Cамодельный ионистор — суперконденсатор делаем своими руками.
Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет примерно 700 мкФ. Обычный конденсатор такой емкости можно сравнить по весу и объему с кирпичом. Но есть и конденсаторы с электроемкостью земного шара, равные по своим размерам песчинке — суперконденсаторты.
Появились такие приборы сравнительно недавно, лет двадцать назад. Их называют по-разному: ионисторами, иониксами или просто суперконденсаторами.
Не думайте, что они доступны лишь каким-то аэрокосмическим фирмам высокого полета. Сегодня можно купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в одну фараду, что в 1500 раз больше емкости земного шара и близко к емкости самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера.
Любой конденсатор запасает энергию. Чтобы понять, сколь велика или мала энергия, запасаемая в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить. Вот несколько необычный, зато наглядный способ.
Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог подпрыгнуть примерно на метр-полтора.
Иногда думают, что ионисторы способны заменить любой аккумулятор. Журналисты живописали мир будущего с бесшумными электромобилями на суперконденсаторах. Но пока до этого далеко. Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. Однако при отдаче большой мощности за короткое время аккумулятор быстро портится, да и разряжается только наполовину. Ионистор же многократно и без всякого вреда для себя отдает любые мощности, лишь бы их могли выдержать соединительные провода. Кроме того, ионистор можно зарядить за считаные секунды, а аккумулятору на это обычно нужны часы.
Это и определяет область применения ионистора. Он хорош в качестве источника питания устройств, кратковременно, но достаточно часто потребляющих большую мощность: электронной аппаратуры, карманных фонарей, автомобильных стартеров, электрических отбойных молотков.
Ионисторы на самую разную емкость и рабочее напряжение есть в продаже, но стоят они дороговато. Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно. Но прежде чем дать конкретные советы, немного теории.
Из электрохимии известно: при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из разноименных электрических зарядов — ионов и электронов. Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут сблизиться. Этому мешают силы притяжения молекул воды и металла. По сути своей двойной электрический слой не что иное, как конденсатор. Сосредоточенные на его поверхности заряды выполняют роль обкладок. Расстояние между ними очень мало. А, как известно, емкость конденсатора при уменьшении расстояния между его обкладками возрастает.
По сути своей ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой. Правда, применяя обычные плоские пластины, можно было бы получить емкость всего лишь в несколько десятков мФ. Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.
На эту роль были перепробованы в свое время губчатые металлы от титана до платины. Однако несравненно лучше всех оказался… обычный активированный уголь. Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым. Площадь поверхности пор 1 см3 такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них — десяти фарад!
http://techclan.planeta2.
org/photo/samodelnyj_ionistor/12-0-529
Самодельный ионистор На рисунке 1 изображена конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин, плотно прижатых к «начинке» из активированного угля. Уголь уложен двумя слоями, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны. Все это пропитано электролитом.
При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности, в другой — с положительными ионами. После зарядки ионы и электроны начинают перетекать навстречу друг другу. При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем вообще может сойти на нет.
Чтобы этому помешать, между слоями активированного угля и вводится разделительный слой. Он может состоять из различных тонких пластиковых пленок, бумаги и даже ваты.
В любительских ионисторах электролитом служит 25%-ный раствор поваренной соли либо 27%-ный раствор КОН.
(При меньших концентрациях не сформируется слой отрицательных ионов на положительном электроде.)
В качестве электродов применяют медные пластины с заранее припаянными к ним проводами. Их рабочие поверхности следует очистить от окислов. При этом желательно воспользоваться крупнозернистой шкуркой, оставляющей царапины. Эти царапины улучшат сцепление угля с медью. Для хорошего сцепления пластины должны быть обезжирены. Обезжиривание пластин производится в два этапа. Вначале их промывают мылом, а затем натирают зубным порошком и смывают его струей воды. После этого прикасаться к ним пальцами не стоит.
Активированный уголь, купленный в аптеке, растирают в ступке и смешивают с электролитом до получения густой пасты, которой намазывают тщательно обезжиренные пластины.
При первом испытании пластины с прокладкой из бумаги кладут одна на другую, после этого попробуем его зарядить. Но здесь есть тонкость. При напряжении более 1 В начинается выделение газов Н2, О2. Они разрушают угольные электроды и не позволяют работать нашему устройству в режиме конденсатора-ионистора.
Поэтому мы должны заряжать его от источника с напряжением не выше 1 В. (Именно такое напряжение на каждую пару пластин рекомендовано для работы промышленных ионисторов.)
Подробности для любознательных
При напряжении более 1,2 В ионистор превращается в газовый аккумулятор. Это интересный прибор, тоже состоящий из активированного угля и двух электродов. Но конструктивно он выполнен иначе (см. рис. 2). Обычно берут два угольных стержня от старого гальванического элемента и обвязывают вокруг них марлевые мешочки с активированным углем. В качестве электролита употребляется раствор КОН. (Раствор поваренной соли применять не следует, поскольку при ее разложении выделяется хлор.)
Энергоемкость газового аккумулятора достигает 36 000 Дж/кг, или 10 Вт-ч/кг. Это в 10 раз больше, чем у ионистора, но в 2,5 раза меньше, чем у обычного свинцового аккумулятора. Однако газовый аккумулятор — это не просто аккумулятор, а очень своеобразный топливный элемент. При его зарядке на электродах выделяются газы — кислород и водород.
Они «оседают» на поверхности активированного угля. При появлении же тока нагрузки происходит их соединение с образованием воды и электрического тока. Процесс этот, правда, без катализатора идет очень медленно. А катализатором, как выяснилось, может быть только платина… Поэтому, в отличие от ионистора, газовый аккумулятор большие токи давать не может.
Тем не менее, московский изобретатель А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod.r u/hit/gas_akk.htm) успешно применил для запуска мотора грузовика газовый аккумулятор. Его солидный вес — почти втрое больше обычного — в этом случае оказался терпим. Зато низкая стоимость и отсутствие таких вредных материалов, как кислота и свинец, казалось крайне привлекательным.
Газовый аккумулятор простейшей конструкции оказался склонен к полному саморазряду за 4-6 часов. Это и положило конец опытам. Кому же нужен автомобиль, который после ночной стоянки нельзя завести?
И все же «большая техника» про газовые аккумуляторы не забыла. Мощные, легкие и надежные, они стоят на некоторых спутниках.
Дополнительные материалы из раздела сделай сам.
http://techclan.planeta2.org/publ/27
http://vkontakte.ru/note9771591_10283476
Cамодельный ионистор — суперконденсатор делаем своими руками. Суперконденсатор или гибридный аккумулятор в авто
Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет примерно 700 мкФ. Обычный конденсатор такой емкости можно сравнить по весу и объему с кирпичом. Но есть и конденсаторы с электроемкостью земного шара, равные по своим размерам песчинке — суперконденсаторты.
Появились такие приборы сравнительно недавно, лет двадцать назад.
