус 3 # Заменить диэлектрическое вещество. Это также вызывает изменение емкости.

Указание и номинал конденсатора

Величину конденсатора мы назвали емкостью. Это способность хранить электроны.

Единица конденсатора Фарада. Мы можем написать аббревиатуру: F.

Конденсатор емкостью 1 фарад, подключенный к источнику питания 1 вольт, будет хранить 6,280,000,000,000,000,000 (6,28 × 10-18) электронов!

Итак, на практике 1 фарад очень ценный.Большинство конденсаторов имеют гораздо меньшие значения.

Мы часто видим большинство конденсаторов:

  • Микрофарады (миллионные доли фарада) — указанные конденсаторы большой емкости.
  • Пикофарады (триллионные доли фарада) — указанные конденсаторы меньшего размера.

Вывод:

  • 1- Фарад =
  • 1-микрофарад = 1 мкФ = 0,000001F = 1 / 1,000,000F
  • 1-пикофарад = 1pF = 1 000 000 000 / 1,000,000,000,000F
    или
  • 1-пикофарад = 0.000001 мкФ = 1/1 000 000 мк F

Микрофарад = Пикофарад / 1000000

Фарад (F) Микрофарад (мкФ) 0,001 1,000 мкФ 1,000,000,000 пФ
0,0001 100 мкФ 100,000,000 пФ
0,00001 0,00001 000001 1 мкФ 1000000 пФ
0,0000001 0,1 мкФ 100000 пФ
0,00000001 0,01660 0,00000001 0,01 0,01 9000 3 мкФ 1000 пФ

Конденсатор Принцип работы

Как и выше, мы знаем, что конденсатор работает с зарядом и разрядом. Но некоторые могут не ясно понимать.

Надеюсь, вы получите 2 идеи ниже.

Зарядка конденсатора

Предназначена для хранения электронов на пластине конденсатора. Что мы подробно объяснили на диаграмме ниже (B).

При подключении АКБ к конденсатору. Электроны с минуса батареи будут собираться на пластине.

Вызывает отрицательные ионы. И также посылает электрическое поле, чтобы подтолкнуть электрон противоположной пластины.

Как если бы магниты с одинаковой полярностью приблизились друг к другу, они сошлись бы друг с другом.

Обычно в пластинах смешаны ионы + и -. Когда электроны из этой пластины выталкиваются наружу.

Остается больше положительного иона, чем отрицательного.

Чем больше электронов отталкивается, тем положительнее будет пластина. (По сравнению с другой стороной)

Примечание: Если мой текст нечеткий, пожалуйста, лучше посмотрите на диаграмму.

Если мы хотим более наглядно наблюдать за работой конденсатора. У нас есть простой метод — использовать последовательно ограничивающие резисторы по току.

Посмотрите на приведенную ниже электрическую схему.

Можно уменьшить время зарядки. Поместив резистор между конденсатором и батареей 9 В.

И вы можете легко увидеть график времени зарядки.

Вначале пиковый ток течет по конденсатору и замедляется до нуля. Во время задержки со значением резистора и конденсатора.

Разрядка конденсатора

Конденсатор заряжен. Если мы еще не соединили выводы конденсатора вместе.Электроны все еще на пластине.

Затем он будет постепенно течь через диэлектрик, пока обе пластины не будут иметь одинаковый заряд.

Но если короткое замыкание или полное замыкание между пластинами. Как показано на рисунке ниже.

Электроны немедленно пройдут полный цикл от отрицательной пластины к положительной. Мы называем это событие «Разрядка»

Что еще?

Как и выше, добавляем резистор. Конденсатор будет разряжаться медленнее.И смотрите график времени разряда.

Напряжение конденсатора будет постепенно снижаться до OV.

Learn: взаимосвязь между током и напряжением

Тип конденсаторов

Мы часто видим два наиболее распространенных конденсатора: конденсаторы постоянной величины и конденсаторы переменной емкости. Это обсуждается ниже.

Конденсаторы постоянной емкости

Конденсаторы постоянной емкости, используемые сегодня, бывают многих типов. Мы маркируем их в соответствии с их диэлектрической проницаемостью.

Например, керамика, слюда, майлар, полистирол, полиэстер, бумага, электролит, тантал и многие другие.

Но мне нравится использовать только 3 типа: электролитический, керамический и майларовый. Потому что они подходят для обычных работ и недороги.

А вот только два типа примеров, только электролитические и керамические.

Конденсаторы керамические

В целом он выглядит круглым, плоским, оранжевым. Как видно на рисунке.

Большинство из них меньше 1 мкФ.

И это будет конденсатор неполярного типа. (При использовании вообще не нужно учитывать полярность.)

Причем выдерживает напряжение порядка 50-100 В.

Емкость керамического конденсатора, который мы сейчас используем, составляет от 1 пФ до 1 мкФ.

Электролитические конденсаторы

При использовании конденсаторов этого типа необходимо соблюдать осторожность. Потому что здесь очень специфическая полярность.

Он будет напечатан, чтобы четко обозначить сторону тела.

Не ошиблись Полярность

При вводе напряжения для конденсатора в неправильная полярность. Он немедленно получит повреждения.

Клеммы конденсатора этого типа хорошо видны.

