Как расшифровать цветовую маркировку конденсаторов. Какие типы маркировки используются для обозначения емкости. Как рассчитать емкость конденсатора по его параметрам. Таблица соответствия цветов и значений для определения емкости конденсаторов.
Основные типы маркировки конденсаторов
Конденсаторы играют важную роль во многих электронных устройствах. Для правильного использования необходимо уметь определять их емкость и другие характеристики. Существует несколько основных способов маркировки конденсаторов:
- Цветовая маркировка
- Буквенно-цифровая маркировка
- Маркировка в виде кода
Рассмотрим подробнее каждый из этих типов маркировки и правила их расшифровки.
Цветовая маркировка конденсаторов
Цветовая маркировка — один из самых распространенных способов обозначения емкости и других параметров конденсаторов. Она представляет собой нанесенные на корпус цветные полосы или точки. Каждый цвет соответствует определенной цифре или множителю.
Для расшифровки цветовой маркировки используется следующая таблица соответствия цветов и значений:
| Цвет | Значение | Множитель |
|---|---|---|
| Черный | 0 | 1 |
| Коричневый | 1 | 10 |
| Красный | 2 | 100 |
| Оранжевый | 3 | 1000 |
| Желтый | 4 | 10000 |
| Зеленый | 5 | 100000 |
| Синий | 6 | 1000000 |
| Фиолетовый | 7 | 10000000 |
| Серый | 8 | 100000000 |
| Белый | 9 | 1000000000 |
Как расшифровать цветовую маркировку конденсатора?
Для определения емкости конденсатора по цветовой маркировке необходимо выполнить следующие шаги:- Определить количество цветных полос на корпусе конденсатора (обычно 3-5).
- Расположить конденсатор так, чтобы полоса допуска (обычно золотая или серебряная) была справа.
- Определить значения первых двух полос по таблице соответствия цветов.
- Определить множитель по третьей полосе.
- Умножить полученное двузначное число на множитель.
- Определить единицу измерения (обычно пикофарады).
Например, для конденсатора с маркировкой красный-фиолетовый-оранжевый-золотой:
- Красный = 2
- Фиолетовый = 7
- Оранжевый = множитель 1000
- Золотой = допуск 5%
Емкость: 27 * 1000 = 27000 пФ = 27 нФ
Буквенно-цифровая маркировка конденсаторов
Буквенно-цифровая маркировка применяется на конденсаторах большего размера. Она обычно содержит прямое указание емкости и единицы измерения. Например:
- 100pF — 100 пикофарад
- 4.7nF — 4.7 нанофарад
- 10uF — 10 микрофарад
Иногда единица измерения может быть зашифрована буквой, заменяющей десятичную точку:
- 4n7 = 4.7 нФ
- 2u2 = 2.2 мкФ
Как рассчитать емкость конденсатора?
Емкость конденсатора можно рассчитать, зная его геометрические размеры и свойства диэлектрика. Для этого используется формула:
C = εε0S / d
где:
- C — емкость конденсатора (Ф)
- ε — диэлектрическая проницаемость материала между обкладками
- ε0 — электрическая постоянная (8.85 * 10^-12 Ф/м)
- S — площадь перекрытия обкладок (м^2)
- d — расстояние между обкладками (м)
Например, для воздушного конденсатора с площадью пластин 1 см^2 и расстоянием 1 мм:
C = 1 * 8.85 * 10^-12 * 0.0001 / 0.001 = 0.885 пФ
Типы конденсаторов и их особенности
Существует множество типов конденсаторов, различающихся по конструкции и применяемым материалам:
- Керамические — компактные, недорогие, широкий диапазон емкостей
- Пленочные — стабильные характеристики, низкие потери
- Электролитические — большая емкость, полярные
- Танталовые — высокая удельная емкость, стабильность
- Подстроечные — регулируемая емкость
Выбор типа конденсатора зависит от требований конкретной схемы по емкости, рабочему напряжению, стабильности, габаритам и другим параметрам.
Как правильно подобрать конденсатор для схемы?
При выборе конденсатора для электронной схемы необходимо учитывать следующие факторы:
- Требуемая емкость
- Рабочее напряжение
- Допустимое отклонение емкости
- Температурный коэффициент емкости
- Тип диэлектрика
- Габаритные размеры
- Стоимость
Важно выбирать конденсатор с запасом по напряжению и учитывать возможные колебания емкости при изменении температуры. Для ответственных узлов рекомендуется использовать более стабильные и качественные типы конденсаторов.
Применение конденсаторов в электронных схемах
Конденсаторы широко используются в самых разных электронных устройствах. Основные области их применения:
- Фильтрация помех и сглаживание пульсаций
- Разделение постоянной и переменной составляющих сигнала
- Накопление энергии
- Создание колебательных контуров
- Временная задержка сигналов
- Блокировка цепей питания
Правильный выбор типа и номинала конденсатора критически важен для корректной работы электронных устройств. Поэтому важно уметь читать маркировку и рассчитывать необходимые параметры конденсаторов.
| Параметр конденсатора | Тип конденсатора | ||
| Керамический | Электролитический | На основе металлизированной пленки | |
| Диапазон изменения емкости конденсаторов | От 2,2 пФ до 10 нФ | От 100 нФ до 68000 мкФ | 1 мкФ до 16 мкФ |
| Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % | ± 10 и ±20 | ±10 и ±50 | ±20 |
| Рабочее напряжение конденсаторов, В | 50 — 250 | 6,3 — 400 | 250 — 600 |
| Стабильность конденсатора | Достаточная | Плохая | Достаточная |
| Диапазон изменения температуры окружающей среды, оС | От -85 до +85 | От -40 до +85 | От -25 до +85 |
Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность.
Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты.|
Random converter |
Электрическая емкостьКонвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. |
|
Random converter |
Электрическая емкостьКонвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления. |
РАДИОЛЮБИТЕЛЬ, №3, 1925 год.
Как рассчитать емкость конденсатора
Как рассчитать емкость конденсатора
РАДИОЛЮБИТЕЛЬ, №3, 1925 год. Как рассчитать емкость конденсатора«Радиолюбитель», №3, март, 1925 год, стр. 63-64
Как рассчитать емкость конденсатора
С. И. Шапошников
Электроемкость
Известно, что существуют некоторые приборы, в которых можно накапливать или собирать электричество.
Такие приборы называются конденсаторами.
Возьмем несколько различных конденсаторов и присоединим их параллельно, например, к батарее в 80 вольт напряжением. Обкладки конденсаторов сейчас же получат заряды от полюсов батареи и зарядятся до того же напряжения, что и у батареи.
Отсоединяя теперь поочередно конденсаторы, не касаясь их контактов руками, будем касаться ими до зажимов чувствительного прибора. При этом мы заметим следующее: в момент присоединения конденсатора к прибору проскочит искорка, сопровождаемая более или менее громким треском, и прибор даст мгновенное отклонение стрелки 1).