Он используется для проверки измеряемых приборов при их сравнении с конденсаторами, мощность которых необходимо определить. Емкость стандартных конденсаторов должна быть хорошей стабильности при изменении температуры и частоты. Чтобы устранить эти нежелательные влияния, принимаются различные конструктивные решения.
С точки зрения используемого диэлектрика, стандартные конденсаторы имеют диэлектрический газ и твердый диэлектрик. Их стабильность во времени определяется деформациями подкреплений, опорных частей и т.д. или изменить состав и свойства диэлектрического газа, а также изменить поверхности металлических подкреплений.
Не думайте, что они доступны лишь каким-то аэрокосмическим фирмам высокого полета. Сегодня можно купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в одну фараду, что в 1500 раз больше емкости земного шара и близко к емкости самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера.
Любой конденсатор запасает энергию. Чтобы понять, сколь велика или мала энергия, запасаемая в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить. Вот несколько необычный, зато наглядный способ.
На незагерметизированных конденсаторах с воздушным диэлектриком воздух оказывает неблагоприятное влияние на изменение мощности. Для других газовых диэлектриков стандартные конденсаторы герметизируются и хранятся в колпачках без изменения температуры. Лучшие газовые диэлектрические стандартные конденсаторы изготовлены из нерасширенных сплавов — плотно закрыты и заполнены сухим азотом. Точность диэлектрических стандартных конденсаторов высока, варьируя по частоте, температуре и времени в процессе усадки.
Твердые диэлектрические стандартные конденсаторы характеризуются высокой стабильностью, уменьшенным изменением в зависимости от температуры и частоты потери частоты. Если они протекают, существует значительное влияние влажности на емкость конденсатора, обнаруженное через два дня или недели.
В качестве диэлектрических материалов используют небольшой пластифицированный полистирол, плавленный кварц. По этой причине они используются в качестве высокоточных стандартов в метрологических лабораториях.
Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог подпрыгнуть примерно на метр-полтора. Крохотный ионистор типа 58-9В, имеющий массу 0,5 г, заряженный напряжением 1 В, мог бы подпрыгнуть на высоту 293 м!
Иногда думают, что ионисторы способны заменить любой аккумулятор. Журналисты живописали мир будущего с бесшумными электромобилями на суперконденсаторах. Но пока до этого далеко. Ионистор массой в один кг способен накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцовый аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. Однако при отдаче большой мощности за короткое время аккумулятор быстро портится, да и разряжается только наполовину. Ионистор же многократно и без всякого вреда для себя отдает любые мощности, лишь бы их могли выдержать соединительные провода. Кроме того, ионистор можно зарядить за считаные секунды, а аккумулятору на это обычно нужны часы.
Особое внимание следует уделить строительству высокочастотных стандартных конденсаторов. Эти калибровочные конденсаторы должны быть свободны от паразитных индукторов и должны быть подключены к цепи с большой осторожностью для устранения паразитных емкостей. Для этой цели используется прецизионный коаксиальный разъем с очень низкой паразитной емкостью.
Они изготовлены из ряда маломощных мощностей. Комбинация значений достигается с помощью десятипозиционного переключателя. Диэлектрические конденсаторы в коробке небольшие, а серебряные фитинги — на маленьких пластинах. Она представляет собой ежегодную стабильность ±. Это мегахомометр-электрическое устройство. Логометрический индикатор состоит из двух катушек с подвижными сердечниками, закрепленными на одной оси с индикаторной иглой; стандартный конденсатор монтируется последовательно с катушкой и клеммами для подключения конденсатора с неизвестной емкостью к другому.
Это и определяет область применения ионистора. Он хорош в качестве источника питания устройств, кратковременно, но достаточно часто потребляющих большую мощность: электронной аппаратуры, карманных фонарей, автомобильных стартеров, электрических отбойных молотков.
Ионистор может иметь и военное применение как источник питания электромагнитных орудий. А в сочетании с небольшой электростанцией ионистор позволяет создавать автомобили с электроприводом колес и расходом топлива 1-2 л на 100 км.
Устройство имеет градуированную шкалу в микрофарадах. С ними они измеряют электрические мощности; являются мостами, питающимися от переменного тока. Нулевой индикатор также предназначен для переменного тока. Для этого мост подается на источник высокого напряжения. Мост работает с промышленными, звуковыми или радиочастотами.
Мост для измерения емкости электролитических конденсаторов. Простейший тип плоского конденсатора состоит из двух плоских, параллельных и параллельных пластин, разделенных однородным диэлектриком. Емкость такого конденсатора вычисляется по соотношению.
Ионисторы на самую разную емкость и рабочее напряжение есть в продаже, но стоят они дороговато. Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно.
Но прежде чем дать конкретные советы, немного теории.
Из электрохимии известно: при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из разноименных электрических зарядов — ионов и электронов. Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут сблизиться. Этому мешают силы притяжения молекул воды и металла. По сути своей двойной электрический слой не что иное, как конденсатор. Сосредоточенные на его поверхности заряды выполняют роль обкладок. Расстояние между ними очень мало. А, как известно, емкость конденсатора при уменьшении расстояния между его обкладками возрастает. Поэтому, например, емкость обычной стальной спицы, погруженной в воду, достигает нескольких мФ.
На практике предпочтительнее вычислять формулу, которая получается из соотношения. Вышеупомянутые соотношения не учитывают, что линия электрического поля падает по краям подкреплений, поэтому они дают несколько меньшие мощности, чем целые числа.
Такой конденсатор состоит из двух проводящих сфер, изолированных друг от друга, сфер, представляющих конденсаторные клапаны. Можно доказать, что для расчета этого конденсатора можно использовать соотношение.
Концентрический цилиндрический конденсатор состоит из двух коаксиальных проводящих катушек, которые образуют подкрепления, разделенные между ними диэлектриком. Предполагая, что такой конденсатор очень длинный, его мощность на метр длины рассчитывается с учетом соотношения ниже, предполагая, что его диаметр пренебрежимо мал по своей длине.
По сути своей ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой. Правда, применяя обычные плоские пластины, можно было бы получить емкость всего лишь в несколько десятков мФ. Для получения же свойственных ионисторам больших емкостей в них применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.
Преобразуя это соотношение, мы достигаем практических формул. Вышеприведенные формулы полезны при расчете емкости коаксиальных кабелей, используемых на высоких частотах. Основными мерами охраны труда являются. Обеспечение недоступности элементов, входящих в состав электрических цепей, и достигается путем.
Установка электрических кабелей, даже изолированных, а также электрооборудования на недоступном для человека месте. Электрическая изоляция проводников. Использование дождевых червей. Использование уменьшенных напряжений для портативных электроинструментов. При использовании переносных инструментов с электроприводом обязательно.
На эту роль были перепробованы в свое время губчатые металлы от титана до платины. Однако несравненно лучше всех оказался… обычный активированный уголь. Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым. Площадь поверхности пор 1 см3 такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них — десяти фарад!
Перед началом работы тщательно осмотрите инструмент, изоляцию и крепление инструмента.