При покупке в магазине длинные ноги считаются положительными, а короткие — отрицательными.

Предупреждения Рабочее напряжение конденсатора

Первое предупреждение: все конденсаторы имеют номинальное напряжение. Или мы называем рабочее напряжение (WV).

Мы должны подать на конденсатор напряжение ниже этого значения.

Если вы пренебрегаете или игнорируете это требование. Я пропустил это.

Я не хочу видеть тебя такой грустной, как я.Слишком высокое напряжение может убить его.

При обычном использовании мы сохраняем напряжение конденсатора примерно в 2 раза больше фактического рабочего напряжения.

Например, керамический конденсатор будет иметь номинальное напряжение 50 вольт (В). Мы должны использовать входное напряжение около 25 В или ниже.

Замена конденсатора

Вы когда-нибудь читали полезные приемы покупки электронных устройств?

Мы всегда должны сначала выбирать тот, у которого рабочее напряжение выше.

Например:

Между значениями от 50 до 100 В. Мы должны выбрать 100V. Потому что его можно использовать для замены 50В.

Предупреждение Высокое напряжение в конденсаторе

Упс! что-то пошло не так.

Искра на кончике измерительного щупа. Пока я измерял резистор на плате блока питания.

Что случилось?

В большом электролитическом конденсаторе можно заряжать напряжение от 100 до 200 вольт.

Когда металлический наконечник касается обоих выводов. Самый высокий ток — это быстрое короткое замыкание.Он может растопить что угодно.

Конечно, это слишком опасно. Изображение если пальцем? потрогай это. Это тоже может убить вас.

Из соображений безопасности всегда разряжаю. При работе с ним.

Самый простой способ — подключить каждый электролитический конденсатор к лампочке.

Переменные конденсаторы

Часто они имеют неподвижные пластины и подвижные пластины. Емкость изменяется вращением стержня, прикрепленного к одной стороне подвижных мест.

Емкости можно регулировать поворотом оси конденсатора.

При повороте штанги закреплены подвижными местами. Емкости будут меняться с нашим вращением.

Их можно разделить на 2 типа

Подстроечные конденсаторы

Посмотрите на схему ниже.

Этот тип используется для настройки генератора. Я часто вижу в FM беспроводной передатчик или цифровые часы. Они маленькие.

Переменный конденсатор

Мы используем этот тип для настройки радиоприемников и передатчиков.Диэлектрик — обычно воздух. Смотрите схему ниже.

Как читать код конденсатора

Так как большинство керамических и майларовых конденсаторов имеют небольшие размеры. Производители должны указывать код вместо емкости.

Ниже приведен способ декодирования конденсатора. В начале это может быть сложно.

Но когда вы посмотрите на пример, наверняка поймете его технику.

  • Первая и вторая цифры — это фиксированные числа, имеющие единицы измерения в пФ.
  • Третий — множитель, в котором число десять возведено в степень.Например 10³.
  • Четвертый уровень допуска, такой как J = 5%, K = 10%, M = 20%.

Как это сделать?

  • Какое значение конденсатора 101K?
    Первая цифра = 1
    Вторая цифра = 0
    Множитель = 10 1 , или Это означает: 0 пФ (ноль пикофарад)
    Допуск K = 10%
    101K = 100 пФ = 0,0001 мкФ и допуск 10%.

    Что еще?

  • Емкость конденсатора 473 кОм?
    Первая цифра = 4
    Вторая цифра = 7
    Множитель = 10 3 , или Это означает: 000 пФ (три пикофарады)
    Допуск K = 10%
    473K = 47 000 пФ = 0.047 мкФ и допуск 10%
  • 102M : 10 x 10 2 пФ = 10 00 пФ. Это 0,001 мкФ и допуск 20%.
  • 103J : 10 x 10 3 пФ = 10 000 пФ. Это 0,01 мкФ и допуск 5%.
  • 104J : 10 x 10 4 пФ = 10 0000 пФ. Это 0,1 мкФ и допуск 5%.

    Вы понимаете?

Конденсаторы для применения

Мы используем конденсаторы во многих электронных схемах.Это важные составляющие. Вот несколько причин, по которым мы их используем.

Фильтр источника питания

Мы всегда используем конденсаторы в фильтре источника питания. Они сглаживают пульсирующее напряжение до постоянного постоянного тока.

Связано: Изучите конденсатор фильтра в цепи питания

Цифровое устройство для удаления пиков

Почему моя цифровая схема работает с ошибкой? Это не стабильно.

Давайте попробуем этот совет. Добавьте конденсатор 0,1 мкФ на клеммы источника питания.Как на схеме ниже.

Но это имеет огромное влияние. Для близлежащих схем. Посмотрите на сигнал на графике изображения.

Сравните уровни напряжения при добавлении конденсатора.

  • A: Уровень напряжения без конденсатора.
  • B: Уровень напряжения на конденсаторе.

Конденсаторный выключатель защиты от переходных процессов

При включении и выключении электрического выключателя в доме. Вы когда-нибудь слышали кратковременное беспокойство?

Как это случилось?

Это вызвано контактами переключателей, касающимися друг друга.Это скачок напряжения.

Даже на короткое время Но электрический ток очень большой. Что выше нормы.