Так как эти отклонения будут различны, мы заключаем, что заряды разных конденсаторов, полученные от одной и той же батареи, будут различны, т.-е. одни конденсаторы получат большее количество электричества, другие — меньшее.
Электроемкостью, или, как говорят чаще, емкостью конденсатора, называется способность его воспринимать большее или меньшее количество электричества.
Для измерения емкостей установлена единица, т.-е. определенная емкость, называемая фарадой.
Емкостью в 1 фараду обладает такой конденсатор, который, будучи заряжен до напряжения в один вольт, при разряде даст ток, средняя величина которого будет равна одному амперу, при длительности прохождения тока в одну секунду.
Фарада — емкость весьма большая, почему ее разделили на миллион частей, называя такую единицу микрофарадой.
Но для целей радиотехники часто и микрофарада является слишком большой.
Поэтому чаще пользуются третьей единицей, называемой сантиметром.
Микрофарада равна девятистам тысячам сантиметров.
Деля число сантиметров на 900.000, мы превратим емкость, выраженную в сантиметрах, в микрофарады. А разделив число микрофарад на 1.000.000, мы выразим ту же емкость в фарадах.
Расчет емкости
Простейший конденсатор состоит из двух пластин любого металла, разделенных одна от другой слоем любого непроводника или изолятора, или жке, как иначе его называют, диэлектрика.
Рис. 1. Параллельное соединение конденсаторов.
Пусть мы имеем два совершенно одинаковых конденсатора с одинаковой емкостью — С1 и С2. Соединим их параллельно к батарее Б (рис. 1). Очевидно, что емкость такой соединенной группы будет вдвое больше, чем емкость одного конденсатора, так как два конденсатора, при заряде, получат две порции электричества.
Что у нас изменилось, когда мы присоединили второй конденсатор? Диэлектрик остался прежний, толщина его тоже.
Изменилась величина пластин, или, как их называют, обкладок — вдвое. Во столько же раз изменилась и емкость системы. Поэтому, если взять такой же диэлектрик, как у двух первых конденсаторов, но обкладки его увеличить по площади вдвое, то мы получим один конденсатор, но с емкостью вдвое большей.
Итак: емкость конденсатора зависит от величины обкладок. Чем площадь обкладок меньше, тем меньше емкость конденсатора. Чем площадь обкладок больше, тем больше емкость конденсатора.
Рис. 2. Последовательное соединение конденсаторов.
Теперь соединим два одинаковых конденсатора последовательно, как показано на рис. 2-a. Измерение показывает, что емкость такой группы стала вдвое меньше, чем у каждого конденсатора в отдельности.
Что же у нас изменилось?
Будем сближать оба конденсатора их внутренними обкладками. Оказывается, что от этого емкость группы изменяться не будет. Она будет оставаться все время вдвое меньшей, чем емкость одного конденсатора. То же будет и тогда, когда внутренние обкладки конденсаторов соединятся между собой, как это изображено на рис. 2-б. И, наконец, то же самое будет, если мы выдернем внутренние обкладки, как это показано на рис. 2-в. Теперь нам ясно. что у нас изменилось: толщина диэлектрика. Она увеличилась вдвое, поэтому емкость уменьшилась вдвое.
Итак: емкость конденсатора уменьшается с увеличением толщины диэлектрика и, наоборот, увеличивается с уменьшением толщины диэлектрика, при условии, что площадь обкладок остается прежней.
Теперь возьмем конденсатор, у которого диэлектрик — воздух. Такой воздушный конденсатор имеет некоторую емкость. Вставим в промежуток между обкладками его диэлектрик из парафиновой бумаги такой же толщины, какой был слой воздуха.
Измерение доказывает, что емкость парафинового конденсатора увеличилась в 2,2 раза. Если парафин заменить стеклом такой же толщины, емкость увеличится в 5—6 раз против емкости воздушного конденсатора.
Следовательно, емкость конденсатора зависит от химических свойств диэлектрика.
Величину, показывающую, во сколько раз увеличилась емкость воздушного конденсатора при замене воздуха каким-либо диэлектриком называют диэлектрической постоянной этого диэлектрика.
Диэлектрическую постоянную будем обозначать буквой К.
Таблица №1
| Диэлектрик | К |
| Воздух | 1 |
| Керосин. | 2 |
| Шеллак. | 2 |
| Каучук | 2—2,7 |
| Сера | 2—4 |
| Парафин | 2,2 |
| Парафиновое масло | |
| Эбонит | 2—3 |
| Гуттаперча | 2,4 |
| Льняное масло | 3,4 |
| Слюда | 4—8 |
| Миканит | |
| Стекло | |
| Фарфор | 4,5—5 |
| Двойные цифры, напр. 4—8 для стекла, в каких пределах может изменяться диэлектрическая постоянная его, в зависимости от сорта. | |
Все вышеприведенные рассуждения можно свести в формулу, по которой легко производить расчет емкости разных конденсаторов.
| C = | K · Sкв. см. | = | K · S | см. ……….. (1) |
| 4π · dсм. | 12,56 d |
В этой формуле буквой С обозначается, как принято, емкость; К — диэлектрическая постоянная; S — площадь одной обкладки, выраженная в квадратных сантиметрах, и d — толщина диэлектрика, выраженная в сантиметрах (длины): π — число, равное 3,14.
Для лучшего усвоения приведем
примеры
Пример 1. Конденсатор стеклянный. Толщина стекла 3 мм. Обкладок две, каждая 15 см. длины и 10 см ширины.
По таблице № 1 диэлектрическая постоянная для стекла K = от 4 до 8; примем за среднее K = 6. Площадь обкладки S = 15 × 10 = 150 кв. см.; толщина стекла d = 3 мм., что переводим в сантиметры и получим: d = 0,3 см. По формуле получим:
| C = | 6 × 150 | = 239 см. емкости. |
| 12,56 × 0,3 |
Пример 3. Стеклянная лейденская банка (см. рис. 3). Внутренний диаметр D = 5 см., высота обкладок h = 10 см; толщина стекла d = 2 мм. Так как наружная обкладка больше внутренней, то мы и привели внутренние размеры банки, так как при неравных по площади обкладках надо измерить меньшую из них.
Рис. 3. Лейденская банка.
Попрежнему: K = 6; d = 0,2 см. Площадь дна определяется по формуле, по которой рассчитывается сечение проводников (см. стр. 17).
| S = | π · d2 | = | π · d · d | = | 3,14 · 5 · 5 | = 19,6 кв. см. |
| 4 | 4 | 4 |
Площадь цилиндрической части обкладки будет:
S = π · d · h = 3,14 · 5 · 10 = 157 кв. см.