Избегайте скручивания или намотки шнура питания при перемещении инструмента из одного задания в другое для поддержания хорошего состояния изоляции. Управление соединительным кабелем при перемещении инструмента из одного задания в другое для того, чтобы его нельзя было скручивать или скручивать.
Избегайте прохода шнура питания по подъездным дорогам и складским помещениям материалов; если этого нельзя избежать, кабель будет защищен синяками, прилипанием или зависанием. Запрет на ремонт или устранение дефектов во время работы двигателя или уход без надзора за инструментом, подключенным к электрической сети.
Самодельный ионистор На рисунке 1 изображена конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин, плотно прижатых к «начинке» из активированного угля. Уголь уложен двумя слоями, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны. Все это пропитано электролитом.
При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности, в другой — с положительными ионами.
После зарядки ионы и электроны начинают перетекать навстречу друг другу. При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем вообще может сойти на нет.
Использование средств индивидуальной защиты и средств предупреждения. Основное средство защиты состоит из изолированных плоскогубцев и изолированных инструментов. Вспомогательное защитное оборудование состоит из: защитного оборудования, резиновых матов, электроизоляционных платформ.
Автоматическое отключение в случае опасного касания или опасной утечки. Разделение защиты с помощью разделительного трансформатора. Дополнительная изоляция изоляции, которая заключается в выполнении дополнительной изоляции от нормальной изоляции работы, но которая не должна уменьшать механические и электрические качества, необходимые для изоляции работы.
Чтобы этому помешать, между слоями активированного угля и вводится разделительный слой. Он может состоять из различных тонких пластиковых пленок, бумаги и даже ваты.
В любительских ионисторах электролитом служит 25%-ный раствор поваренной соли либо 27%-ный раствор КОН. (При меньших концентрациях не сформируется слой отрицательных ионов на положительном электроде.)
Защита памяти используется для обеспечения персонала от поражения электрическим током прикосновением к оборудованию и установкам, которые не являются частью рабочих цепей, но могут случайно вступить в силу из-за ошибки изоляции. Нулевое соединение достигается за счет создания общей сети защиты, которая постоянно контролирует сеть электропитания машин.
Защита путем выравнивания потенциалов является вторичным средством защиты и состоит в создании соединений через проводники во всех металлических частях различных установок и конструкций, которые случайно могут испытывать напряжение и будут затронуты человеком, который проходит через это место.
В качестве электродов применяют медные пластины с заранее припаянными к ним проводами. Их рабочие поверхности следует очистить от окислов.
При этом желательно воспользоваться крупнозернистой шкуркой, оставляющей царапины. Эти царапины улучшат сцепление угля с медью. Для хорошего сцепления пластины должны быть обезжирены. Обезжиривание пластин производится в два этапа. Вначале их промывают мылом, а затем натирают зубным порошком и смывают его струей воды. После этого прикасаться к ним пальцами не стоит.
Промышленные электронные устройства, оборудование и установки. Руководство для промышленных вузов и профессионально-технических училищ, Бухарест. Ниту — «Устройства и методы измерения и контроля». Работает только с чистым напряжением, в основном его ток очень близок к нулю, то есть десятки или сотни миллиампов, максимум один или два усилителя для действительно огромных; при его выходе напряжение в сотни, тысячи или даже десятки тысяч раз больше, чем вход, в зависимости от его размера конструкции и может достигать десятков миллионов вольт, что делает вторичную мощность настолько большой или выше первичной; мэр и его вторичная работа на разных частотах, в основном, при вторичном нахождении нескольких гармоник частот, отличных от частоты входного тока, из-за того, что его катушкам управляет электрический разряд некоторых конденсаторов в катушке; передача энергии не происходит однонаправленно от первичного до вторичного в качестве обычного трансформатора, но его обмотки оказывают влияние и взаимно усиливают; является трансформатором, который работает с полем и излучением, преимущественно электрическим и слишком маленьким, потому что у него нет металлического сердечника, но его катушки «в воздухе».
Впоследствии инвертор коррелирует с мощностью батареи, которая может быть подключена к клеммам батареи или батарейного блока, чтобы обеспечить таким образом собранное напряжение в батарее в качестве переменного тока, совместимого с переменным током национальной сети, то есть 220 В при 50 Гц.
Активированный уголь, купленный в аптеке, растирают в ступке и смешивают с электролитом до получения густой пасты, которой намазывают тщательно обезжиренные пластины.
При первом испытании пластины с прокладкой из бумаги кладут одна на другую, после этого попробуем его зарядить. Но здесь есть тонкость. При напряжении более 1 В начинается выделение газов Н2, О2. Они разрушают угольные электроды и не позволяют работать нашему устройству в режиме конденсатора-ионистора.
Патенты можно найти по этим адресам. Это бесконечно дешевле, даже если мы должны построить его в одиночку; может обеспечить более высокие мощности, непосредственно захватывающие электричество от земно-ионосферного конденсатора, а не преобразование света в электричество в качестве фотогальванических панелей; поэтому он работает бесшумно и неустанно 24 часа в сутки, независимо от того, солнце, туман, ветер, шторм, дождь или снег.
«Электрохимические конденсаторы с двойным покрытием», «Суперконденсаторы» или «Ультраконденсаторы» в настоящее время используют термины для одного и того же типа продукта, который отличается от обычных конденсаторов более высоким значением электрической емкости.
Поэтому мы должны заряжать его от источника с напряжением не выше 1 В. (Именно такое напряжение на каждую пару пластин рекомендовано для работы промышленных ионисторов.)
Подробности для любознательных
При напряжении более 1,2 В ионистор превращается в газовый аккумулятор. Это интересный прибор, тоже состоящий из активированного угля и двух электродов. Но конструктивно он выполнен иначе (см. рис. 2). Обычно берут два угольных стержня от старого гальванического элемента и обвязывают вокруг них марлевые мешочки с активированным углем. В качестве электролита употребляется раствор КОН. (Раствор поваренной соли применять не следует, поскольку при ее разложении выделяется хлор.)
Сверхпроводник в первом анализе аналогичен обычным электролитическим конденсаторам.
Схематически электролитический конденсатор показан на рис. Основными конструкционными элементами электролитического конденсатора являются: два металлических подкрепления, сепаратор и электролит. Сепаратор состоит из слоя пористого материала, который изолирует с точки зрения проводимости электронов. Он обеспечивает электрическую изоляцию, которая предотвращает контакт между двумя электродами. Жидкий электролит проникает в поры сепаратора, и поэтому ионы могут легко пересекать сепаратор для достижения металлических подкреплений.
Энергоемкость газового аккумулятора достигает 36 000 Дж/кг, или 10 Вт-ч/кг. Это в 10 раз больше, чем у ионистора, но в 2,5 раза меньше, чем у обычного свинцового аккумулятора. Однако газовый аккумулятор — это не просто аккумулятор, а очень своеобразный топливный элемент. При его зарядке на электродах выделяются газы — кислород и водород. Они «оседают» на поверхности активированного угля. При появлении же тока нагрузки происходит их соединение с образованием воды и электрического тока.