Значит, может нарушить работу близлежащих электронных схем.

Как решить эту проблему?

Как известно принцип работы конденсатора. Ему нравится высокая частота. Затем мы кладем его на выключатель.

Посмотрите на электрическую схему.

Я использую майларовый или керамический конденсатор 0,1 мкФ 630 В.

Хорошо поглощает переходные процессы или скачки напряжения.Вы заметите, что шум исчез.

Заключение

Конденсаторы являются основными компонентами. Но они очень полезны для всей электроники. Вы можете их использовать?

Загрузить этот пост в формате PDF и все изображения в полном размере

Вот несколько связанных сообщений, которые также могут оказаться полезными:

Принцип работы конденсатора — StudiousGuy

Конденсатор — это электронное устройство, которое используется для хранения электрического заряда.Это одно из самых важных электронных устройств в схемотехнике. Конденсатор — это пассивный компонент, который может накапливать как отрицательные, так и положительные заряды. Это причина, по которой он может временно вести себя как аккумулятор. В зависимости от конструкции, конструкции, размера и емкости конденсатора его можно использовать в различных приложениях. Свойство накапливать заряды, связанные с конденсаторами, известно как емкость. Емкость определяется как отношение электрических зарядов, накопленных на проводящих пластинах конденсатора, к разности потенциалов, существующей между ними.Емкость измеряется в фарадах, она названа в честь английского физика Майкла Фарадея.

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

Конструкция конденсатора

Конденсатор с параллельными пластинами имеет самую простую конструкцию из всех конденсаторов. Он состоит из двух проводящих пластин, расположенных параллельно друг другу и разделенных диэлектриком. Диэлектрический материал, находящийся между двумя пластинами, действует как изолятор, который препятствует прохождению тока между пластинами.Размер и форма пластин конденсатора варьируются в зависимости от области применения. Диэлектрическая среда, используемая между двумя пластинами конденсатора, может быть воздушной, керамической, полимерной, бумажной и т. Д.

Работа конденсатора

Изначально проводящие пластины конденсатора состоят из равного количества положительных и отрицательных зарядов; поэтому пластины считаются электрически нейтральными. Когда батарея подключена к конденсатору, пластина, подключенная к положительной клемме батареи, накапливает на ней положительный заряд, а равное количество отрицательного заряда откладывается на другой пластине, которая подключена к отрицательной клемме батареи.Диэлектрический материал, находящийся между двумя пластинами, действует как барьер, препятствующий дальнейшему прохождению зарядов. Из-за наличия зарядов на обеих пластинах вокруг конденсатора создается электрическое поле, которое прямо пропорционально разности потенциалов и обратно пропорционально расстоянию между двумя пластинами. Когда конденсатор развивает потенциал, равный потенциалу, развиваемому подключенной к нему батареей, он считается полностью заряженным. Время, необходимое конденсатору для накопления максимального количества заряда на своих пластинах, называется временем зарядки.Когда аккумулятор удален, конденсатор действует как источник энергии. После подключения заряженного конденсатора к нагрузке заряды покидают пластины конденсатора, вызывая протекание тока в цепи. Этот процесс продолжается до тех пор, пока обкладки конденсатора не перейдут в электрически нейтральное состояние, что называется разрядкой конденсатора.

Конденсатор Символ

В каждой стране есть свой способ символического обозначения конденсаторов.Некоторые из стандартных обозначений конденсаторов имеют следующий вид:

.

Конденсатор Типы

1. Конденсатор постоянной емкости

Как видно из названия, конденсатор постоянной емкости — это тип конденсатора, который производит фиксированную величину емкости. Это означает, что он может хранить в нем только заранее определенное количество зарядов. Другие конденсаторы постоянной емкости можно классифицировать по диэлектрическому материалу, используемому между проводящими пластинами, например бумажный конденсатор, пластиковый конденсатор, керамический конденсатор и т. Д.

1. Конденсаторы поляризованные

Поляризованные конденсаторы — это конденсаторы с предварительно определенной полярностью контактов. Перед подключением полярного конденсатора к цепи важно помнить о полярности контактов конденсатора. Наиболее распространенными поляризованными конденсаторами являются электролитические конденсаторы.

2. Конденсаторы неполяризованные

Неполяризованные или неполярные конденсаторы — это конденсаторы, которые можно включать в цепь независимо от полярности контактов.Это означает, что неполярные конденсаторы не имеют предполагаемой полярности контактов. Их также называют биполярными конденсаторами.

2. Конденсаторы переменной емкости

Конденсаторы, емкость которых можно изменять электронным или механическим способом, называются конденсаторами переменной емкости. Конденсатор переменной емкости состоит из неподвижной пластины и переменной пластины. Изменяя расстояние между двумя пластинами, можно изменять емкость.Эти конденсаторы используются в антеннах для согласования импеданса.

1. Настройка Конденсаторы

Настроечный конденсатор или настроечные конденсаторы состоит из статора, ротора и рамы. Статор — неподвижная часть, а ротор движется с помощью подвижного вала. Когда лопасти ротора входят в паз статора, они действуют как пластины конденсатора. Значение емкости является максимальным, когда лопасти ротора подходят к пазам статора, и значение емкости минимально, когда лопасти находятся вдали от пазов.Величина емкости настроечных конденсаторов колеблется от нескольких пикофарад до нескольких десятков пикофарад. Чаще всего они используются в LC-цепях радиоприемников.