Площадь всей внутренней обкладки будет: 19,6 + 157 = 176,6 кв. см.
| Cбанки = | 6 × 176,6 | = 423 см. |
| 12,56 × 0,2 |
Пример 3. Конденсатор парафиновый. Число пластин 10. Размер станиолевых листочков 3 × 9 см.
Рис. 4. Как определяется площадь пластины.
Для определениия толщины листка парафиновой бумаги, разрежем один листок на части, зажмём их между двумя досочками и измерим, сколько листочков приходится на 1 мм. Предположим 13. Тогда толщина диэлектрика будет ¹/13 мм, что, превратив в сантиметры, получим ¹/130 см. K — для парафина по табл. № 1 будет = 2,2. За площадь одного листа станиоля надо принять ту часть его, которая перекрывается следующим листком (см. рис. 4). Следовательно, длина его будет, напр., 6 см. Площадь одного листка будет 3 × 6 = 18 кв. см. Если бы листков было 2, то площадь обкладки равнялась бы 18 кв. см. Если листков взять 3 (см. рис. 4), то листок второй дает с первым площадь 18 кв. см., но он же дает такую же площадь и с третьим, следовательно, при 3 листках площадь будет вдвое больше и т. д. При десяти листках площадь будет в 9 раз больше. Следовательно, S = 9 . 18 = 162 кв. см., откуда:
| C = | 2,2 × 162 | = | 2,2 × 162 × 130 | = 3.700 см. |
| 12,56 × 1 | ||||
Для подсчета емкости конденсатора, состоящего из нескольких пластин, можно воспользоваться и такой формулой.
| C = | K · S1 × (n — 1) | ……….. (2) |
| 12,56 · d |
где S1 — площадь одной пластины, а n — число пластин. В последнем примере S1 = 18 кв. см.; n = 10, следов., n — 1 = 10 — 1 = 9, тогда по форм. (2) имеем:
| C = | 2,2 × 18 × 9 | = 3.700 см. |
т.-е. такой же результат, как и раньше.
Разобранные три примера поясняют все случаи расчетов емкости различных типов конденсаторов.
Мы умеем рассчитать конденсатор. Это важно при постройке его, чтобы иметь представление каких размеров его строить для данной емкости.
Но мы видели, что стекло различных сортов имеет диэлектрическую постоянную от 4 до 8. То же бывает и с другими электриками. Значит, мы можем произвести ошибку из-за величины K. Но, кроме того, мы можем ошибиться и при определении толщины диэлектрика или размеров пластинок. Следовательно, нам надо проверить наш расчет, произведя измерение емкости конденсатора, к чему мы и перейдем, дав представление о том, как ведет себя конденсатор в разных электрических цепях.
1) Чтобы опыт был заметен, емкости д.б. достаточно большие, напр. микрофарады, а прибор — миллиамперметр. (назад)
Керамические конденсаторы MLCC: особенности применения
10 января 2014
Многослойные керамические чип-конденсаторы (MLCC) представляют собой наиболее быстро растущий рынок, по сравнению с остальными типами конденсаторов. MLCC используются во всех областях электроники: потребительской, автомобильной, военной, медицинской, промышленной и др. Каждое приложение предъявляет свои требования к компонентам. Только зная все особенности применения, хранения и монтажа можно сделать правильный и обоснованный выбор конденсатора.
Многослойные керамические чип-конденсаторы (Multilayer Ceramic Capacitors, MLCC) играют решающую роль в технологии поверхностного монтажа с момента их появления. Они имеют ценные особенности, которые обеспечивают их широкое распространение [1]. Среди таких особенностей можно отметить: высокую удельную емкость, широкий диапазон номинальных емкостей, широкий диапазон рабочих напряжений, стандартный набор типоразмеров (таблица 1), позволяющий легко использовать аналоги различных фирм производителей.
Таблица 1 – Стандартные типоразмеры MLCC-конденсаторов
| Типоразмер дюймовый | Типоразмер метрический | Длина, (мм) | Ширина, (мм) |
| 01005 | 0402 | 0.4 | 0.2 |
| 0201 | 0603 | 0.6 | 0.3 |
| 0402 | 1005 | 1.0 | 0.5 |
| 0603 | 1608 | 1.6 | 0.8 |
| 0805 | 2012 | 2.0 | 1.25 |
| 1206 | 3216 | 3.2 | 1.6 |
| 1210 | 3225 | 3.2 | 2.5 |
| 1808 | 4520 | 4.5 | 2.0 |
| 1812 | 4532 | 4.5 | 3.2 |
| 2220 | 5650 | 5.6 | 5.0 |
Благодаря перечисленным качествам, MLCC применяются практически во всех отраслях электроники. Для ряда приложений критично иметь большие размеры компонентов, например, в высоковольтных схемах. Однако анализ рынка продаж показывает [2], что существует четкая и уверенная тенденция к миниатюризации (рисунок 1). Этому есть несколько причин. С одной стороны, уменьшение размеров конденсаторов приводит к улучшению частотных свойств [2], а с другой стороны позволяет экономить место на плате [3] (таблица 2).
Рисунок 1 – Анализ уровня продаж MLCC
Таблица 2 – Сокращение объема и площади занимаемых различными типоразмерами элементов
| Типоразмер | Занимаемая площадь | Занимаемый объем | Плотность размещения MLCC/ кв.см | ||
| кв. мм | % | куб. мм | % | ||
| 1206 | 5.12 | 100 | 8.2 | 100 | 4..5 |
| 0805 | 2.5 | 49 | 3.2 | 39 | 7..8 |
| 0603 | 1.28 | 25 | 1.2 | 15 | до 13 |
| 0402 | 0.5 | 10 | 0.25 | 3 | до 25 |
| 0201 | 0.18 | 4 | 0.054 | 1 | до 48 |
| 01005 | 0.08 | 2 | 0.016 | 0.2 | до 90 |
Требования к конденсаторам в различных приложениях могут сильно отличаться. Именно поэтому при выборе конкретного конденсатора необходимо определяться не только с требованиями к электрическим параметрам, но и с технологией монтажа.
Производство и конструкция MLCC
Большое влияние на параметры конденсаторов оказывают множество факторов. Одним из основных является тип используемого диэлектрика. В MLCC используются неорганические твердые диэлектрики [3,4]. По типу используемого диэлектрика керамические конденсаторы можно поделить на два класса (таблица 3):
- Класс 1 (Class 1) – конденсаторы с высокостабильным диэлектриком, имеющим высокую добротность, линейную температурную зависимость (диэлектрическая проницаемость εr меняется от 6 до 550). Примером таких конденсаторов являются NPO. Они применяются во времязадающих цепях и фильтрах, где основными требованиями являются низкие потери, высокая стабильность емкости и других параметров.
- Класс 2 (Class 2) – конденсаторы с более высоким уровнем потерь и нелинейной зависимостью εr. Примером могут быть X7R, X5R и Y5V MLCC. Они используются как разделительные и блокировочные конденсаторы.