Процесс этот, правда, без катализатора идет очень медленно. А катализатором, как выяснилось, может быть только платина… Поэтому, в отличие от ионистора, газовый аккумулятор большие токи давать не может.
Когда на конденсаторные электроды не подается напряжение, на их поверхности нет электрического заряда, а отрицательные и положительные ионы электролита равномерно распределены по массе. Когда электроды наносятся на внутреннюю поверхность одного, образуется слой положительного электрического заряда, а на внутренней поверхности другой образуется слой отрицательного электрического заряда. Отрицательные ионы в электролите притягиваются к слою положительного заряда, образуя второй слой отрицательного заряда ионов на очень небольшом расстоянии от слоя положительного заряда металла.
Тем не менее, московский изобретатель А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod .r u/hit/gas_akk.htm) успешно применил для запуска мотора грузовика газовый аккумулятор. Его солидный вес — почти втрое больше обычного — в этом случае оказался терпим.
Зато низкая стоимость и отсутствие таких вредных материалов, как кислота и свинец, казалось крайне привлекательным.
Газовый аккумулятор простейшей конструкции оказался склонен к полному саморазряду за 4-6 часов. Это и положило конец опытам. Кому же нужен автомобиль, который после ночной стоянки нельзя завести?
И все же «большая техника» про газовые аккумуляторы не забыла. Мощные, легкие и надежные, они стоят на некоторых спутниках. Процесс в них идет под давлением около 100 атм, а в качестве поглотителя газов применяется губчатый никель, который при таких условиях работает как катализатор. Все устройство размещено в сверхлегком баллоне из углепластика. Получились аккумуляторы с энергоемкостью почти в 4 раза выше, чем у аккумуляторов свинцовых. Электромобиль мог бы на них пройти около 600 км. Но, к сожалению, пока они очень дороги.
Конденсатор встречается в наборах Мастер Кит (да и вообще в электронных устройствах) почти так же часто, как и резистор. Поэтому важно хотя бы в общих чертах представлять его основные характеристики и принцип работы.
Принцип работы конденсатора
В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок. Чем больше отношение площади пластин к толщине диэлектрика – тем выше ёмкость конденсатора. Чтобы избежать физического увеличения размеров конденсатора до огромных размеров, конденсаторы изготавливают многослойными: например, сворачивают ленты пластин и диэлектриков в рулон.
Так как любой конденсатор имеет диэлектрик, то он не способен проводить постоянный ток, но он может сохранять электрический заряд, приложенный к его обкладкам, и в нужный момент отдавать его. Это важное свойство
Давайте договоримся: радиодеталь мы называем конденсатором, а его физическую величину – ёмкостью. То есть правильно сказать так: «конденсатор имеет ёмкость 1 мкФ», но некорректно сказать: «замени на плате вон ту ёмкость». Вас, конечно, поймут, но лучше соблюдать «правила хорошего тона».
Электрическая ёмкость конденсатора – это главный его параметр
Чем больше ёмкость конденсатора, тем больший заряд он может сохранить. Электрическая ёмкость конденсатора измеряется в Фарадах, обозначается F.
1 Фарад — очень большая ёмкость (земной шар имеет ёмкость менее 1Ф), поэтому для обозначения ёмкости в радиолюбительской практике используются следующие основные размерные величины — префиксы: µ (микро), n (нано) и p (пико):
1 микроФарад — 10-6 (одна миллионная часть), т.е. 1000000µF = 1F
1 наноФарад — 10-9 (одна миллиардная часть), т.е. 1000nF = 1µF
p (пико) — 10-12 (одна триллионная часть), т.е. 1000pF = 1nF
Как и Ом, Фарад – это фамилия физика. Поэтому, как культурные люди, пишем прописную букву «Ф»: 10 пФ, 33 нФ, 470 мкФ.
Номинальное напряжение конденсатора
Расстояние между пластинами конденсатора (особенно конденсатора большой ёмкости) очень мало, и достигает единиц микрометра. Если приложить к обкладкам конденсатора слишком высокое напряжение, слой диэлектрика может быть нарушен.
Поэтому каждый конденсатор имеет такой параметр, как номинальное напряжение. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Но лучше, когда номинальное напряжение конденсатора несколько выше напряжения в схеме. То есть, например, в схеме с напряжением 16В могут работать конденсаторы с номинальным напряжением 16В (в крайнем случае), 25В, 50В и выше. Но нельзя ставить в эту схему конденсатор с номинальным напряжением 10В. Конденсатор может выйти из строя, причём часто это происходит с неприятным хлопком и выбросом едкого дыма.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях для начинающих не используется напряжение питания выше 12В, а современные конденсаторы чаще всего имеют номинальное напряжение 16В и выше. Но помнить о номинальном напряжении конденсатора очень важно.
Типы конденсаторов
О разнообразных конденсаторах можно написать много томов. Впрочем, это уже сделали некоторые другие авторы, поэтому я расскажу только самое необходимое: конденсаторы бывают неполярные и полярные (электролитические).
Неполярные конденсаторы
Неполярные конденсаторы (в зависимости от типа диэлектрика подразделяются на бумажные, керамические, слюдяные…) могут устанавливаться в схему как угодно – в этом они похожи на резисторы.
Как правило, неполярные конденсаторы имеют относительно небольшую ёмкость: до 1 мкФ.
Маркировка неполярных конденсаторов
На корпус конденсатора нанесён код из трёх цифр. Первые две цифры определяют значение ёмкости в пикофарадах (пФ), а третья – количество нулей. Так, на изображённом ниже рисунке на конденсатор нанесён код 103. Определим его ёмкость:
10 пФ + (3 нуля) = 10000 пФ = 10 нФ = 0,01 мкФ.
Конденсаторы ёмкостью до 10 пФ маркируются по-особенному: символ «R» в их кодировке обозначает запятую. Теперь Вы можете определить ёмкость любого конденсатора. Приведённая ниже табличка поможет Вам проверить себя.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу.
Например, вместо конденсатора 15 нФ набор может комплектоваться конденсатором 10 нФ или 22 нФ, и это не отразится на работе готовой конструкции.
Керамические конденсаторы не имеют полярности и могут устанавливаться в любом положении выводов.
Некоторые мультиметры (кроме самых бюджетных) имеют функцию измерения ёмкости конденсаторов, и Вы можете воспользоваться этим способом.
Полярные (электролитические) конденсаторы
Есть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика.
Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки. Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора. Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны.
На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с бОльшим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.
Внешний вид электролитического конденсатора (правильно установленный на плату конденсатор)
Самодельный ионистор — суперконденсатор своими руками.
Суперконденсатор или гибридная батарея в автомобиле Электрическая емкость земного шара, как известно из курса физики, составляет около 700 микрофарад. Обычный конденсатор такой емкости по весу и объему можно сравнить с кирпичом. Но есть конденсаторы с электрической емкостью земного шара, равной по размеру песчинке — сверхконденсация.