2. Подстроечный резистор Конденсаторы

Подстроечные конденсаторы состоят из трех выводов; один соединен с неподвижной пластиной, другой — с поворотной пластиной, а другой является общим штифтом. Емкость подстроечного конденсатора можно изменять с помощью отвертки. Подвижная пластина конденсатора имеет форму полукруга.Емкость зависит от площади напротив подвижного полукруглого диска и неподвижной пластины. Когда противоположная область больше, значение емкости будет выше, тогда как при уменьшении противоположной области емкость соответственно уменьшается.

3. Конденсаторы электролитические

Первый электрод электролитического конденсатора состоит из тонкой металлической пленки, тогда как второй электрод или катод состоит из полужидкого раствора электролита, который находится в форме желе или пасты.Между двумя электродами образуется тонкий слой оксида, который действует как диэлектрическая среда. Электролитический конденсатор используется в приложениях, где требуются высокие значения емкости.

4. Керамический Конденсатор

Керамические конденсаторы — это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрической среды между двумя электродами используется керамика. Обычно они имеют низкую емкость и являются неполярными конденсаторами. Керамический конденсатор обычно имеет круглую форму и оранжевый цвет.

5. Пленочный конденсатор

В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется пластиковая пленка. Чаще всего они используются в приложениях, где желательны стабильность, низкая индуктивность и низкая цена. Кроме того, пленочные конденсаторы можно разделить на полиэфирную пленку, металлизированную пленку, полипропиленовую пленку, пленку из ПТЭ и пленочные конденсаторы из полистирола.

6. Слюда Конденсатор

Слюда — это минерал, который естественным образом присутствует в горных породах на поверхности земли.Благодаря своим превосходным изоляционным свойствам слюда используется в качестве диэлектрической среды в конденсаторах. Слюдяные конденсаторы имеют высокие индуктивные и резистивные потери, поэтому они способны проявлять высокочастотные свойства. Конструкция слюдяного конденсатора состоит из тонкого листа слюды, наложенного поверх тонкого листа серебра, помещенного между двумя электродами. Диапазон слюдяных конденсаторов составляет от нескольких пФ до нескольких нФ. Они обладают высокой точностью и довольно стабильны по своей природе.

7.Бумага Конденсатор

Бумажный конденсатор состоит из двух алюминиевых электродных пластин, разделенных бумагой в качестве диэлектрической среды. Бумажные конденсаторы обладают высокими токами утечки и имеют значение емкости в диапазоне от 500 пФ до 50 нФ. Эти конденсаторы чаще всего используются в таких приложениях, как автомобильные аудиосистемы, аналоговые эквалайзеры, радиоприемники и т. Д.

Приложения конденсатора

1. Вентиляторы

Вы, должно быть, заметили, что во время поиска неисправностей вентилятора техник приближается к цилиндрическому электронному устройству, подключенному к внутреннему механизму вентилятора.Это цилиндрическое устройство на самом деле является конденсатором. Конденсатор используется в потолочных вентиляторах, чтобы помочь ему начать работу, а также он помогает ему вращаться. Магнитный поток, создаваемый конденсатором, используется для создания крутящего момента. Крутящий момент дополнительно помогает вращать вентилятор.

2. Фильтрация сигналов

Одно из основных применений конденсаторов — фильтрация шума. Цепи фильтрации сигналов имеют определенную временную характеристику, которая помогает отклонять частоты выше или ниже определенного порогового уровня.Основное применение фильтрации сигналов — громкоговорители, вуферы, твитеры и т. Д.

3. Устройства накопления энергии

Конденсаторы могут временно выступать в качестве источника энергии. Энергия, поставляемая конденсатором, ниже, чем у батареи аналогичной спецификации; однако они имеют сравнительно долгую жизнь. Кроме того, конденсатор подает энергию с большей скоростью, что делает его наиболее подходящим для приложений, где требуется всплеск мощности.

4.Преобразователь переменного тока в постоянный

Диодные выпрямители в основном используются для преобразования переменного тока в постоянный; однако работа таких схем во многом зависит от конденсаторов. Выходной сигнал выпрямителя представляет собой пульсирующую форму волны. Следовательно, зарядка и разрядка конденсатора могут использоваться для преобразования пульсирующего сигнала в постоянный постоянный ток.

5. Таймеры

Время зарядки и разрядки конденсаторов можно легко определить, вычислив постоянную времени RC.Следовательно, их можно легко использовать в качестве устройств отсчета времени. В схемах, подобных схемам с выдержкой времени, также используются конденсаторы.

Конденсатор

: конструкция, принцип работы, схема и ее применение

Слово «емкость» означает емкость, емкость должна содержать или хранить. конденсатор относится к устройству, способному накапливать электрическую энергию. В отличие от хранилища воды, которое может храниться в прудах, озерах, резервуарах и наших морях, которые являются нашим почти неограниченным резервуаром воды, у нас есть очень ограниченные возможности для прямого хранения электроэнергии.Фактически, у нас есть только один вариант — батарея для хранения электроэнергии в форме химической энергии, и это не прямой метод. Это явление накопления, а затем высвобождения энергии находит широкое применение в электрических и электронных схемах. Конденсаторы доступны в очень широком диапазоне и размеров, но функционально все они используются для хранения электрического заряда. Здесь вместо того, чтобы вдаваться в подробности конкретного конденсатора, мы ограничимся общим принципом / конструкцией конденсаторов.