В качестве диэлектрика в конденсаторах второго типа используется BaTiO3 [5]. Этот материал имеет доменную структуру и выраженные ферримагнитные свойства (рисунок 2). При температуре выше температуры Кюри кристаллическая структура BaTiO3 имеет кубическую форму и доменная структура отсутствует, так как элементарные ячейки становятся неполярными. При температуре ниже точки Кюри происходит перераспределение объемного заряда и одна из осей начинает вытягиваться. Структура принимает прямоугольную форму, а при дальнейшем охлаждении форму параллелепипеда. Полученные ячейки становятся полярными, появляется доменная структура. Внутри каждого домена все электрические диполи полярного диэлектрика сориентированы одинаково. Но направления поляризации соседних доменов могут отличаться. Сам процесс поляризации доменов без приложения внешнего поля носит название самопроизвольной поляризации. Эта особенность BaTiO3 приводит к двум последствиям: нелинейной зависимости диэлектрической проницаемости от температуры (рисунок 2) и к нелинейной зависимости диэлектрической проницаемости от приложенного напряжения (эффект DC-bias).
Как найти размер конденсатора в кВАр и Ф для улучшения коэффициента мощности
Привет! С очень важным руководством … Надеюсь, вы найдете его очень полезным, потому что я уже потратил два дня на подготовку этой статьи. Я думаю, что все те, кто отправлял сообщения и письма по этой теме, никогда больше не спросят, следуют ли они этим простым методам для расчета надлежащего размера конденсаторной батареи в кВАр и микрофарадах для коррекции коэффициента мощности и улучшения как в однофазной, так и в трехфазной сети. фазовые цепи.Думаю, это слишком …
А теперь приступим …
Рассмотрим следующие примеры.
Пример: 1
Трехфазный асинхронный двигатель мощностью 5 кВт имеет коэффициент мощности, равный 0,75. Какой размер конденсатора в кВАр требуется для повышения коэффициента мощности до 0,90?
Решение № 1 (с помощью простого табличного метода)
Мощность двигателя = 5 кВт
Из таблицы, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0.От 75 до 0,90 составляет 0,398
Требуемый конденсатор, кВАр для повышения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90
Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x Таблица 1, множитель 0,75 и 0,90
= 5 кВт x 0,398
= 1,99 кВАр
И Номинальные параметры конденсаторов, подключенных в каждой фазе
1,99 / 3 = 0,663 кВАр
Решение № 2 (классический метод расчета)
Входная мощность двигателя = P = 5 кВт
Исходный P.F = Cosθ 1 = 0,75
Конечная P.F = Cosθ 2 = 0,90
θ 1 = Cos -1 = (0,75) = 41 ° 0,41; Tan θ 1 = Tan (41 ° 0,41) = 0,8819
θ 2 = Cos -1 = (0,90) = 25 ° 0,84; Tan θ 2 = Tan (25 ° .50) = 0,4843
Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90
Требуемый конденсатор, кВАр = P (Tan θ 1 — Tan θ 2 )
= 5кВт (0,8819 — 0.4843)
= 1,99 кВАр
И номинал конденсаторов, подключенных в каждой фазе
1,99 / 3 = 0,663 кВАр
Таблицы (размеры конденсатора в кВАр и фарадах для коррекции коэффициента мощности 14)
Пример 2:
Генератор выдает нагрузку 650 кВт при коэффициенте мощности 0,65. Какой размер конденсатора в кВАр требуется, чтобы повысить коэффициент мощности (P.F) до единицы (1)? И сколько еще кВт может выдать генератор при той же нагрузке в кВА при улучшении P.F.
Решение № 1 (с помощью простого табличного метода)
Подача кВт = 650 кВт
Из таблицы 1, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0.65 для единицы (1) составляет 1,169
Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,65 до единицы (1)
Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x Таблица 1, множитель 65 и 100
= 650 кВт x 1,169
= 759,85 кВА
Мы знаем, что PF = Cosθ = кВт / кВА. . .or
кВА = кВт / Cosθ
= 650 / 0,65 = 1000 кВА
Когда коэффициент мощности повышен до единицы (1)
Количество кВт = кВА x Cosθ
= 1000 x 1 = 1000 кВт
Следовательно увеличенная мощность от генератора
1000кВт — 650кВт = 350кВт
Решение № 2 (классический метод расчета)
Подача кВт = 650 кВт
Оригинал P.F = Cosθ 1 = 0,65
Конечная P.F = Cosθ 2 = 1
θ 1 = Cos -1 = (0,65) = 49 ° 0,45; Tan θ 1 = Tan (41 ° .24) = 1,169
θ 2 = Cos -1 = (1) = 0 °; Tan θ 2 = Tan (0 °) = 0
Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,75 до 0,90
Требуемый конденсатор, кВАр = P (Tan θ 1 — Tan θ 2 )
= 650 кВт ( 1,169–0)
= 759.85 кВАр
Как рассчитать требуемую емкость батареи конденсаторов в кВАр и фарадах?
(Как преобразовать фарады в кВАр и наоборот)
Пример: 3
A Однофазный 400 В, 50 Гц, двигатель потребляет ток питания 50 А при коэффициенте мощности (Коэффициент мощности) 0,6. Коэффициент мощности двигателя необходимо увеличить до 0,9, подключив параллельно ему конденсатор.Рассчитайте необходимую емкость конденсатора как в кВАр, так и в фарадах.
Решение:
(1) Найти требуемую емкость емкости в кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,6 до 0,9 (два метода)
Решение № 1 (By Simple Табличный метод)
Вход двигателя = P = V x I x Cosθ
= 400 В x 50 A x 0,6
= 12 кВт
Из таблицы, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0.От 60 до 0,90 составляет 0,849
Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,60 до 0,90
Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x табличный множитель 0,60 и 0,90
= 12 кВт x 0,849
= 10,188 кВАр
# 2 (классический метод расчета)Вход двигателя = P = V x I x Cosθ
= 400 В x 50 A x 0,6
= 12 кВт
Фактическое значение P.F = Cosθ 1 = 0..6
Требуется P.F = Cosθ 2 = 0,90
θ 1 = Cos -1 = (0,60) = 53 ° 0,13; Tan θ 1 = Tan (53 ° 0,13) = 1,3333
θ 2 = Cos -1 = (0,90) = 25 ° 0,84; Tan θ 2 = Tan (25 ° .50) = 0,4843
Требуемый конденсатор, кВАр для улучшения коэффициента мощности с 0,60 до 0,90
Требуемый конденсатор, кВАр = P (Tan θ 1 — Tan θ 2 )
= 5кВт (1.3333–0.4843)
= 10,188 кВАр
(2) Чтобы найти требуемую емкость в Фараде, чтобы улучшить коэффициент мощности с 0,6 до 0,9 (два метода)
Решение № 1 (с использованием простой формулы )
Мы уже рассчитали требуемую емкость конденсатора в кВАр, поэтому мы можем легко преобразовать ее в фарады с помощью этой простой формулы
Требуемая емкость конденсатора в фарадах / микрофарадах
C = кВАр / (2 π f V 2 ) в микрофарадах
Ввод значений в формулу выше
= (10.188 кВАр) / (2 x π x 50 x 400 2 )
= 2,0268 x 10 -4
= 202,7 x 10 -6
= 202,7 мкФ
Решение № 2 (Простой метод расчета)
кВАр = 10,188… (i)
Мы это знаем;
I C = V / X C
Тогда как X C = 1/2 π FC
I C = V / (1/2 π FC)
I C = V 2 FC
= (400) x 2π x (50) x C
I C = 125663.7 x C
And,
kVAR = (V x I C ) / 1000… [kVAR = (V x I) / 1000]
= 400 x 125663,7 x C
I C = 50265,48 x C… (ii)
Приравнивая уравнения (i) и (ii), мы получаем
50265,48 x C = 10,188C
C = 10,188 / 50265,48
C = 2,0268 x 10 — 4
C = 202,7 x 10 -6
C = 202,7 мкФ
Пример 4
Какое значение емкости должно быть подключено параллельно с рисунком нагрузки 1 кВт с отставанием 70% коэффициент мощности от источника 208 В, 60 Гц для повышения общего коэффициента мощности до 91%.