Такие устройства появились сравнительно недавно, лет двадцать назад. Называются они по-разному: ионисторы, ионики или просто суперконденсаторы.
Используется для проверки измеряемых приборов при сравнении с конденсаторами, мощность которых необходимо определить. Емкость стандартных конденсаторов должна быть хорошей стабильностью при изменении температуры и частоты. Для устранения этих нежелательных влияний принимаются различные конструктивные решения.
Что касается используемого диэлектрика, стандартные конденсаторы имеют диэлектрический газ и твердый диэлектрик. Их устойчивость во времени определяется деформациями арматуры, опорных деталей и т. п. или изменением состава и свойств диэлектрического газа, а также изменением поверхности металла арматуры.
Не думайте, что они доступны только некоторым аэрокосмическим фирмам высокого полета. Сегодня вы можете купить в магазине ионистор размером с монету и емкостью в один фарад, что в 1500 раз превышает емкость земного шара и приближается к емкости крупнейшей планеты Солнечной системы — Юпитера.
Любой конденсатор накапливает энергию. Чтобы понять, насколько велика или мала энергия, запасенная в ионисторе, важно ее с чем-то сравнить. Вот несколько необычный, но наглядный способ.
В негерметизированных конденсаторах с воздушным диэлектриком воздух отрицательно влияет на изменение мощности. Для других газовых диэлектриков стандартные конденсаторы герметизируют и хранят в крышках без изменения температуры. Лучшие газодиэлектрические стандартные конденсаторы изготавливаются из нерасширенных сплавов — герметично закрываются и заполняются сухим азотом. Точность диэлектрических стандартных конденсаторов высока, поскольку в процессе усадки они меняются по частоте, температуре и времени.
Стандартные конденсаторы с твердым диэлектриком характеризуются высокой стабильностью, малой изменчивостью в зависимости от температуры и частоты потери частоты. Если они протекают, то значительное влияние влажности на емкость конденсатора обнаруживается через два дня или недели. В качестве диэлектрических материалов используют мелкопластифицированный полистирол, плавленый кварц. По этой причине они используются в качестве высокоточных эталонов в метрологических лабораториях.
Энергии обычного конденсатора достаточно, чтобы он мог прыгнуть примерно на метр-полтора. Крошечный ионистор типа 58-9В, имеющий массу 0,5 г, заряженный напряжением 1 В, мог прыгнуть на высоту 293 м!
Иногда думают, что ионисторы могут заменить любой аккумулятор. Журналисты нарисовали мир будущего бесшумными электромобилями на суперконденсаторах. Но так далеко-далеко. Ионистор весом в один килограмм может накопить 3000 Дж энергии, а самый плохой свинцово-кислотный аккумулятор — 86 400 Дж — в 28 раз больше. Однако при отдаче большой мощности в короткие сроки батарея быстро портится, и разряжается только наполовину. Ионистор же многократно и без вреда для себя отдает любую мощность, лишь бы соединительные провода их выдерживали. К тому же ионистор можно заряжать за секунды, а аккумулятору обычно нужны часы.
Особое внимание следует уделить конструкции высокочастотных стандартных конденсаторов. Эти калибровочные конденсаторы не должны содержать паразитных индуктивностей и должны быть подключены к цепи с большой осторожностью, чтобы исключить паразитные емкости. Для этого используется прецизионный коаксиальный разъем с очень низкой паразитной емкостью.
Изготавливаются из ряда малой мощности. Совмещение значений достигается с помощью десятипозиционного переключателя. Диэлектрические конденсаторы в коробке маленькие, а серебряная арматура на маленьких пластинах. Он представляет годовую стабильность ±. Это мегагомометр-электрический прибор. Рационометрический индикатор состоит из двух катушек с подвижными сердечниками, закрепленными на одной оси со стрелкой индикатора; Стандартный конденсатор монтируется последовательно с катушкой и выводами для подключения конденсатора неизвестной емкости к другому.
Определяет область применения ионистора. Он хорош в качестве источника питания для устройств, которые недолговечны, но довольно часто потребляют много энергии: электронная техника, фонарики, автомобильные стартеры, электрические отбойные молотки. Ионистор также может использоваться в военных целях в качестве источника питания для электромагнитных инструментов. А в сочетании с небольшой электростанцией ионистор позволяет создавать автомобили с электроприводом колес и расходом топлива 1-2 литра на 100 км.
Прибор имеет градуированную шкалу в микрофарадах. С их помощью измеряют электрическую мощность; представляют собой мосты с питанием от переменного тока. Индикатор нуля также рассчитан на переменный ток. Для этого мост питают от источника высокого напряжения. Мост работает с промышленными, звуковыми или радиочастотами.
Мост для измерения емкости электролитических конденсаторов. Плоский конденсатор простейшего типа состоит из двух плоских, параллельных и параллельных пластин, разделенных однородным диэлектриком. Емкость такого конденсатора рассчитывается по соотношению.
Ионисторы самой разной емкости и рабочего напряжения имеются в продаже, но стоят они немного. Так что если есть время и интерес, можно попробовать сделать ионистор самостоятельно. Но прежде чем давать конкретные советы, немного теории.
Из электрохимии известно: при погружении металла в воду на его поверхности образуется так называемый двойной электрический слой, состоящий из противоположных электрических зарядов — ионов и электронов. Между ними действуют силы взаимного притяжения, но заряды не могут приблизиться друг к другу. Этому препятствуют силы притяжения молекул воды и металла. По своей сути двойной электрический слой представляет собой не что иное, как конденсатор. Заряды, сосредоточенные на его поверхности, служат облицовками. Расстояние между ними очень маленькое. А, как известно, емкость конденсатора увеличивается с уменьшением расстояния между его обкладками. Поэтому, например, емкость обычной стальной иглы, погруженной в воду, достигает нескольких мФ.
На практике предпочтительнее вычислять формулу, полученную из соотношения. Приведенные выше соотношения не учитывают, что линейное электрическое поле падает по краям арматуры, поэтому они дают несколько меньшую мощность, чем целые числа. Такой конденсатор состоит из двух изолированных друг от друга токопроводящих сфер, представляющих собой вентили конденсатора. Можно показать, что отношение можно использовать для расчета этого конденсатора.
Концентрический цилиндрический конденсатор состоит из двух коаксиальных проводящих катушек, образующих арматуру, разделенных между собой диэлектриком. Предполагая, что такой конденсатор очень длинный, его мощность на метр длины рассчитывается с учетом приведенного ниже соотношения, принимая, что его диаметр пренебрежимо мал при его длине.
По существу ионистор состоит из двух погруженных в электролит электродов с очень большой площадью, на поверхности которых под действием приложенного напряжения образуется двойной электрический слой. Однако при использовании обычных плоских пластин можно было бы получить емкость всего в несколько десятков мФ. Для получения больших емкостей, характерных для ионисторов, применяют электроды из пористых материалов, имеющих большую поверхность пор при малых внешних размерах.