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это устройство, способное накапливать электрический заряд как положительный, так и отрицательный. Из-за этого заряда между клеммами создается разность потенциалов. А конденсатор ведет себя как батарея. Их размер варьируется от маленьких шариков, используемых в электронных схемах, до больших, используемых для повышения коэффициента мощности в силовых схемах.

Конденсатор

Конструкция конденсатора

По сути, конденсатор состоит из двух параллельных проводящих пластин, разделенных изоляционным материалом.Из-за этой изоляции между проводящими пластинами заряд / ток не может течь между пластинами и удерживается на пластинах.

Пластины могут иметь различную форму, например прямоугольную, квадратную, круглую, а также могут иметь разные формы, такие как бусинка, диск или цилиндр, при постоянном поддержании постоянного уровня изоляции между пластинами. Размер этих конденсаторов зависит от их допустимой мощности.

Схема простого конденсатора

Простейший вид схемы конденсатора можно увидеть на изображении выше, которое не требует пояснений.В показанном конденсаторе в качестве диэлектрической среды используется воздух, но на практике используется особый изоляционный материал, способный сохранять заряд на пластинах. Это может быть керамика, бумага, полимер, масло и т. Д.

Чтобы зарядить конденсатор, он должен быть подключен к источнику напряжения, и зарядный ток будет непрерывно течь к конденсатору, пока он не будет полностью заряжен. После полной зарядки он сам становится источником напряжения.

Также посмотрите на соседнее изображение, чтобы увидеть, как будет выглядеть небольшой цилиндрический конденсатор.Однако можно добавить, что очень маленькие и большие конденсаторы могут быть разных форм и размеров. Большинство конденсаторов представляют собой многослойные конденсаторы, поэтому даже при небольшом размере мы можем накапливать большее количество заряда. Униполярные конденсаторы можно использовать только для постоянного тока, а биполярные — для постоянного и переменного тока. Конденсатор должным образом герметизирован снаружи, чтобы не было проникновения внутрь. На корпусе каждого конденсатора указана его емкость, напряжение и полярность. Он выдерживает механические удары.

Базовая схема конденсаторов

На изображении ниже показана простая схема, показывающая, как происходит зарядка и разрядка конденсаторов в цепи. По мере того, как переключающий переключатель перемещается к положительной клемме батареи, положительные заряды начинают накапливаться на положительной пластине конденсатора с эквивалентным отрицательным зарядом, накапливающимся на отрицательной пластине, и это продолжается до тех пор, пока напряжение конденсатора не будет соответствовать напряжению батареи. Теперь, когда мы перемещаем переключатель таким образом, что он подключается к отрицательной пластине, батарея размыкается, а сопротивление подключается к конденсатору.Поскольку заряженный конденсатор ведет себя как источник напряжения, он разряжается через сопротивление.

Принципиальная схема

Обозначение конденсатора

В каждой стране и стандарте используется свой способ обозначения конденсаторов, однако ниже приведены наиболее распространенные.

Символы конденсатора

Принцип работы конденсатора

Как мы знаем, когда источник напряжения подключен к проводнику, он заряжается, скажем, на величину Q. И поскольку заряд пропорционален приложенному напряжению, мы можем сказать, что:

Q∝V

Чтобы приравнять заряд Q и напряжение V.

Q = CV, где C — емкость проводника.

C = Q / V, значение C зависит от различных факторов, как указано ниже.

  • Площадь пластины / проводника. Чем больше площадь пластины, тем на ней накапливается заряд.
  • Зазор между пластинами. При большом зазоре между пластинами емкость уменьшается из-за уменьшения связи заряда / силы поля или уменьшения диэлектрической проницаемости.
  • Диэлектрическая среда. Значение емкости может увеличиться, если мы будем использовать материал с высокой диэлектрической проницаемостью.Например, относительная диэлектрическая проницаемость воздуха составляет приблизительно = 1, в то время как диэлектрическая проницаемость стекла / керамики приблизительно больше 7.

Все эти факторы имеют первостепенное значение при проектировании конденсатора. Математическое выражение для этого же:

Математическое выражение конденсатора

Энергия, запасенная в конденсаторе, определяется формулой: Q = CV и W = CV² / 2. Это также известно как формула конденсатора.

Здесь можно добавить, что для достижения желаемой емкости можно использовать последовательную и параллельную комбинацию, как показано на рисунке ниже, где Cp — это результирующая емкость в параллельном соединении, а Cs — результирующая емкость в последовательном соединении.

Последовательный и параллельный конденсатор

Измерение емкости

Стандартная единица измерения емкости — Фарад, названная в честь ученого Майкла Фарадея.

1 Фарад = 1 кулон / вольт

Фарад — очень большая единица, на практике мы обычно используем меньшие единицы, такие как нанофарады, пикофарады, микрофарады и т. Д.