Решение:
Вы можете использовать метод таблицы или метод простого расчета, чтобы найти необходимое значение емкости в фарадах или кВАр, чтобы улучшить коэффициент мощности с 0,71 до 0,97. Поэтому в данном случае я использовал табличный метод.
P = 1000 Вт
Фактический коэффициент мощности = Cosθ 1 = 0,71
Требуемый коэффициент мощности = Cosθ 2 = 0,97
Из таблицы, множитель для улучшения коэффициента мощности с 0,71 до 0.97 составляет 0,783
Требуемый конденсатор, кВАр для повышения коэффициента мощности с 0,71 до 0,97
Требуемый конденсатор, кВАр = кВт x табличный множитель 0,71 и 0,97
= 1 кВт x 0,783
= 783 ВАр (требуемое значение емкости в кВАр)
Ток в конденсаторе =
I C = Q C / V
= 783/208
= 3.76A
И
X C = V / I C
= 208/3.76 = 55,25 Ом
C = 1 / (2 π f X C )
C = 1 (2 π x 60 x 55,25)
C = 48 мкФ (требуемое значение емкости в фарадах)
Полезно знать:
Важные формулы, которые используются для расчета улучшения коэффициента мощности, а также в приведенных выше расчетах
Мощность в ваттах
кВт = кВА x Cosθ
кВт = л.с. x 0,746 или (л.с. x 0,746) / КПД… (л.с. = мощность двигателя)
кВт = √ (кВА 2 — кВАр 2 )
кВт = P = VI Cosθ… (однофазный)
кВт = P = √3x V x I Cosθ… (трехфазный)
Полная мощность, ВА
кВА = √ (кВт 2 + кВАр 2 )
кВА = кВт / Cosθ
Реактивная мощность, ВА
кВАр = √ (кВА 2 — кВт 2 )
кВАр = C x (2 π f В 2 )
Коэффициент мощности (от 0.От 1 до 1)
Коэффициент мощности = Cosθ = P / VI… (однофазный)
Коэффициент мощности = Cosθ = P / (√3x V x I)… (трехфазный)
Коэффициент мощности = Cosθ = кВт / кВА… (Однофазный и трехфазный)
Коэффициент мощности = Cosθ = R / Z… (сопротивление / импеданс)
X C = 1 / (2 π f C)… (X C = емкостное реактивное сопротивление)
I C = V / X C … (I = V / R)
Требуемая емкость конденсатора в фарадах / микрофарадах
C = кВАр / (2 π f V 2 ) дюйм микрофарад
Требуемая емкость конденсатора в кВАр
кВАр = C x (2 π f V 2 )
Подробнее:
Введите адрес электронной почты для получения последних обновлений, например выше одного!
Суперконденсатор: Supercap »Примечания по электронике
Суперконденсатор или суперконденсатор — это полезная форма конденсатора очень высокой емкости для использования в таких приложениях, как временное отключение питания.
Capacitor Tutorial:
Использование конденсатора
Типы конденсаторов
Электролитический конденсатор
Керамический конденсатор
Танталовый конденсатор
Пленочные конденсаторы
Серебряный слюдяной конденсатор
Супер конденсатор
Конденсатор SMD
Технические характеристики и параметры
Как купить конденсаторы — подсказки и подсказки
Коды и маркировка конденсаторов
Таблица преобразования
Суперконденсатор — это особая форма конденсатора, которая обеспечивает чрезвычайно высокие уровни емкости — иногда до многих фарад.
Суперконденсаторы могут также называться суперкапсами, ультраконденсаторами, а некоторые типы известны как двухслойные конденсаторы из-за их структуры.
Суперконденсатор или суперконденсаторОсновы технологии суперконденсаторов
Технология суперконденсаторов отличается от технологии обычных конденсаторов. Чтобы достичь сверхвысоких значений емкости, необходимо применить другой подход.
Существует несколько типов технологии суперконденсаторов или ультраконденсаторов, но наиболее широко распространенный из них известен как двухслойный конденсатор DLC.
В суперконденсаторе DLC используется углеродная технология с использованием органического электролита. Эту технологию легче производить, чем другие типы, и поэтому она получила более широкое распространение.
Как и традиционные конденсаторы, суперконденсаторы имеют две металлические пластины. Эти пластины покрыты активированным углем, который представляет собой пористый материал, напоминающий губку. Эти пластины погружены в электролит, содержащий положительные и отрицательные ионы. Одна пластина или электрод с углеродным покрытием является положительной, а другая — отрицательной.Во время зарядки ионы электролита накапливаются на поверхности каждой пластины с углеродным покрытием.
Базовый суперконденсатор конденсаторный элемент с двойным слоемПо мере того, как происходит зарядка, углеродные электроды покрываются двумя слоями заряда, покрывающими их поверхность, что дает название конденсаторам с двойным слоем. Расстояние между двумя заряженными слоями у электрода чрезвычайно мало, а это означает, что достигаются очень высокие уровни емкости. Кроме того, поскольку на каждом электроде есть слои заряда, в действительности суперконденсатор представляет собой два последовательно соединенных конденсатора, по одному на каждом электроде
Существует два типа конденсаторов с двойным слоем, возникающих в результате различных механизмов накопления заряда:
- Электрический двухслойный конденсатор: EDLC накапливает энергию в двойном слое на границе раздела электрод / электролит.В конденсаторах этого типа материал электрода, используемый для конструкции элемента для первого, в основном представляет собой углеродный материал.