Преобразовывая эти отношения, мы получаем практические формулы. Приведенные выше формулы полезны при расчете емкости коаксиальных кабелей, используемых на высоких частотах. Основными мерами охраны труда являются. Обеспечение неготовности элементов, входящих в состав электрических цепей, достигается за счет.
Прокладка электрических кабелей, даже изолированных, а также электрооборудования в недоступном для человека месте. Электрическая изоляция проводников. Использование дождевых червей. Используйте пониженное напряжение для переносных электроинструментов. При использовании переносных инструментов с электроприводом обязателен.
В это время на эту роль пробовали губчатые металлы от титана до платины. Однако несравненно лучшим оказался… обычный активированный уголь. Это древесный уголь, который после специальной обработки становится пористым. Площадь поверхности пор 1 см3 такого угля достигает тысячи квадратных метров, а емкость двойного электрического слоя на них – десять фарад!
Перед началом работы внимательно осмотрите прибор, изоляцию и крепление прибора. Не скручивайте и не скручивайте шнур питания при перемещении инструмента с одной работы на другую, чтобы обеспечить хорошее состояние изоляции. Контролируйте соединительный кабель при перемещении инструмента с одной задачи на другую, чтобы он не перекручивался и не перекручивался.
Избегайте прохождения шнура питания на подъездных путях и в местах складирования материалов; если этого нельзя избежать, кабель будет защищен от ушибов, залипания или зависания. Запрещение ремонта или устранения дефектов при эксплуатации или техническом обслуживании двигателя без надзора за инструментом, подключенным к электрической сети.
Самодельный ионистор На рисунке 1 показана конструкция ионистора. Он состоит из двух металлических пластин, плотно прижатых к «начинке» из активированного угля. Уголь уложен в два слоя, между которыми проложен тонкий разделительный слой вещества, не проводящего электроны. Все это пропитано электролитом.
При зарядке ионистора в одной его половине на порах угля образуется двойной электрический слой с электронами на поверхности, в другой — с положительными ионами. После зарядки ионы и электроны начинают течь навстречу друг другу. При их встрече образуются нейтральные атомы металла, а накопленный заряд уменьшается и со временем может исчезнуть.
Использование средств индивидуальной защиты и средств оповещения. Первичная защита состоит из изолированных плоскогубцев и изолированных инструментов. Вспомогательные средства защиты состоят из: средств защиты, резиновых матов, электроизоляционных площадок.
Автоматическое отключение в случае опасного прикосновения или опасной утечки. Разделение защиты с помощью разделительного трансформатора. Дополнительная изоляция изоляции, которая заключается в выполнении дополнительной изоляции от обычных изоляционных работ, но которая не должна снижать механические и электрические качества, необходимые для изоляционных работ.
Для предотвращения этого между слоями активированного угля вводят разделительный слой. Он может состоять из различных тонких полиэтиленовых пленок, бумаги и даже шерсти.
В любительском ионисторе электролитом служит 25% раствор хлорида натрия или 27% раствор КОН. (При меньших концентрациях на положительном электроде не будет образовываться слой отрицательных ионов.)
Память защиты применяют для обеспечения персонала от поражения электрическим током при прикосновении к оборудованию и установкам, не входящим в состав рабочих цепей, но могущим случайно войти в действие из-за неисправности изоляции. Нулевое подключение достигается за счет создания общей сети защиты, постоянно контролирующей сеть электроснабжения машин.
Защита уравнивающими потенциалами является вторичным средством защиты и заключается в создании соединений через проводники во всех металлических частях различных установок и сооружений, которые могут случайно испытать напряжение и пострадать от человека, проходящего через это место.
В качестве электродов используются медные пластины с припаянными к ним проводами. Их рабочие поверхности должны быть очищены от окислов. При этом желательно использовать крупнозернистую наждачную бумагу, процарапывая. Эти царапины улучшат сцепление угля с медью. Для хорошей адгезии пластины следует обезжирить. Обезжиривание пластин производят в два этапа. Сначала их моют с мылом, затем натирают зубным порошком и промывают струей воды. После этого не трогайте их пальцами.
Промышленные электронные устройства, оборудование и установки. Руководство для промышленных университетов и профессионально-технических училищ, Бухарест. Ниту — «Приборы и методы измерения и контроля». Он работает только с чистым напряжением, в основном его ток очень близок к нулю, то есть десятки-сотни миллиампер, максимум один-два усилителя для действительно огромных; на его выходе напряжение в сотни, тысячи и даже в десятки тысяч раз превышает входное, в зависимости от его размера, и может достигать десятков миллионов вольт, что делает вторичную мощность настолько большой или выше первичной; майор и его вторичные работают на разных частотах, в основном при вторичном расположении нескольких гармоник частот, отличных от частоты входного тока, в связи с тем, что его катушки управляются электрическим разрядом некоторых конденсаторов в катушке; передача энергии не происходит однонаправленно от первичной обмотки к вторичной, как в обычном трансформаторе, а его обмотки влияют и взаимно усиливаются; это трансформатор, работающий с полем и излучением, в основном электрический и слишком маленький, потому что у него нет металлического сердечника, а его катушка находится «в воздухе».
Затем инвертор сопоставляет мощность батареи, которую можно подключить к клеммам батареи или батарейного отсека, чтобы обеспечить собранное таким образом напряжение батареи как переменный ток, совместимый с национальной сетью переменного тока, то есть 220 В при 50 Гц.
Активированный уголь, купленный в аптеке, растирают в ступке и смешивают с электролитом до получения густой пасты, которой намазывают тщательно снятую пластину.
При первом испытании тарелку с подкладкой из бумаги положите одну на другую, затем попробуйте ее зарядить. Но есть тонкость. При напряжении более 1 В начинается выделение газов h3, O2. Они разрушают угольные электроды и не позволяют нашему прибору работать в конденсаторно-ионисторном режиме.
Патенты можно найти по этим адресам. Это бесконечно дешевле, даже если нам придется построить его в одиночку; могут обеспечивать более высокую мощность, напрямую улавливая электричество из земно-ионосферного конденсатора, а не преобразовывая свет в электричество, как фотоэлектрические панели; поэтому он работает бесшумно и неустанно 24 часа в сутки, независимо от того, солнце это, туман, ветер, гроза, дождь или снег. «Электрохимические конденсаторы с двойным покрытием», «Суперконденсаторы» или «Ультраконденсаторы» в настоящее время используют термины для обозначения одного и того же типа изделий, отличающихся от обычных конденсаторов более высоким значением электрической емкости.
Следовательно, мы должны заряжать его от источника с напряжением не более 1 В. (Именно такое напряжение для каждой пары пластин рекомендуется для работы промышленных ионисторов.)
Детали для любопытных
С напряжение более 1,2 В ионистор превращается в газовую батарею. Это интересное устройство, также состоящее из активированного угля и двух электродов. Но конструктивно он выполнен иначе (см. рис. 2). Обычно берут два угольных стержня от старого гальванического элемента и обвязывают их марлевыми мешочками с активированным углем. В качестве электролита используется раствор КОН. (Раствор соли использовать нельзя, так как при его разложении образуется хлор.)