Измерение емкости

Применение конденсаторов

Конденсаторы используются почти во всех областях электроники, а также играют очень важную роль в силовых цепях.В зависимости от приложения мы можем использовать разные типы конденсаторов для разных приложений.

  • В электронике мы используем конденсаторы для фильтров, генераторов и настраиваемых схем, и для этих приложений в основном керамические конденсаторы из-за их превосходных диэлектрических свойств.
  • Конденсаторы также могут использоваться в качестве устройств отсчета времени, поскольку время зарядки и разрядки может быть заранее определено с помощью постоянной времени RC.
  • Конденсаторы используются в качестве устройств радиочастотной связи / блокировки и развязки / обхода.
  • Конденсаторы также используются для сглаживающих устройств для различных генераторов волн и преобразователей частоты / инверторов, а также используются там, где частота переключения высока.
  • Конденсаторы используются как делители напряжения и умножители.
  • Конденсаторы в качестве удерживающих устройств могут сохранять напряжение / значение даже при прерывании подачи питания.
  • Для защиты различных силовых электронных устройств в снабберных цепях используются конденсаторы.
  • Конденсаторы играют важную роль в фильтрации шума.Конденсатор пленочного типа подходит для этого применения.
  • Все аналого-цифровые преобразователи имеют конденсаторы как наиболее важный компонент. Для этого можно использовать электролитические конденсаторы.
  • В различных системах зажигания также используются конденсаторы для высокого напряжения зажигания.
  • В электрической системе конденсатор играет важную роль в улучшении коэффициента мощности, что не только увеличивает активную мощность, но и увеличивает срок службы распределительного устройства.
  • Конденсаторы также используются в качестве альтернативного источника постоянного тока (аварийного питания) для отключения в случае отказа основной батареи.
  • Конденсаторы также используются в качестве разделителя фаз в однофазном двигателе переменного тока. Алюминиевый электролитический конденсатор наиболее подходит для этого применения.

Таким образом, это все о конденсаторах, используемых во многих электронных приложениях. Представить себе электронный гаджет без конденсатора практически невозможно. В энергетических приложениях их роль как улучшителей коэффициента мощности важна. Однако, как устройство накопления энергии, они еще не сыграли большой роли из-за низкого отношения мощности к объему.В будущем мы можем увидеть много успехов в этом направлении. Увеличение использования электромобилей также увеличит исследования в этом направлении.

Каков принцип работы конденсатора класса 12 по физике CBSE

Подсказка: Сначала мы должны понять значение и работу, выполняемую конденсатором в электрической цепи. Конденсатор — это компонент, используемый для изменения или хранения электрического заряда в цепи. Позже его можно использовать в качестве электрического тока, если подача электроэнергии прервется.В основе этой работы лежит некий принцип, который мы должны обсудить.

Полный ответ:
Конденсатор: Это устройство, которое накапливает заряд в электрической цепи. Конденсатор работает по принципу, согласно которому емкость проводника увеличивается, когда к нему подводится заземленный провод. Следовательно, конденсатор имеет две параллельные пластины, обращенные друг к другу в противоположных направлениях и разделенные некоторым расстоянием или зазором. Этот зазор заполняется вакуумом или диэлектрическим материалом с некоторой постоянной в соответствии с требованиями.

Принцип работы конденсатора: давайте рассмотрим конденсатор с параллельными пластинами с диэлектриком между ними, как показано на схеме ниже. Теперь подайте напряжение V, как показано на схеме, пластина 1 имеет положительный заряд, а пластина 2 — отрицательный. Поперек конденсатора появляется электрическое поле. Когда на эти пластины подается напряжение, они будут нести положительный заряд от батареи на пластине 1 и отрицательный заряд на пластине 2. В течение некоторого времени подается напряжение, и за это время конденсатор заряжается до максимального предела удерживающего заряда, и это время называется временем зарядки конденсатора.


Через некоторое время, когда конденсатор достигнет максимального предела зарядки, мы отключим подачу питания на конденсатор. В течение определенного времени две пластины удерживают отрицательный и положительный заряд. Таким образом, конденсатор действует как источник электрического заряда. Если эти пластины подключены к нагрузке, ток течет через нагрузку от пластины 1 к пластине 2, пока все заряды не рассеются с обеих пластин. Это время разряда конденсатора известно как время рассеяния.

Примечание: Конденсатор также известен как зарядное устройство в электрической цепи, которое можно использовать даже после отключения питания в цепи. Мы используем конденсаторы в электрических устройствах, чтобы мы могли выполнять оставшуюся работу в это конкретное время рассеяния или разряда, например, сохранять данные на компьютере и т. Д.

Принцип конденсатора | Репетитор 4 по физике

Что такое конденсатор

Это устройство, используемое для хранения заряда в электрической цепи

Ежедневное использование

Для устранения искры в системе зажигания автомобиля.Когда электрический ток включен или выключен, возникает наведенный ток, который может вызвать искрение. Если поставить конденсатор в цепь этим током вместо этого заряжает конденсатор, и это позволит избежать искрения.