- Электрохимический двухслойный конденсатор или супер / псевдоконденсатор: суперконденсатор поддерживает фарадеевскую реакцию между электродом и электролитом в подходящем потенциальное окно. В этом типе суперконденсатора материал электрода состоит либо из оксидов переходных металлов, либо из смесей углерода и оксидов / полимеров металлов
Для обоих типов конденсаторов электролиты могут быть водными или неводными, в зависимости от способа конструкции конденсаторной ячейки.
Именно по этой причине суперконденсаторы и конденсаторы с двойным слоем могут продаваться отдельно под разными названиями. Часто конденсаторы с двойным слоем не имеют такого высокого уровня емкости.
Применение суперконденсаторов
Очень высокая емкость суперконденсаторов делает их идеальными для множества различных приложений, большинство из которых связаны с источниками питания.
Одно из основных применений — это резервные источники для запоминающих устройств, где они позволяют запоминающим устройствам, которые могут зависеть от их источников питания, сохранять данные, даже если питание отключено.
Они также используются в источниках бесперебойного питания, ИБП, где они могут обеспечивать высокие уровни мощности в течение короткого промежутка времени — достаточного для поддержания работы оборудования до тех пор, пока не вернется питание или не начнется резервное питание.
Суперконденсаторы также начинают использоваться в транспортных средствах, чтобы обеспечить возможность увеличения пиковой нагрузки для источника питания. Они также используются в системах рекуперативного торможения, где они сохраняют энергию, рекуперированную во время торможения, для дальнейшего использования.
Суперконденсатор и батарея: сравнение
Суперконденсатор и некоторые аккумуляторные технологии конкурируют в некоторых приложениях. Стоит взглянуть на сравнение между типичным суперконденсатором и литий-ионной батареей большой емкости, используемой сегодня. Литий-ионная технология была взята для сравнения, потому что это технология аккумуляторов самой высокой плотности, широко распространенная сегодня.
Проведенные сравнения предназначены только для приблизительной оценки, и любое решение должно основываться на точных цифрах, полученных от производителей для рассматриваемых устройств, поскольку технологии в обеих областях стремительно развиваются.
| Сравнение суперконденсатора и литий-ионной батареи | ||
|---|---|---|
| Параметр | Суперконденсатор | Литий-ионный |
| Напряжение элемента | 2,3 — 2,7 В | 3,6 В |
| Время зарядки | 1-10 секунд | 10-60 минут |
| Срок службы (циклы зарядки / разрядки) | ~ 1 миллион | 500–3000 |
| Удельная энергия (Втч / кг) | ~ 5 | 100–200 |
| Удельная мощность (Вт / кг) | до 10 000 | 1000–3000 |
| Поддержание выходного напряжения | Плохо | Хорошо |
| Безопасность | Относительно безопасно при злоупотреблении | Менее безопасен и, как известно, в редких случаях взрывается |
| Стоимость 1 Втч | ~ 20 штук | ~ 1 шт. |
| Срок службы | ~ 10 лет | ~ 5 лет |
| Диапазон рабочих температур | ~ -40 до + 65 ° C | ~ 0 до + 40 ° C |
Ограничения суперконденсатора
Суперконденсатор или ультраконденсатор широко используется во многих приложениях, а компоненты доступны у многих поставщиков и дистрибьюторов.Однако есть несколько моментов, на которые следует обратить внимание при рассмотрении возможности включения одного в новый дизайн:
- Максимальное напряжение: Максимальное напряжение для ультраконденсаторов. Могут быть изготовлены другие типы конденсаторов для работы при высоких напряжениях, но суперконденсаторы обычно ограничиваются рабочим напряжением в диапазоне 2,5–2,7 В. Их можно изготавливать для работы при напряжении выше 2,8 В, но обнаруживается, что срок службы сокращается.
- Последовательная работа: Чтобы добиться более высоких рабочих напряжений для суперконденсаторов, их можно соединить последовательно. Это уменьшает общую емкость, как в случае с любыми конденсаторами, включенными последовательно. Также, если необходимо последовательно подключить более трех конденсаторов, необходимо применить методы балансировки напряжения. Поскольку токи утечки через конденсаторы, вероятно, будут разными, разделение напряжения на конденсаторах не будет равным, и один или несколько могут войти в положение перенапряжения.
- Саморазряд: Саморазряд суперконденсаторов может быть проблемой при некоторых обстоятельствах. Это происходит из-за используемого электролита, и это означает, что запасенная энергия может уменьшиться на 50% или более в течение примерно месяца. Для сравнения: никелевый аккумулятор (NiCd или NiMH) саморазряжается примерно на 10% или более в месяц, а литий-ионный аккумулятор примерно на 5% в месяц.
Обычно ограничения для суперкапсов не являются серьезной проблемой. Обычно их можно преодолеть в тех областях, где они являются проблемой, а в некоторых они могут не вызывать никаких проблем.
Обзор суперконденсатора конденсатора
В таблице ниже представлены некоторые характерные особенности некоторых из наиболее широко используемых металлопленочных конденсаторов, которые можно учитывать при разработке схем или замене старых компонентов.
| Суперконденсатор, Сводка суперконденсатора | |
|---|---|
| Параметр | Детали |
| Диапазон значений | ~ 0,1 Фарад вверх |
| Рабочее напряжение | Обычно 2.5 — 2,8 В |
Другие электронные компоненты: Резисторы
Конденсаторы
Индукторы
Кристаллы кварца
Диоды
Транзистор
Фототранзистор
FET
Типы памяти
Тиристор
Разъемы
Разъемы RF
Клапаны / трубки
Аккумуляторы
Переключатели
Реле
Вернуться в меню «Компоненты». . .
емкость конденсатора — это… Что такое емкость конденсатора?