Сверхпроводник в первом анализе аналогичен обычным электролитическим конденсаторам. Электролитический конденсатор схематично показан на рис. Основными конструктивными элементами электролитического конденсатора являются: две металлические арматуры, сепаратор и электролит. Сепаратор состоит из слоя пористого материала, изолирующего с точки зрения электронной проводимости. Он обеспечивает электрическую изоляцию, которая предотвращает контакт между двумя электродами. Жидкий электролит проникает в поры сепаратора, поэтому ионы могут легко пройти через сепаратор и достичь металлической арматуры.
Энергоемкость газового аккумулятора достигает 36 000 Дж/кг, или 10 Втч/кг. Это в 10 раз больше, чем у ионистора, но в 2,5 раза меньше, чем у обычного свинцово-кислотного аккумулятора. Однако газовый аккумулятор — это не просто аккумулятор, а весьма своеобразный топливный элемент. При его заряде на электродах выделяются газы — кислород и водород. Они «оседают» на поверхности активированного угля. При появлении тока нагрузки они соединяются для образования водяного и электрического тока. Однако этот процесс без катализатора идет очень медленно. И как оказалось, катализатором может быть только платина… Поэтому, в отличие от ионистора, газовая батарея не может выдавать большие токи.
При отсутствии подачи напряжения на электроды конденсатора электрический заряд на их поверхности отсутствует, а отрицательные и положительные ионы электролита равномерно распределены по массе. При приложении электродов к внутренней поверхности одного образуется слой положительного электрического заряда, а на внутренней поверхности другого образуется слой отрицательного электрического заряда. Отрицательные ионы в электролите притягиваются к слою положительного заряда, образуя второй слой отрицательно заряженных ионов на очень малом расстоянии от слоя положительно заряженного металла.
Тем не менее московский изобретатель А.Г. Пресняков (http://chemfiles.narod.ru/hit/gas_akk.htm) успешно применил газовый аккумулятор для запуска двигателя грузовика. Его солидный вес — почти в три раза больше обычного — в данном случае переносился. Но низкая стоимость и отсутствие таких вредных материалов, как кислота и свинец, казались чрезвычайно привлекательными.
Газовый аккумулятор простейшей конструкции оказался склонным к полному саморазряду за 4-6 часов. На этом эксперименты закончились. Кому нужна машина, которую нельзя завести после ночевки?
И все же «большая бытовая техника» не забыла о газовых батареях. Мощные, легкие и надежные, они стоят на одних сателлитах. Процесс в них проходит под давлением около 100 атм, а в качестве поглотителя газов используется губчатый никель, который в таких условиях работает как катализатор. Все устройство размещено в сверхлегком контейнере из углеродного волокна. Оказалось, что у аккумуляторов энергопотребление почти в 4 раза выше, чем у свинцовых аккумуляторов. Электромобиль мог проехать на них около 600 км. Но, к сожалению, пока они очень дорогие.
Конденсатор встречается в наборах Master Kit (да и вообще в электронных устройствах) почти так же часто, как и резистор. Поэтому важно хотя бы в общих чертах представить его основные характеристики и принцип работы.
Принцип работы конденсатора
В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в виде пластин (называемых пластинами), разделенных диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами тарелки. Чем больше отношение площади пластин к толщине диэлектрика — тем выше емкость конденсатора. Чтобы избежать физического увеличения размеров конденсатора до огромных размеров, конденсаторы делают многослойными: например, сворачивают в рулон полосы пластин и диэлектриков.
Поскольку любой конденсатор имеет диэлектрик, он не способен проводить постоянный ток, но он может сохранять электрический заряд, присоединенный к его обкладкам, и в нужный момент отдавать его. Это важное свойство.
Договоримся: радиодеталь мы называем конденсатором, а его физическую величину — емкостью. То есть правильно говорить так: «емкость конденсатора 1 мкФ», но некорректно говорить: «замените ту емкость на плате». Вы, конечно, поймете, но лучше соблюдать «правила хорошего тона».
Электрическая емкость конденсатора является его основным параметром
Чем больше емкость конденсатора, тем больше заряда он может сохранить. Емкость конденсатора измеряется в Фарадах, обозначается
Ф. 1 Фарад — очень большая емкость (у земного шара емкость менее 1Ф), поэтому для обозначения емкости в радиолюбительской практике используют следующие основные размерные величины — приставки: µ (микро), n (нано) и p (пико):
1 микрофарад — 10-6 (одна миллионная часть), т.е. 1000000мкФ = 1Ф
1 наноФарад — 10-9 (одна миллиардная часть), т. е. 1000 нФ = 1 мкФ
p (пико) — 10-12 (одна триллионная часть), т. е. 1000 пФ = 1 нФ
Как и Ом, Фарад — фамилия в физике. Поэтому, как культурные люди, пишем с большой буквы «Ф»: 10 пФ, 33 нФ, 470 мкФ.
Номинальное напряжение конденсатора
Расстояние между обкладками конденсатора (особенно конденсатора большой емкости) очень мало и достигает единиц микрометра. Если подать слишком высокое напряжение на обкладки конденсатора, диэлектрический слой может быть нарушен. Поэтому каждый конденсатор имеет такой параметр, как номинальное напряжение. Во время работы напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Но лучше, когда номинальное напряжение конденсатора будет немного выше напряжения в цепи. То есть, например, в цепи с напряжением 16В могут работать конденсаторы с номинальным напряжением 16В (в крайнем случае), 25В, 50В и выше. Но нельзя ставить в эту схему конденсатор с номинальным напряжением 10В. Конденсатор может выйти из строя, и часто это происходит с неприятным хлопком и выделением едкого дыма.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях для начинающих не применяют напряжение питания выше 12В, а современные конденсаторы чаще всего имеют номинальное напряжение 16В и выше. Но помните, что номинальное напряжение конденсатора очень важно.
Типы конденсаторов
На разных конденсаторах можно написать много томов. Впрочем, это уже сделали некоторые другие авторы, поэтому я расскажу только самое необходимое: конденсаторы бывают неполярными и полярными (электролитическими).
Неполярные конденсаторы
Неполярные конденсаторы (в зависимости от типа диэлектрика делятся на бумажные, керамические, слюдяные…) можно устанавливать в схему как угодно — в этом они напоминают резисторы.
Обычно неполярные конденсаторы имеют сравнительно небольшую емкость: до 1 мкФ.
Маркировка неполярных конденсаторов
На корпус конденсатора наносится трехзначный код. Первые две цифры определяют значение емкости в пикофарадах (пФ), а третья — количество нулей. Так, на рисунке ниже на конденсаторе нанесен код 103. Определяем его вместимость:
10 пФ + (3 нуля) = 10 000 пФ = 10 нФ = 0,01 мкФ.
Конденсаторы до 10 пФ маркируются особым образом: символ «R» в их кодировке обозначает запятую. Теперь можно определить емкость любого конденсатора. Следующая этикетка поможет вам проверить себя.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допускается замена некоторых конденсаторов на близкие к номиналу. Например, вместо конденсатора на 15 нФ в комплект можно поставить конденсатор на 10 нФ или 22 нФ, и это не повлияет на работу готовой конструкции.
Керамические конденсаторы не имеют полярности и могут быть установлены при любом положении выводов.
Некоторые мультиметры (кроме самых бюджетных) имеют функцию измерения емкости конденсаторов, и вы можете воспользоваться этим методом.
Конденсаторы полярные (электролитические)
Увеличить емкость конденсатора можно двумя способами: либо увеличить размер его обкладок, либо уменьшить толщину диэлектрика.
С целью минимизации толщины диэлектрика в конденсаторах большой емкости (выше нескольких микрофарад) используется специальный диэлектрик в виде оксидной пленки. Этот диэлектрик нормально работает только при правильном напряжении, приложенном к обкладкам конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. На корпусе конденсатора всегда имеется маркировка полярности. Это может быть как знак «+», но чаще всего в современных конденсаторах вывод «минус» отмечен полоской на корпусе. Еще один вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на эту особенность можно только до обрезания выводов радиодетали.
На печатной плате также есть маркировка полярности (обычно знак «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности на деталях и на печатной плате.
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допускается замена некоторых конденсаторов на близкие к номиналу. Также допускается замена конденсатора на аналогичный с большим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо комплекта конденсаторов 330 мкФ 25В можно использовать конденсатор 470 мкФ 50В, и на работу готовой конструкции это никак не повлияет.
Внешний вид Электролитический конденсатор (правильно установленный конденсатор)
BMS для суперконденсаторов (ионисторов) 100F, 200F, 300F, 400F, 500F, 800F, — 9S, конфигурация APP, 9S0002.
КикадКикад |
Описание
BMS для суперконденсаторов (ионисторов) 100F, 200F, 300F, 400F, 500F, 800F, — конфигурация 6S
схема BMS Supercap
Схемы и схемы
3 Скачать Герберы Скачать спецификацию (ведомость материалов)
02 июня 2021 г.
659 просмотровЭлемент отчета
ГОЛОСОВАНИЕ 0 голосов
ГОЛОСУЙТЕ СЕЙЧАС !
- 0 ГОЛОСЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
0,00
Владимир Ровинский: еще
- BMS для суперконденсаторов (ионисторов) 100F, 200F, 300F, 400F, 500F, 800F, — конфигурация 6S схема BMS Supercap
Вам также может понравиться
-
HID2AMI HID MOUSE AND GAMEPAD to AMIGA ADAPTER (REV 2.
0 board)Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International Public Licensehttps://github.com/EmberHeavyIndustries/HID2AMIHID2A…
HID2AMI v2.0 с поддержкой колесика мыши
5304 0 9
EmberHeavyIndustries
ЭмберХэвиИндастриз
ИТАЛИЯ
-
Превращает Raspberry PI в 3-канальный монитор напряжения и тока для других устройств.
Этот HAT содержит три микросхемы INA219, подключенные к шине I2C и измеряющие ток по трем независимым каналам. Шу…
Шляпа монитора мощности RaspberryPI
2580 2 3
Рафал Витчак
Рафал Витчак
ПОЛЬША
-
TL; DR Модуль представляет собой простой способ подключения широко используемого (по крайней мере, в Германии) блока управления Buderus Logamatic 2107M для систем отопления на жидком топливе к вашей домашней сети и вашей домашней автоматизации.
Этот…
KM271 Модуль связи Buderus Logamatic Wi-Fi
2469 0 4
Глейзер
Глейзер
ГЕРМАНИЯ
-
Watchible — это дополнительная плата NB-IOT для Raspberry Pi Pico.
Это низкая стоимость и низкая мощность. Он предназначен для мониторинга любого триггера с интерфейсом с низким импедансом. Как Pico, так и Quectel BCC-66…
Наблюдаемая плата NB-IOT
2063 6 0
Дума
Дума
СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
-
WheelOfJoy — это открытый аппаратный адаптер джойстика для 8 игроков для Commodore 16 и Plus/4.
Первоначальная цель состояла в том, чтобы выяснить, как работает адаптер Solder для 3 джойстиков. Это было довольно легко, как только я понял…
WheelOfJoy — адаптер для джойстика Commodore 16/116/+4 на 8 игроков
1522 2 4
СуккоПера
СуккоПера
ИТАЛИЯ
-
https://martin-piper.
itch.io/bomb-jack-display-hardwareМодульное аудио- и видеооборудование для ретро-машин, таких как Commodore 64. Разработано для использования интегральных схем TTL серии 74, доступных еще в 1…
MegaWang 2000 Turbo Edition — Аудио V9.2
2071 2 2
Пайпер
Пайпер
СИНГАПУР
-
Картриджная плата для 8-разрядных компьютеров ATARI 65XE/130XE/800XE/800XL на базе универсальной микросхемы флэш-памяти SST39SF040 CMOS.
В проекте не используются микросхемы программируемой логики, такие как GAL-чипы.
Картридж SXEGS для ATARI 65XE/130XE/800XE
2979 1 5
продюсер
кодер
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ,
-
LittleSixteen — это римейк домашнего компьютера Commodore 16 с открытым оборудованием, отличающийся множеством улучшений по сравнению с исходным дизайном.
В V3 мы начали вносить улучшения в плату: перешли на внешний …
LittleSixteen V3 — улучшенная материнская плата Commodore 16
2986 6 5
СуккоПера
СуккоПера
ИТАЛИЯ
-
Эй, ребята, что случилось? Итак, это PALPi, портативная игровая консоль в стиле ретро на базе Raspberry Pi Zero W, которая может запускать практически все ретро-игры, от SNES до PS1.
Мозгом этого проекта является RECAL…
Портативная ретро игровая консоль PALPi V5
4302 1 4
Арнов шарма
Арнов шарма
ИНДИЯ
-
В течение 3 лет я пробовал несколько ножных механизмов, сначала я решил сделать простую конструкцию с большеберцовым двигателем, размещенным на бедренном суставе.
У этой конструкции было несколько проблем, так как она была не очень…
Создание динамически эффективной роботизированной ноги.
2907 1 7
Мигель Асд
Мигель Асд
ИСПАНИЯ
-
ESP32-S в форм-факторе Arduino ESP32-S, по крайней мере, на мой взгляд, является одним из самых универсальных микроконтроллеров, доступных производителям на данный момент.
Он отвечает почти всем моим требованиям по функциям, требуемым …
Плата для разработки ESP32-S в форм-факторе «Arduino Uno»
3030 4 10
СоздательIoT2020
MakerIoT2020
ТАИЛАНД
-
Аналоговые усилители звука достаточно мощны, чтобы издавать высокий уровень шума со стабильной добротностью.