Заряд пропорционален потенциалу

Когда в проводник подается заряд, его потенциал повышается. Если дать проводнику заряд Q затем его потенциал возрастает. Чем больше заряд, тем больше потенциал. Таким образом, они имеют отношение к каждому другое и может быть выражено как

Q ∝ V

Это означает, что заряд Q прямо пропорционален потенциалу V или что потенциал прямо пропорционально заряду проводника

Мы можем переписать это как следующее уравнение

Q = C V

Здесь C — емкость проводника

Факторы, определяющие емкость

1.Форма и размер проводника

2. Окружающая среда

3. Наличие прочих проводников

Мы можем переписать уравнение как:

C = Q / V

Где C — заряд, накопленный на единицу повышения потенциала в проводнике

Единица СИ для емкости

Это Фарад

1 Фарад = 1 Кулон / Вольт

или

1 F = 1 C / V

Однако Фарад — очень большая единица измерения, поэтому мы используем единицы меньшего размера, такие как

мкФ

что составляет

10

-6 F

Емкость изолированного сферического проводника

Рассмотрим емкость изолированного сферического проводника.Скажем, у нас есть сфера радиуса r и, скажем, заряд Q передается проводнику.

Можно записать, что потенциал

V = Q / 4π Ε
0 r

Мы знаем, что

C = Q / V

или

Q / V = ​​4π Ε
0 r

, таким образом, емкость сферического проводника равна

C = 4π Ε
0 r

Это выражение показывает, что емкость C прямо пропорциональна радиусу r сферического проводника

Чем больше радиус, тем больше емкость сферического проводника

Принцип конденсатора

Допустим, у нас есть большая тарелка и мы даем ей положительный заряд

Существует ограничение на количество заряда, которое может быть передано пластине, поскольку Заряд с учетом его потенциала возрастает, и после определенного предела заряды начинают протекать.

Если мы возьмем другую пластину и поместим ее рядом с этой положительно заряженной пластиной, то отрицательная заряд будет тянуться к стороне этой пластины, которая ближе к положительно заряженной пластине и положительный заряд с другой стороны.

Этот отрицательный заряд на пластине 2 снижает потенциал на пластине 1. На В то же время положительный заряд на пластине 2 будет пытаться увеличить потенциал пластины 1. Однако эффект от более близкой стороны пластины 2, удерживающей отрицательный заряд, будет больше.Это приводит к снижению потенциала пластины 1. Итак, теперь дополнительную плату можно отнести к пластине 1

Теперь заземлим внешнюю сторону второй пластины. Тогда положительный заряд на этой стороне отправится на Землю. С этой пластиной 1 сможет удерживать еще больше положительного заряда.

Это принцип конденсатора

Типичный конденсатор, представляющий собой конденсатор с параллельными пластинами, состоит из двух параллельных пластины, которые разделены расстоянием d. А — площадь поперечного сечения этих пластин и если на одну пластину подается заряд + Q, на другой пластине будет заряд -Q.

Как заряжать такой конденсатор? Давайте посмотрим на электрическую схему. Конденсатор C обозначены двумя параллельными линиями. В схеме также есть аккумулятор V и выключатель K. При включении ключа включается, электроны от первой пластины начинают двигаться к положительному полюсу батареи. Это означает, что ток течет от положительного полюса батареи к отрицательному.

Таким образом, положительный конец батареи будет извлекать электроны из одной пластины и откладывать их на другой. пластина.В результате одна пластина приобретет положительный заряд, а другая — отрицательный. плата. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока конденсатор не приобретет потенциал V что в точности равно потенциалу аккумулятора. Тогда ток прекратится. Теперь конденсатор на нем хранится заряд, а разность потенциалов на пластинах точно равна разность потенциалов на аккумуляторе. Или сохраненный заряд можно записать как

Q = CV
.

Что такое конденсатор | Типы конденсаторов | Что такое Фарад | Принцип работы

Конденсатор:

Конденсатор накапливает электрический заряд.Похоже, аккумулятор в нем по-другому накапливает энергию. Он накапливает много энергии в батарее. Снимает заряд очень быстрее. Конденсатор очень полезен, поэтому он используется во всех печатных платах.

Это один из основных пассивных компонентов. Он используется отдельно или совместно с другими компонентами схемы, такими как индуктор, резистор или другие. Но в цепи переменного тока он используется для коррекции коэффициента мощности. Это двухполюсное устройство, которое накапливает энергию в электрическом поле. Он состоит из двух параллельных пластин.

Они изготовлены из проводящих материалов, таких как медь, серебро или железо (в основном серебро), и разделены слоем диэлектрического материала. Между выводами конденсатора залит диэлектрический материал. Здесь диэлектрический материал является эффективным изолятором, поэтому он предотвращает прохождение электронов через клемму.

История конденсатора:

В 1745 году Лейденская банка (прежнее название конденсатора) была изобретена Эвальдом Юргеном фон Клейстом — 4 ноября 1745 года.Питер ван Мушенбрук произвел первый рабочий образец в январе 1746 года, название которого произошло от Лейденского университета. В 1747 году Уильям Ватсон разряжает лейденскую банку через цепь и воспринимает электрический ток.

Принцип работы конденсатора:

Положительный Q + как пластина A и отрицательный Q- как пластина B,

Рассмотрим две параллельные пластины A и B, причем A подключена к положительной клемме источника напряжения, а B подключена к отрицательной клемме того же источника.Электрон течет от отрицательной клеммы и накапливается на пластине B, образуя отрицательный заряд, из-за этого равное количество положительных зарядов накапливается на пластине A.