емкость конденсатора — kondensatoriaus talpa statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. емкость конденсатора вок. Kondensatorkapazität, f rus. ёмкость конденсатора, f pranc. конденсаторный конденсатор, f… Fizikos terminų žodynas
Производительность — это способность удерживать, получать или поглощать, или ее мера, аналогичная понятию объема. Емкость также может относиться к: * Производственной мощности (экономике), точке производства, в которой компания или отрасль s средние (или на единицу) затраты начинают расти… Wikipedia
конденсатор — устройство, накапливающее электричество, 1926 г., от ЕМКОСТИ (ср.capacity) (q.v.) с латинским словом agent, оканчивающимся… Словарь этимологии
Конденсатор — Эта статья про электронный компонент. Для физического явления см. Емкость. Обзор различных типов конденсаторов см. В разделе «Типы конденсаторов». Конденсатор Современные конденсаторы, по сантиметровой линейке Тип Пассивный… Wikipedia
конденсатор диэлектрик и пьезокерамика — ▪ керамика Введение передовые промышленные материалы, которые в силу своей низкой электропроводности полезны в производстве электрических накопителей или генерирующих устройств.Конденсаторы (конденсаторы) — это устройства, которые хранят…… Универсалиум
Конденсаторная чума — Конденсаторная чума (также известная как выпуклые конденсаторы, плохие конденсаторы, плохие крышки, лопнувшие колпачки, вздутые колпачки или вздутые конденсаторы) связана с обычным преждевременным выходом из строя определенных марок электролитических конденсаторов, используемых в различной электронике…… Википедия
Конденсатор (компонент) — Практические конденсаторы часто классифицируются в зависимости от материала, используемого в качестве диэлектрика, при этом диэлектрики делятся на две широкие категории: объемные изоляторы и пленки оксидов металлов (так называемые электролитические конденсаторы).Конденсатор…… Википедия
конденсатор — существительное Электронный компонент, способный накапливать электрический заряд; особенно один, состоящий из двух проводников, разделенных диэлектриком. См. Также: емкость, емкость, переменный конденсатор, конденсатор… Викисловарь
Переменный конденсатор — Поворотный переменный конденсатор Переменный конденсатор (также известный как регулируемый воздушный конденсатор) — это конденсатор, емкость которого может намеренно и многократно изменяться механически или электронно.Переменные конденсаторы часто используются в L / C…… Wikipedia
Конденсатор развязки — Конденсатор развязки — это конденсатор, используемый для развязки одной части электрической сети (цепи) от другой. Шум, вызванный другими элементами схемы, проходит через конденсатор, уменьшая их влияние на остальную часть схемы.…… Wikipedia
Керамический конденсатор — В электронике керамический конденсатор представляет собой конденсатор, состоящий из чередующихся слоев металла и керамики, при этом керамический материал выступает в качестве диэлектрика.Температурный коэффициент зависит от того, относится ли диэлектрик к классу 1 или классу 2. A…… Wikipedia
— определение — английский
Примеры предложений с «емкостью конденсатора», память переводов
Патенты-wipo Устройство диагностики емкости конденсатора и силовое оборудование, снабженное устройством диагностики емкости конденсаторапатенты-wipo Контроллер хранения динамическая регулировка размера кэш-памяти записи на основе патентов емкости суперконденсатора- Постоянное выходное напряжение постоянного тока V подается на нагрузку (6) и конденсатор большой емкости (5) для зарядки конденсатора большой емкости (5).патент-wipo Таким образом, нет необходимости устанавливать емкость сглаживающего конденсатора (Ccon), исходя из предположения, что крутящий момент второго электродвигателя (Tmg2) резко уменьшается без определенного ограничения во время управления уменьшением крутящего момента, и, следовательно, емкость сглаживающего конденсатора (Ccon) может be set small.patents-wipoProvided представляет собой электрохимический конденсатор, который имеет более отличные емкостные характеристики и характеристики конденсатора. patents-wipoКроме того, полученный материал применяется в качестве электродного материала суперконденсаторов, емкость которых может достигать 120 Ф / г .WikiMatrixДифференциальные переменные конденсаторы также имеют два независимых статора, но в отличие от конденсатора-бабочки, где емкости с обеих сторон увеличиваются одинаково при вращении ротора, в дифференциальном переменном конденсаторе емкость одной секции будет увеличиваться, а емкость другой секции уменьшаться, сохраняя связь статора с постоянная емкость статора. патенты-wipoЭлектролит для конденсатора сверхвысокой емкости .patents-wipoПредоставление полупроводникового устройства, включающего конденсатор, чья зарядная емкость увеличивается без уменьшения относительного отверстия.Патенты-wipo Используются конденсатор емкостью от 5 до 30 $ г (м) Ф и резистор с сопротивлением от 20 до 100 к $ г (В). patents-wipo В некоторых предпочтительных вариантах осуществления электрическое накопительное устройство содержит батарею конденсаторов большой емкости, соединенных последовательно.патенты-wipoФизические системы хранения — это особенно конденсаторы большой емкости и системы хранения с маховиком.патенты-wipoСпособ производства конденсаторов большой емкости с очень большим количеством слоев.cordisРадикальные конденсаторы сверхвысокой емкости , электролитная мембрана может преимущественно использоваться в аккумуляторных батареях и конденсаторах большой емкости.Патенты-wipo Генератор, аккумулятор и конденсатор большой емкости соединены параллельно. patents-wipo Кроме того, конденсатор (8) емкостью 10 µm Танталовый порошок, способный обеспечить малогабаритный танталовый электролитический конденсатор, в то время как Описано поддержание емкости. Патенты-wipo Сущность изобретения: установка реакционной камеры, индуктора вращающегося магнитного поля и конденсаторов с переменной емкостью. Патенты-wipoБлагодаря накоплению энергии при более высоком напряжении используется накопитель энергии другого типа (т.е.г. конденсатор малой емкости) .patents-wipo Устройство и способ компенсации мощности электрической нагрузки транспортного средства с использованием конденсатора большой емкостиpatents-wipo Накопительный конденсатор большой емкости подключается параллельно к выходу каждого источника постоянного тока , указанный накопительный конденсатор большой емкости обеспечивает выходной ток, который выше, чем ток зарядки указанного конденсатора. patents-wipo Преобразователь включает в себя по меньшей мере одну электронную схему (Li), подключенную к источнику напряжения (Vei) и включающую переключатель (Ki), конденсатор постоянной емкости (Csi), средство (M1i) для измерения напряжения (Vsi) конденсатора фиксированной емкости (Csi) и установленное параллельно относительно упомянутого конденсатора, средство (M2i) для сравнения напряжения (Vsi) конденсатора постоянной емкости (Csi) с заданным напряжением (Vsoi).eurlexФиксированные конденсаторы для цепей с частотой # Гц с допустимой реактивной мощностью ≤ # квар Другие конденсаторы постоянной емкостиПоказаны страницы 1. Найдено 426 предложений с фразой емкость конденсатора.Найдено за 15 мс. Найдено за 1 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Они поступают из многих источников и не проверяются. Имейте в виду.
PSU 101: Конденсаторы
Конденсаторы
Конденсаторы можно использовать для сглаживания напряжения, процесса, также известного как пульсация фильтра.Их также можно использовать в качестве резервуаров для хранения электроэнергии и блокирования постоянного тока. Конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных изолятором — диэлектриком. Одной из наиболее примечательных особенностей конденсаторов является то, что они сопротивляются изменениям напряжения, а это означает, что если внезапно напряжение, приложенное к конденсатору, изменяется, конденсатор не может немедленно реагировать, и напряжение на конденсаторе изменяется медленнее по сравнению с приложенным напряжением.
Пульсация, которую мы обнаруживаем в шинах постоянного тока блока питания, которая подавляется фильтрующими конденсаторами вторичной стороны.Что такое «первичная» и «вторичная» сторона?
В блоке питания конденсаторы используются как на «первичной», так и на «вторичной» стороне. Первичная сторона — это часть блока питания перед силовым трансформатором, куда входит переменный ток. Вторичная сторона находится после силового трансформатора, и это часть, которая фактически генерирует выходы постоянного тока. Подробнее об этом в разделе SMPS.
Конденсаторы позволяют постоянному току проходить в течение очень короткого периода времени, прежде чем они его заблокируют. Напротив, переменный ток свободно проходит через них, но с измененной, выпрямленной формой.Мы рассчитываем заряд, который может хранить конденсатор, называемый емкостью, в фарадах. Однако фарад (Ф) — это очень большая единица измерения, поэтому вместо нее обычно используются микрофарады (мкФ или мкФ) или пикофарады (пФ). Помимо емкости, двумя наиболее важными характеристиками конденсатора являются его рабочее напряжение и номинальная температура (а для конденсаторов с полярностью — маркировка отрицательного вывода).
В блоках питания лучшими электролитическими конденсаторами считаются конденсаторы, рассчитанные на 105 градусов Цельсия, поскольку они имеют увеличенный срок службы по сравнению с конденсаторами, рассчитанными на 85 ° C.Конечно, производитель конденсаторов играет ключевую роль, причем конденсаторы японского производства всегда являются предпочтительным выбором.
Существуют различные типы конденсаторов в зависимости от их конструкции и используемых материалов. Некоторые из наиболее распространенных типов — диэлектрические, пленочные, керамические, электролитические, стеклянные, танталовые и полимерные. В блоках питания мы в основном видим электролитические и полимерные конденсаторы, а в ступени фильтрации переходных процессов / APFC (коэффициент коррекции активной мощности) — Y (керамические) и X (металлизированные полиэфирные) конденсаторы.Во всех случаях конденсаторы Y размещаются между линией и землей (или шасси) и всегда идут парами, а конденсаторы X размещаются поперек линии (подключены между линией и нейтралью). А поскольку конденсаторы X имеют тенденцию сохранять свой заряд в течение довольно длительного времени, часто используется резистор утечки, чтобы быстро разрядить их после снятия напряжения переменного тока. Короткое замыкание в Y-образных крышках может привести к поражению пользователя электрическим током, а в случае короткого замыкания X-образной крышки существует опасность возгорания.
Изображение 1 из 4 Изображение 2 из 4 Изображение 3 из 4 Изображение 4 из 4Если мы размещаем два или более конденсатора параллельно, их емкости складываются (уравнение 1 ниже).Напротив, если мы соединим их последовательно, их общая емкость уменьшится (уравнение 2).
Идеальный конденсатор должен иметь нулевое сопротивление, которое определяется как противодействие объекта потоку электронов. Однако, поскольку это не идеальный мир, все конденсаторы имеют некоторое сопротивление, и чем оно ниже, тем выше качество конденсатора. Сопротивление колпачка называется эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR), и оно может сильно повлиять на производительность.
Когда мы пытаемся выяснить причину неисправности блока питания, мы должны не только измерить емкость его конденсаторов; мы также должны проверить показания СОЭ с помощью соответствующего прибора.Во многих случаях емкость может быть в пределах спецификации, но значение ESR слишком низкое, что снижает производительность. Кроме того, повышенное ESR сильно влияет на рабочую температуру крышки, что приводит к ее быстрой деградации и гораздо более короткому сроку службы. Даже повышение рабочей температуры электролитической крышки на 10 ° C сокращает ее расчетный срок службы, что показывает важность поддержания температуры электролитической крышки на минимально возможных уровнях.
Изображение 1 из 4 Изображение 2 из 4 Изображение 3 из 4 Изображение 4 из 4Короче говоря, наиболее важными характеристиками конденсатора являются следующие:
- Рабочее напряжение (при превышении в течение длительного периоды, колпачок, скорее всего, выйдет из строя, сделав громкий хлопок).
- Рабочая температура.
- Емкость.
- Допуск (выраженный в процентах, показывает, насколько близка емкость конденсатора к номинальному уровню).
- Полярность (для электролитических крышек).
- ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).
- Пульсации тока.
- Ток утечки (ток «утечки» через диэлектрик из-за его плохого сопротивления изоляции).
- Размер (поскольку более крупные крышки могут легче рассеивать тепло и, кроме того, имеют большее количество диэлектрика).
Что вам нужно знать
Суперконденсатор, также известный как ультраконденсатор, представляет собой конденсатор большой емкости, который обладает меньшей плотностью энергии, чем батареи, но более высокой, чем у обычных конденсаторов. В гонке за продление срока службы смартфонов аккумуляторы не достигли такого большого прогресса в емкости, как полупроводники в энергоэффективности. Однако полупроводники быстро приближаются к точке, когда они могут получить меньшую дополнительную эффективность по сравнению с затратами. Одна из целей заключалась в том, чтобы когда-нибудь заменить батареи на суперконденсаторы, благодаря способности суперконденсатора заряжаться и разряжаться за секунды и способности сохранять зарядную емкость с течением времени.
В отличие от аккумуляторных батарей, которые в конечном итоге испытывают «усталость от зарядки», суперконденсаторы могут заряжать и разряжать на сотни или тысячи циклов больше, чем аккумуляторные батареи. Это связано с тем, что суперконденсаторы накапливают энергию в электрическом поле, тогда как батареи используют химические реакции для хранения и высвобождения энергии.
Большим недостатком суперконденсаторов является то, что они не имеют достаточной продолжительной мощности батарей, поскольку для современных суперконденсаторов полная разрядка происходит максимум за несколько минут, а не часов.Тем не менее, новые открытия с использованием новых материалов показывают большие перспективы «сделать литий-ионные батареи устаревшими».
Зарядные пластины конденсатора имеют изолирующий материал, который отделяет пластины друг от друга, называемый диэлектриком. Диэлектрики — это изоляторы и очень плохие проводники. Однако диэлектрики поддерживают электростатическое поле — механизм, с помощью которого конденсаторы накапливают энергию. Суперконденсаторы сами по себе не имеют диэлектрика; они имеют двойной электрический слой, разделяющий пластины, и поэтому когда-то их называли конденсаторами с двойным электрическим слоем (EDLC).
Джон Берд в книге «Теория и технология электрических цепей» утверждает, что «расстояние между зарядами в двойном слое составляет порядка нескольких ангстрем (0,3–0,8 нм) и имеет статическое происхождение». [I] Следовательно, толщина зарядового расстояния находится на молекулярном уровне.
Рис. 1: Суперконденсаторы быстро заряжаются и разряжаются. Батареи разряжаются с постоянной, равномерной скоростью до почти полного разряда, после чего падение энергии увеличивает скорость. (Источник: Elcap, Creative Commons CC0 1.0 универсальное общественное достояние)
Все конденсаторы накапливают заряд, подобный статической энергии, в материале между двумя противоположными электродами. Несколько факторов влияют на емкость (значения в фарадах) суперконденсаторов, включая размер, композитные материалы и геометрию.