Здесь в диэлектрике между пластинами создается электрическое поле. Направление электрического поля всегда перемещает электроны от положительно заряженной пластины к положительной клемме источника. Количество отрицательного заряда, накопленного на пластине B, равно количеству положительного заряда на пластине A. Из-за этого две пластины A и B несут равные и противоположные заряды, поскольку на этих двух пластинах есть напряжение.

Рассмотрим напряжение на конденсаторе Vc, и оно противоположно приложенному напряжению V. По мере увеличения заряда на пластине одновременно увеличивается и напряжение на пластинах. В то же время, если напряжение на параллельных пластинах достигает напряжения источника V, поток электронов от источника отсутствует.

Свойство конденсатора называется емкостью. Способность конденсатора накапливать энергию измеряется емкостью.Он определяется как отношение заряда, накопленного Q в конденсаторе, к напряжению V на выводе. Емкость обозначается как «C».

Примечание. Конденсатор — это устройство для временного накопления электрического заряда.

В схемах конденсатор действует как резервуар для воды и накапливает энергию. Это освобождает и больше от перебоев в поставках. Конденсатор похож на резервуар для хранения, который можно использовать для сглаживания перебоев в электроснабжении.

Одна сторона конденсатора подключена к положительной стороне цепи, а другая сторона подключена к отрицательной стороне конденсатора.Полоса в символе указывает на отрицательную сторону. Если мы подключим конденсатор к аккумулятору, напряжение вытолкнет электрон с отрицательной клеммы на конденсатор.

Электрон накапливается в одной пластине конденсатора, а другая пластина поворачивается и высвобождает несколько электронов. Электроны могут проходить через конденсатор через конденсатор из-за изоляционного материала, в конечном итоге конденсатор имеет то же напряжение, что и батарея. Тогда электроны больше не будут течь.

С одной стороны скопились электроны, это означает, что мы накопили энергию.Его можно высвободить для выполнения работы, потому что на одной стороне больше электронов по сравнению с другим электроном, которые заряжены отрицательно. Это означает, что у нас одна сторона отрицательная, а другая — положительная.

Значит, между ними есть разница в потенциале или разности напряжений. Напряжения мы сравниваем разницу между двумя точками. Если мы измеряем батареи на 1,5 В, то считываем разницу между 1,5 В на каждом конце. Но если мы измеряем тот же конец, напряжение равно нулю, разницы нет.

Если мы измеряем разницу напряжений между двумя электронами, то мы все равно получим показания, даже если отсоединим аккумулятор.

Мы помним магниты с противоположными полюсами, они притягивают друг друга, когда они одни и те же полюса, они будут противостоять друг другу. То же строение отрицательно заряженных электронов. Они притягиваются к положительно заряженным частицам атома противоположной пластины.

Они никогда не достигают друг друга из-за изоляционного материала. Этот полюс между двумя сторонами электрическое поле, которое удерживает электроны на месте, из которого сделана другая часть.

Если мы поместим небольшую лампу в цепь, в которой есть питание, электрон потечет и достигнет противоположной стороны, так что электроны будут проходить через электрическую лампу, питающую ее, и электроны достигнут противоположной стороны конденсатора.

Как только мы снова подключаем аккумулятор, конденсатор начинает заряжаться, это позволяет интерпретировать источник питания, и конденсатор будет обеспечивать питание во время этого прерывания.

Где использовать конденсатор?

Они выглядят немного иначе, но их легко заметить на печатных платах. Он представлен на схеме.

Они также представлены на инженерных чертежах.

Большой конденсатор используется в асинхронных двигателях, вентиляторах и кондиционерах.Даже большой, используемый в качестве коэффициента мощности для больших зданий.

На стороне конденсатора мы можем найти два значения: емкость и напряжение.

Обозначение конденсатора:

Мы можем измерить емкость конденсатора в фарадах. В конденсаторе это обозначается буквой «F». это очень большая единица.

В печатных платах обычно используются микрофарады. Используется как буква «μ», другое значение — это напряжение, которое мы можем измерить в вольтах «V».В конденсаторе напряжение — это максимальное значение, с которым конденсатор может работать. Конденсатор рассчитан на определенное напряжение, превышающее его, конденсатор взорвется.

Конденсаторы микрофарад, используемые в основном в системах электроснабжения и схемах коррекции коэффициента мощности

Малогабаритный конденсатор в диапазоне менее одного микрофарада. Конденсаторы в основном используются в электронных схемах. На рынке представлено множество типов конденсаторов.

Определение для одного фарада:

Если заряд в один кулон создает один вольт на средстве вывода конденсатора, значение емкости конденсатора составляет один фарад.

Если Q = 1 C и напряжение V = 1 вольт, то емкость конденсатора составляет 1 фарад.

Приложения

  • Одно из распространенных применений — большие здания — для коррекции коэффициента мощности.
  • Если используется слишком много индукционных нагнетателей, сигналы тока и напряжения падают синхронно друг с другом, ток будет отставать от напряжения из-за использования конденсаторной батареи для его восстановления.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *