Устройство и типы конденсаторов. Типы конденсаторов: устройство, принцип работы и применение

Какие существуют основные типы конденсаторов. Как устроены разные виды конденсаторов. Каковы особенности и области применения керамических, электролитических, пленочных и других типов конденсаторов. Как выбрать подходящий конденсатор для конкретной задачи.

Что такое конденсатор и как он устроен

Конденсатор — это пассивный электронный компонент, способный накапливать и хранить электрический заряд. Основная конструкция конденсатора включает:

• Две проводящие пластины (обкладки)
• Диэлектрик между пластинами
• Выводы для подключения

Принцип работы конденсатора основан на разделении электрических зарядов. При подаче напряжения на обкладки происходит накопление заряда — отрицательного на одной пластине и положительного на другой. Диэлектрик препятствует протеканию тока между обкладками.

Основные параметры конденсаторов

Ключевыми характеристиками конденсаторов являются:

• Емкость — способность накапливать электрический заряд, измеряется в фарадах (Ф)
• Рабочее напряжение — максимальное напряжение, которое может выдержать конденсатор
• Допуск — отклонение реальной емкости от номинальной
• Температурный коэффициент емкости — зависимость емкости от температуры
• Ток утечки — небольшой ток, протекающий через диэлектрик
• Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) — паразитное сопротивление конденсатора

Керамические конденсаторы

Керамические конденсаторы используют в качестве диэлектрика специальную керамику. Их основные особенности:

• Небольшие размеры
• Широкий диапазон емкостей (от пФ до мкФ)
• Высокая стабильность параметров
• Низкие потери на высоких частотах
• Неполярные — можно подключать в любой полярности

Применяются в высокочастотных цепях, фильтрах, цепях развязки и других схемах, где требуются малые емкости и высокая стабильность.

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы отличаются использованием жидкого или гелеобразного электролита в качестве одной из обкладок. Их характеристики:

• Большая удельная емкость
• Полярность — требуют соблюдения полярности при подключении
• Высокие токи утечки
• Ограниченный срок службы
• Чувствительность к температуре

Используются в цепях фильтрации, развязки по питанию, в импульсных источниках питания. Существуют алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы.

Пленочные конденсаторы

В пленочных конденсаторах диэлектриком служит тонкая полимерная пленка. Их свойства:

• Широкий диапазон емкостей и напряжений
• Высокая надежность и стабильность
• Низкие потери
• Способность работать при больших токах
• Самовосстанавливающиеся после пробоя

Применяются в силовой электронике, фильтрах, цепях коммутации и других схемах, где нужны надежные конденсаторы средней и большой емкости.

Слюдяные конденсаторы

Особенности слюдяных конденсаторов:

• Очень высокая стабильность параметров
• Низкие потери на высоких частотах
• Высокая точность емкости
• Широкий диапазон рабочих температур
• Небольшие емкости (до нескольких нФ)

Используются в высокочастотных и высокостабильных схемах, например, в измерительной аппаратуре, генераторах, фильтрах.

Суперконденсаторы (ионисторы)

Суперконденсаторы — это особый тип конденсаторов с очень большой удельной энергоемкостью. Их характеристики:

• Огромная емкость (до тысяч фарад)
• Низкое рабочее напряжение
• Высокая плотность мощности
• Большое количество циклов заряд-разряд
• Малое внутреннее сопротивление

Применяются в качестве накопителей энергии, в системах рекуперативного торможения, источниках бесперебойного питания и других областях, где нужно быстро запасать и отдавать большое количество энергии.

Как выбрать подходящий тип конденсатора

При выборе конденсатора для конкретной схемы нужно учитывать следующие факторы:

• Требуемую емкость
• Рабочее напряжение
• Допустимые отклонения параметров
• Частотный диапазон работы
• Температурные условия
• Габаритные ограничения
• Срок службы
• Стоимость

Для каждой задачи существует оптимальный тип конденсатора. Например, для высокочастотных цепей подойдут керамические или пленочные конденсаторы, для фильтрации в источниках питания — электролитические, а для прецизионных измерительных схем — слюдяные.

Заключение

Конденсаторы — важнейшие компоненты электронных устройств. Различные типы конденсаторов имеют свои преимущества и недостатки. Понимание особенностей разных видов конденсаторов позволяет грамотно выбирать компоненты для конкретных схем и получать оптимальные характеристики устройств.

Какие типы конденсаторов применяются

Содержание

1. Виды конденсаторов. Устройство и особенности. Параметры и работа
2. Виды конденсаторов
3. Конденсаторы делятся на виды по следующим факторам.
4. Назначению:
5. Виды конденсаторов и их применение
6. Виды конденсаторов
7. Бумажные и металлобумажные конденсаторы
8. Электролитические конденсаторы
9. Алюминиевые электролитические конденсаторы
10. Танталовые электролитические конденсаторы
11. Полимерные конденсаторы
12. Пленочные конденсаторы
13. Конденсаторы керамические
14. Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Виды конденсаторов. Устройство и особенности. Параметры и работа

Все виды конденсаторов имеют одинаковое основное устройство, оно состоит из двух токопроводящих пластин (обкладок), на которых концентрируются электрические заряды противоположных полюсов, и слоя изоляционного материала между ними.

Применяемые материалы и величина обкладок с разными параметрами слоя диэлектрика влияют на свойства конденсатора.

Виды конденсаторов

Конденсаторы делятся на виды по следующим факторам.

Назначению:

• Общего назначения. Это популярный вид конденсаторов, которые используют в электронике. К ним не предъявляются особые требования.
• Специальные. Такие конденсаторы обладают повышенной надежностью при заданном напряжении и других параметров при запуске электродвигателей и специального оборудования.

Изменению емкости:

• Постоянной емкости. Не имеют возможности изменения емкости.
• Переменной емкости. Они могут изменять значение емкости при воздействии на них температуры, напряжения, регулировки положения обкладок. К конденсаторам переменной емкости относятся:
  — Подстроечные конденсаторы не предназначены для постоянной работы, связанной с быстрой настройкой емкости. Они служат только для одноразовой наладки оборудования и периодической подстройки емкости.
  — Нелинейные конденсаторы изменяют свою емкость от воздействия температуры и напряжения по нелинейному графику. Конденсаторы, емкость которых зависит от напряжения, называются варикондами, от температуры – термоконденсаторами.

Способу защиты:

• Незащищенные работают в обычных условиях, не имеют никакой защиты.
• Защищенные конденсаторы выполнены в защищенном корпусе, поэтому могут работать при высокой влажности.
• Неизолированные имеют открытый корпус и не имеют изоляции от возможного соприкосновения с различными элементами схемы.
• Изолированные конденсаторы выполнены в закрытом корпусе.
• Уплотненные имеют корпус, заполненный специальными материалами.
• Герметизированные имеют герметичный корпус, полностью изолированы от внешней среды.

Виду монтажа:

• Навесные делятся на несколько видов с;
  — ленточными выводами;
  — опорным винтом;
  — круглыми электродами;
  — радиальными или аксиальными выводами.
• Конденсаторы с винтовыми выводами оснащены резьбой для соединения со схемой, применяются в силовых цепях. Подобные выводы проще фиксировать на охлаждающих радиаторах для снижения тепловых нагрузок.
• Конденсаторы с защелкивающимися выводами являются новой разработкой, при монтаже на плату они защелкиваются. Это очень удобно, так как нет необходимости использовать пайку.
• Конденсаторы, предназначенные для поверхностной установки, имеют особенность конструкции: части корпуса являются выводами.
• Емкости для печатной установки изготавливают с круглыми выводами для расположения на плате.

По материалу диэлектрика:

Сопротивление изоляции между пластинами зависит от параметров изоляционного материала. Также от этого зависят допустимые потери и другие параметры.

• Конденсаторы с неорганическим изолятором из стеклокерамики, стеклоэмали, слюды. На диэлектрический материал нанесено металлическое напыление или фольга.
• Низкочастотные конденсаторы включают в себя изоляционный материал в виде слабополярных органических пленок, у которых диэлектрические потери зависят от частоты тока.
• Высокочастотные содержат пленки из фторопласта и полистирола.
• Импульсные высокого напряжения имеют изолятор из комбинированных материалов.
• В конденсаторах постоянного напряжения в качестве диэлектрика используется политетрафторэлитен, бумага, либо комбинированный материал.
• Низковольтные работают при напряжении до 1,6 кВ.
• Высоковольтные функционируют при напряжении свыше 1,6 кВ.
• Дозиметрические конденсаторы служат для работы с малым током, имеют незначительный саморазряд и большое сопротивление изоляции.
• Помехоподавляющие емкости уменьшают помехи, возникающие от электромагнитного поля, имеют низкую индуктивность.
• Емкости с органическим изолятором выполнены с применением конденсаторной бумаги и различных пленок.
• Вакуумные, воздушные, газонаполненные конденсаторы обладают малыми диэлектрическими потерями, поэтому их применяют в аппаратуре с высокой частотой тока и напряжения.

Форме пластин:

• Сферические.
• Плоские.
• Цилиндрические.

Полярности:

• Электролитические конденсаторы называют оксидными. При их подключении обязательным является соблюдение полярности выводов. Электролитические конденсаторы содержат диэлектрик, состоящий из оксидного слоя, образованный электрохимическим способом на аноде из тантала или алюминия. Катодом является электролит в жидком или гелеобразном виде.
• Неполярные конденсаторы могут включаться в схему без соблюдения полярности.

Конструктивные особенности

Воздушные виды конденсаторов

В качестве диэлектрика используется воздух. Такие виды конденсаторов хорошо зарекомендовали себя при работе на высокой частоте, в качестве настроечных конденсаторов с изменяемой емкостью. Подвижная пластина конденсатора является ротором, а неподвижную называют статором. При смещении пластин друг относительно друга, изменяется общая площадь пересечения этих пластин и емкость конденсатора. Раньше такие конденсаторы были очень популярны в радиоприемниках для настраивания радиостанций.

Керамические

Такие конденсаторы изготавливают в виде одной или нескольких пластин, выполненных из специальной керамики. Металлические обкладки изготавливают путем напыления слоя металла на керамическую пластину, затем соединяют с выводами. Материал керамики может применяться с различными свойствами.

Их разнообразие обуславливается широким интервалом диэлектрической проницаемости. Она может достигать нескольких десятков тысяч фарад на метр, и имеется только у такого вида емкостей. Такая особенность керамических емкостей позволяет создавать большие значения емкостей, которые сопоставимы с электролитическими конденсаторами, но для них не важна полярность подключения.

Керамика имеет нелинейную сложную зависимость свойств от напряжения, частоты и температуры. Из-за небольшого размера корпуса эти виды конденсаторов применяются в компактных устройствах.

Пленочные

В таких конденсаторах в качестве диэлектрика выступает пластиковая пленка: поликарбонат, полипропилен или полиэстер.

Обкладки конденсатора напыляют или выполняют в виде фольги. Новым материалом служит полифениленсульфид.

Параметры пленочных конденсаторов:

• Применяются для резонансных цепей.
• Наименьший ток утечки.
• Малая емкость.
• Высокая прочность.
• Выдерживают большой ток.
• Устойчивы к электрическому пробою (выдерживают большое напряжение).
• Наибольшая эксплуатационная температура до 125 градусов.

Полимерные

Имеют отличие от электролитических емкостей наличием полимерного материала, вместо оксидной пленки между обкладками. Они не подвергаются утечке заряда и раздуванию.

Параметры полимера обеспечивают значительный импульсный ток, постоянный температурный коэффициент, малое сопротивление. Полимерные модели способны заменить электролитические модели в фильтрах импульсных источников и других устройствах.

Электролитические

От бумажных электролитические конденсаторы отличаются материалом диэлектрика, которым является оксид металла, созданный электрохимическим методом на плюсовой обкладке.

Вторая пластина выполнена из сухого или жидкого электролита. Электроды обычно выполнены из тантала или алюминия. Все электролитические емкости считаются поляризованными, и способны нормально работать только на постоянном напряжении при определенной полярности.

Если не соблюдать полярность, то может произойти необратимый химический процесс внутри емкости, которая приведет к выходу его из строя, или даже взрыву, так как будет выделяться газ.

К электролитическим можно отнести суперконденсаторы, которые называют ионисторами. Они обладают очень большой емкостью, достигающей тысячи Фарад.

Танталовые электролитические

Устройство танталовых электролитов имеет особенность в электроде из тантала. Диэлектрик состоит из пентаоксида тантала.

Параметры:

• Незначительный ток утечки, в отличие от алюминиевых видов.
• Малые размеры.
• Невосприимчивость к внешним воздействиям.
• Малое активное сопротивление.
• Высокая чувствительность при ошибочном подключении полюсов.

Алюминиевые электролитические

Положительным выводом является электрод из алюминия. В качестве диэлектрика использован триоксид алюминия. Они применяются в импульсных блоках и являются выходным фильтром.

Параметры:

• Большая емкость.
• Корректная работа только на низких частотах.
• Повышенное соотношение емкости и размера: конденсаторы других видов при одной емкости имели бы большие размеры.
• Большая утечка тока.
• Низкая индуктивность.

Бумажные

Диэлектриком между фольгированными пластинами служит особая конденсаторная бумага. В электронных устройствах бумажные виды конденсаторов обычно работают в цепях высокой и низкой частоты.

Металлобумажные конденсаторы обладают герметичностью, высокой удельной емкостью, качественной электрической изоляцией. В их конструкции применяется вакуумное металлическое напыление на бумажный диэлектрик, вместо фольги.

Бумажные конденсаторы не обладают высокой механической прочностью. В связи с этим его внутренности располагают в металлическом корпусе, который защищает его устройство.

Источник

Виды конденсаторов и их применение

Конденсатор — это электрический (электронный) компонент, состоящий из двух проводников (обкладок), разделенных между собой слоем диэлектрика. Существует много видов конденсаторов. В основном они делятся по материалу из которого изготовлены обкладки и по типу используемого диэлектрика между ними.

Виды конденсаторов

Бумажные и металлобумажные конденсаторы

У бумажного конденсатора диэлектриком, разделяющим фольгированные обкладки, является специальная конденсаторная бумага. В электронике бумажные конденсаторы могут применяться как в цепях низкой частоты, так и в высокочастотных цепях.

Хорошим качеством электрической изоляции и повышенной удельной емкостью обладают герметичные металлобумажные конденсаторы, у которых вместо фольги (как в бумажных конденсаторах) используется вакуумное напыление металла на бумажный диэлектрик.

Бумажный конденсатор не имеет большую механическую прочность, поэтому его начинку помещают в металлический корпус, служащий механической основой его конструкции.

Электролитические конденсаторы

В электролитических конденсаторах, в отличии от бумажных, диэлектриком является тонкий слой оксида металла, образованный электрохимическим способом на положительной обложке из того же металла.

Вторую обложку представляет собой жидкий или сухой электролит. Материалом, создающим металлический электрод в электролитическом конденсаторе, может быть, в частности, алюминий и тантал. Традиционно, на техническом жаргоне «электролитом» называют алюминиевые конденсаторы с жидким электролитом.

Но, на самом деле, к электролитическим также относятся и танталовые конденсаторы с твердым электролитом (реже встречаются с жидким электролитом). Почти все электролитические конденсаторы поляризованы, и поэтому они могут работать только в цепях с постоянным напряжением с соблюдением полярности.

В случае инверсии полярности, может произойти необратимая химическая реакция внутри конденсатора, ведущая к разрушению конденсатора, вплоть до его взрыва по причине выделяемого внутри него газа.

К электролитическим конденсаторам так же относится, так называемые, суперконденсаторы (ионисторы) обладающие электроемкостью, доходящей порой до нескольких тысяч Фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

В качестве положительного электрода используется алюминий. Диэлектрик представляет собой тонкий слой триоксида алюминия (Al₂O₃),

• работают корректно только на малых частотах;
• имеют большую емкость.

Характеризуются высоким соотношением емкости к размеру: электролитические конденсаторы обычно имеют большие размеры, но конденсаторы другого типа, одинаковой емкости и напряжением пробоя были бы гораздо больше по размеру.

Характеризуются высокими токами утечки, имеют умеренно низкое сопротивление и индуктивность.

Танталовые электролитические конденсаторы

Это вид электролитического конденсатора, в котором металлический электрод выполнен из тантала, а диэлектрический слой образован из пентаоксида тантала (Ta₂O₅).

• высокая устойчивость к внешнему воздействию;
• компактный размер: для небольших (от нескольких сотен микрофарад), размер сопоставим или меньше, чем у алюминиевых конденсаторов с таким же максимальным напряжением пробоя;
• меньший ток утечки по сравнению с алюминиевыми конденсаторами.

Полимерные конденсаторы

В отличие от обычных электролитических конденсаторов, современные твердотельные конденсаторы вместо оксидной пленки, используемой в качестве разделителя обкладок, имеют диэлектрик из полимера. Такой вид конденсатора не подвержен раздуванию и утечке заряда.

Физические свойства полимера способствуют тому, что такие конденсаторы отличаются большим импульсным током, низким эквивалентным сопротивлением и стабильным температурным коэффициентом даже при низких температурах.

Полимерные конденсаторы могут заменять электролитические или танталовые конденсаторы во многих схемах, например, в фильтрах для импульсных блоков питания, или в преобразователях DC-DC.

Пленочные конденсаторы

В данном виде конденсатора диэлектриком является пленка из пластика, например, полиэстер (KT, MKT, MFT), полипропилен (KP, MKP, MFP) или поликарбонат (KC, MKC).

Электроды могут быть напыленными на эту пленку (MKT, MKP, MKC) или изготовлены в виде отдельной металлической фольги, сматывающейся в рулон или спрессованной вместе с пленкой диэлектрика (KT, KP, KC). Современным материалом для пленки конденсаторов является полифениленсульфид (PPS).

Общие свойства пленочных конденсаторов (для всех видов диэлектриков):

• работают исправно при большом токе;
• имеют высокую прочность на растяжение;
• имеют относительно небольшую емкость;
• минимальный ток утечки;
• используется в резонансных цепях и в RC-снабберах.

Отдельные виды пленки отличаются:

• температурными свойствами (в том числе со знаком температурного коэффициента емкости, который является отрицательным для полипропилена и полистирола, и положительным для полиэстера и поликарбоната)
• максимальной рабочей температурой (от 125 °C, для полиэстера и поликарбоната, до 100 °C для полипропилена и 70 °С для полистирола)
• устойчивостью к электрическому пробою, и следовательно максимальным напряжением, которое можно приложить к определенной толщине пленки без пробоя.

Конденсаторы керамические

Этот вид конденсаторов изготавливают в виде одной пластины или пачки пластин из специального керамического материала. Металлические электроды напыляют на пластины и соединяют с выводами конденсатора. Используемые керамические материалы могут иметь очень разные свойства.

Разнообразие включает в себя, прежде всего, широкий диапазон значений относительной электрической проницаемости (до десятков тысяч) и такая величина имеется только у керамических материалов.

Столь высокое значение проницаемости позволяет производить керамические конденсаторы (многослойные) небольших размеров, емкость которых может конкурировать с емкостью электролитических конденсаторов, и при этом работающих с любой поляризацией и характеризующихся меньшими утечками.

Керамические материалы характеризуются сложной и нелинейной зависимостью параметров от температуры, частоты, напряжения. В виду малого размера корпуса — данный вид конденсаторов имеет особую маркировку.

Конденсаторы с воздушным диэлектриком

Здесь диэлектриком является воздух. Такие конденсаторы отлично работают на высоких частотах, и часто выполняются как конденсаторы переменной емкости (для настройки).

Источник

Типы конденсаторов для холодильных установок – описание различных типов конденсаторов холодильных и особенности их применения на сайте компании Omex

Каталог продукции

Конденсатором холодильной машины называется теплообменный аппарат, в котором происходит переход рабочего вещества холодильного цикла из одного агрегатного состояния в другое.

Назначение конденсаторов в составе холодильной установки

Задача конденсаторов в составе холодильной установки состоит в том, чтобы передать внешней среде или промежуточному хладоносителю теплоту, которую хладагент забрал в охлаждаемом объеме. Таким образом замыкается цикл, рабочее вещество возвращается к параметрам, необходимым для дальнейшего отбора тепла.

Устройство

Холодильный конденсатор воздушного охлаждения включает пучок оребренных или гладких труб, по которым протекает хладагент. Для изготовления используют металлы с большим коэффициентом теплопроводности:

• медь,
• алюминий,
• латунь,
• сталь.

Снаружи трубы омывает охлаждающая среда. Все элементы заключены в герметичный корпус.

Параметры веществ контролирует система автоматики: датчики температуры, манометры, регуляторы давления и др. Тепловая мощность зависит от площади теплообменной поверхности, которую можно изменять с помощью частичного затопления хладагентом, а также от температуры окружающей среды и температурного напора на аппарате.

Виды конденсаторов для холодильного оборудования

Типы конденсаторов определяют по нескольким характеристикам:

1. По способу охлаждения различают водяные (проточные) и воздушные (оросительные, испарительные).

Теплообменники с водяным охлаждением по конструкции могут быть:

• кожухотрубные;
• кожухозмеевиковые;
• пластинчатые.

Система водоснабжения может быть, как проточной, так и с оборотной водой.

Конденсаторы холодильных систем с воздушным охлаждением по принципу работы делятся на аппараты с естественной и искусственной циркуляцией. Во втором случае аппараты оснащают вентиляторами, которые поддерживают интенсивное движение воздуха, стимулируют процесс.

2. По месту расположения в составе установки аппараты разделяют на встроенные и выносные.
3. По пространственной ориентации: горизонтальные, вертикальные, V-образные.

Также строение теплообменника зависит от используемого хладагента. У каждого холодильного агента свои теплофизические характеристики.

Как выбрать конденсатор?

Входящий в холодильный агрегат конденсаторный блок должен соответствовать заданным техническим характеристикам:

• производительности;
• температурному графику рабочего вещества;
• температуре охлаждающей среды;
• виду хладоносителя;
• рабочему давлению;
• площади теплообменной поверхности и пр.

При подборе нужно учитывать особенности условий использования, климат, место, температурный напор и пространство для монтажа.

От чего зависит выбор теплообменного конденсатора?

Подбор воздушного конденсатора для холодильной установки кроме технических данных учитывает экономические.

В промышленности популярность получили аппараты с воздушным охлаждением.

Конденсаторы с водяным охлаждением сложнее технически, имеет меньшие габариты, применяется в агрегатах высокой и средней мощности. Металлические части конденсатора подвержены коррозии в связи с этим большую роль играет система водоподготовки. Их приходится либо часто менять, либо защищать от воздействия влаги. Эти факторы и большой расход пресной воды повышает затраты на эксплуатацию и обслуживание, но являются более эффективными с точки зрения съёма тепла и габаритов.

Выбирать модель конденсатора для холодильного оборудования должен специалист, способный предусмотреть все нюансы работы агрегата.

Компания OMEX — производитель промышленного и торгового холодильного оборудования для овощехранилищ, магазинов, ресторанов, фермерских хозяйств и пищевых производств. Наши инженеры разрабатывают индивидуальные проекты холодоснабжения предприятий в соответствии с особенностями объекта и хранимой продукции. Учитывают пожелания заказчиков и требования государственных нормативов.

Чтобы получить консультацию, узнать стоимость проекта — позвоните нам по телефону +7 (495) 009-02-42 или заполните форму обратной связи на сайте.

 

Узнать стоимость Заказать звонок

 

Объяснение типов конденсаторов — ВСЕ ОБ ЭЛЕКТРОНИКЕ

Конденсатор является одним из широко используемых элементов электрических цепей в электрических и электронных схемах. На самом деле сложно представить любую схему без конденсаторов.
В зависимости от типа диэлектрического материала и конструкции конденсатора существуют различные типы конденсаторов, которые используются в различных приложениях, таких как развязка, синхронизация и формирование волны, фильтрация и т. д. В зависимости от различных характеристик или электрических свойств конденсатора конденсатор, разные конденсаторы используются для разных приложений.

Рис. 1 Различные типы конденсаторов

Ниже приведен список некоторых важных технических характеристик или электрических характеристик конденсатора.

1. Номинальная емкость
2. Номинальное напряжение
3. Допуск
4. Температурный коэффициент
5. Устойчивость к утечкам
6. Обломатическая эффективность
7. Эффективная серия Сопротивление / диссипация

Эффективный серийный коэффициент

. используется для конкретного приложения.

Типы конденсаторов

Существуют различные типы конденсаторов, которые используются в электрических и электронных схемах. Но вот список широко используемых типов конденсаторов.

1. Электролитические конденсаторы
2. Керамические конденсаторы
3. пленки конденсаторы
4. слюди-конденсаторы
5. Supercapacitors
6. ТРИММЕР ТРИММЕР (переменные конденсации)

. Капляризированные и капцинированные поляризированные поляризированные и полярные. Электролитические конденсаторы и суперконденсаторы представляют собой поляризованные конденсаторы, а керамические, пленочные, слюдяные или подстроечные конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами.

Электролитический конденсатор

Электролитические конденсаторы представляют собой поляризованные конденсаторы, в которых анод или положительный вывод пластины изготовлен из металла, а за счет анодирования создается оксидный слой. Этот оксидный слой действует как изолятор. Электролит покрывает поверхность оксидного слоя и действует как катод или отрицательная пластина конденсатора. В зависимости от типа материала, используемого для электрода, существует три типа электролитических конденсаторов.

1. Алюминиевый электролитический конденсатор
2. ТАНТАЛЯМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ КОНКАСТИ
3. Электролитические конденсаторы Niobium

Алюминий -Электролитический конденсатор 9003

Фиг. алюминия. Оксид алюминия действует как диэлектрик. А электролит действует как катод конденсатора. Благодаря очень тонкому оксидному слою в этих алюминиевых конденсаторах можно добиться очень высокой емкости.

Вот типичные характеристики алюминиевого электролитического конденсатора

• Дешевле других типов конденсаторов
• Большая емкость (от 0,1 мкФ до 2,2 Ф)
• Номинальное напряжение (от 2,5 В до 700 В)
• Типовое1 Допуск (% ± до 20 %)
• Высокое эффективное последовательное сопротивление (ESR)
• Высокий ток утечки
• Меньший срок службы по сравнению с другими типами конденсаторов (особенно для влажных электролитических конденсаторов)

Использование: Поскольку эти конденсаторы поляризованы, они обычно используются в приложениях постоянного тока. Они используются для фильтрации источников питания постоянного тока и развязки.

Танталовый конденсатор

Рис.3 Танталовые конденсаторы

В танталовом конденсаторе металлический тантал используется в качестве электрода, а тонкий оксид тантала создается поверх него, который действует как диэлектрик. Эти танталовые конденсаторы доступны в свинцовом исполнении, а также в виде чипа для поверхностного монтажа.

Типичные характеристики танталового электролитического конденсатора

• Диапазон емкости: от 10 нФ до 100 мФ
• Более высокий объемный КПД, чем у алюминиевых электролитических конденсаторов
• Номинальное напряжение: от 2 В до 500 В
• %
• Более низкое ESR, чем у алюминиевых конденсаторов (могут выдерживать более высокие пульсирующие токи, чем алюминиевые конденсаторы при той же емкости и номинальном напряжении)
• Очень стабильны в диапазоне температур и очень надежны
• Более длительный срок хранения
• Очень чувствителен к обратной полярности (даже небольшое обратное напряжение может привести к разрушению конденсатора)
• Очень чувствителен к скачкам высокого напряжения

Применение:

Из-за надежности и хороший объемный КПД, танталовые конденсаторы используются в приложениях, где требуется хорошая надежность и есть ограничения по размеру.

1. Цепи отбора проб и хранения
2. Медицинские устройства
3. Фильтрационные схемы питания в ноутбуках и других компактных устройствах
4. военные и космические применения

Niobium емкость

Рис. 4 -капсуары. в некоторых диапазонах емкости и напряжения они используются вместо танталовых конденсаторов из-за их более низкой цены.

Керамические конденсаторы

Рис. 5 Керамические конденсаторы

В керамическом конденсаторе диэлектрическим материалом является керамический материал. Они доступны в свинце от и для поверхностного монтажа от. Керамические конденсаторы доступны в широком диапазоне емкости (от 0,1 пФ до 100 мкФ) и напряжения (от 2 В до 50 кВ). Керамические конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами и могут быть подключены к цепи любым способом.

В зависимости от типа диэлектрического материала керамических конденсаторов существует два типа керамических конденсаторов.

1. Керамические конденсаторы типа I
2. Керамические конденсаторы типа II

Керамические конденсаторы класса I

Керамические конденсаторы класса I используются в цепях, где требуется высокая стабильность и низкие потери. обеспечивает очень стабильную емкость при изменении температуры, напряжения смещения или частоты.

Типичные характеристики керамического конденсатора класса I

• Хорошая стабильность и надежность
• Низкое ESR и малый ток утечки
• Низкий допуск
• Низкий объемный КПД (обычно доступен с низким значением емкости)

Применение: Керамические конденсаторы класса I используются в высокочастотных устройствах, таких как резонансные цепи и генераторы.

Керамические конденсаторы класса II

Ниже приведены типичные характеристики керамического конденсатора класса II

• Низкая стабильность и точность по сравнению с конденсаторами класса I
• Высокий объемный КПД по сравнению с конденсаторами класса I
• Нелинейное изменение емкости в диапазоне рабочих температур
• Изменение емкости при изменении напряжения смещения
• Большой допуск по сравнению с конденсаторами класса I

Керамические конденсаторы II используются в приложениях, где стабильность и точное значение емкости менее важны. Как правило, они используются в цепях фильтрации источников питания постоянного тока, а также для соединения и развязки в различных цепях.

Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

Рис. 6 Многослойные керамические конденсаторы (MLCC)

В настоящее время многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа или MLCC очень популярны, и каждую неделю производятся миллиарды таких конденсаторов. год. Как показано на рис. 7, MLCC состоят из чередующихся слоев металлических электродов и диэлектрической керамики.

Рис. 7 Конструкция многослойного керамического чип-конденсатора (MLCC)

Полученный конденсатор в основном состоит из множества меньших конденсаторов, соединенных параллельно, что увеличивает общую емкость. MLCC состоят из 500 или более таких слоев. Для MLCC типа I емкость находится в диапазоне от пФ до нФ. И они используются в приложениях, где требуются точность и стабильность. MLCC типа II доступны с емкостью до 100 мкФ и используются для фильтрации источников питания и приложений общего назначения.

Пленочные конденсаторы

Рис. 8 Пленочные конденсаторы

В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется пластиковая пленка. В зависимости от различных пленочных материалов существуют различные типы пленочных конденсаторов. (например, полипропилен, полиэстер и полистирол)

Пленочные конденсаторы используются в приложениях, где требуется хорошая надежность и стабильность. Как правило, пленочные конденсаторы имеют низкие ESL и ESR или низкий коэффициент рассеяния. Они доступны в диапазоне емкости от пФ до мФ с номинальным напряжением от 10 В до 10 кВ.

В зависимости от материала пленки различные типы пленочных конденсаторов имеют разные электрические характеристики.

Полипропиленовые пленочные конденсаторы

Полипропиленовые пленочные конденсаторы являются одним из широко используемых типов пленочных конденсаторов. Вот типичные характеристики полипропиленового пленочного конденсатора.

• Низкий ток утечки
• Низкий коэффициент рассеяния
• Хорошая температурная стабильность
• Выдерживает высокие скачки напряжения и тока
• Низкая объемная эффективность

Применение: Используются в генераторах и частотно-селективных схемах, где требуется точная емкость. Из-за низкого тока утечки он также используется в схемах выборки и удержания.

В силовой электронике они используются для подавления электромагнитных помех, коррекции коэффициента мощности и в импульсных приложениях.

Полиэстер Пленочные конденсаторы

Они имеют более высокий объемный КПД, чем полипропиленовые конденсаторы, но емкость зависит от температуры и частоты. Обычно они используются в приложениях общего назначения.

Суперконденсаторы

Рис. 9 Суперконденсаторы

Суперконденсаторы также известны как ультраконденсаторы. Он используется для хранения большого количества электрического заряда. Обычно его емкость колеблется от нескольких фарад до сотен фарад. Максимальное напряжение заряда составляет от 2,5 до 2,9 В. Иногда вы также найдете суперконденсатор с более высоким номинальным напряжением. Но в таком случае внутри последовательно соединены два или более конденсатора.

Суперконденсаторы используются для быстрого переноса заряда или для быстрой зарядки и разрядки. Аккумуляторам обычно требуется до нескольких часов, чтобы достичь полностью заряженного состояния, в то время как суперконденсаторы могут быть доведены до такого же состояния заряда менее чем за две минуты.

Он находит свое применение в автомобильной промышленности и в устройствах с низким энергопотреблением, где важны большой срок службы и быстрая перезарядка. (например, фотовспышка и SRAM)

Слюдяные конденсаторы

В слюдяных конденсаторах в качестве диэлектрического материала используется серебряная слюда. Эти конденсаторы обеспечивают хорошую температурную стабильность и очень точную емкость. И поэтому они используются в радиочастотных приложениях.

Из-за высокого напряжения пробоя эти конденсаторы используются в высоковольтных устройствах. Из-за их большого размера и высокой стоимости в настоящее время эти конденсаторы заменены другими конденсаторами.

Подстроечные конденсаторы

Рис. 10 Подстроечный конденсатор

Подстроечные конденсаторы представляют собой переменные конденсаторы. Они используются для первоначальной калибровки оборудования во время производства или обслуживания. В конденсаторе этого типа путем изменения расстояния между двумя пластинами или изменения площади перекрытия между двумя пластинами емкость изменяется в определенном диапазоне.

Эти конденсаторы используются для первоначальной установки значений частоты генератора, задержек, времени нарастания и спада и других переменных в схеме. Существует два типа подстроечных конденсаторов: воздушные подстроечные конденсаторы и керамические подстроечные конденсаторы.

Минимальная емкость этих конденсаторов составляет около 0,5 пФ и может варьироваться до 100 пФ. Эти конденсаторы доступны до номинального напряжения 300 В.

Типы конденсаторов. Применение и значение

Типы конденсаторов

Конденсаторы являются одним из наиболее важных и основных компонентов, используемых в электрических цепях, таких как катушки индуктивности и резисторы. Это пассивное устройство, доступное в широком диапазоне конструкций. Их классификация основана на различных факторах, описанных в этом блоге. Пожалуйста, читайте дальше, чтобы узнать больше!

Что такое конденсатор?

Конденсатор является важным и пассивным компонентом, используемым для хранения энергии в виде электрического тока. Он состоит из двух проводников, разделенных с помощью диэлектрического материала в виде пластин, в которых накапливается электрический заряд. Одна пластина несет отрицательный заряд, а другая – положительный.

Эффект конденсатора называется емкостью и определяется как отношение электрического заряда Qs к напряжению V. Емкость выражается следующей формулой:

Кл = Q/В

Здесь

Q обозначает электрический заряд, который количественно выражается в кулонах

Кл обозначает емкость, которая количественно выражается в фарадах

В представляет собой напряжение на пластин и измеряется в вольтах

Как классифицируются конденсаторы?

На рынке доступны различные типы конденсаторов: от очень маленьких и хрупких, таких как радиосхемы, до больших и металлических корпусов, которые используются в сглаживающих схемах и для коррекции мощности высокого напряжения.

Конденсаторы классифицируются в зависимости от их конструкции на следующие типы: переменные конденсаторы, подстроечные конденсаторы и фиксированные конденсаторы. Они также классифицируются на основе их поляризации на два типа конденсаторов — поляризованные и неполяризованные конденсаторы.

Поляризованные конденсаторы являются жизненно важными компонентами электрической цепи и иногда называются электролитическими конденсаторами. Они используются для достижения емкости высокой плотности. Однако обычно неполярные конденсаторы предпочтительнее поляризованных, поскольку они не повреждаются и не разрушаются из-за обратного напряжения. Кроме того, они могут использоваться для использования в цепях чистого переменного тока.

Неполяризованные конденсаторы также используются в цепях постоянного тока, поскольку они не имеют отрицательного и положительного полюсов. Их утечка тока мала, а частота достаточно высока. Теперь, когда вы знакомы с классификацией конденсаторов, давайте рассмотрим их различные типы.

Типы конденсаторов

Конденсаторы можно разделить на две основные механические группы — постоянные и переменные. Как следует из названия, значение емкости постоянных конденсаторов является фиксированным, а значение емкости переменных конденсаторов является переменным. Ниже приведено описание различных типов конденсаторов с их характеристиками:

• Пленочные конденсаторы
• Керамические конденсаторы
• Электролитические конденсаторы
• Силовые пленочные конденсаторы
• Бумажные конденсаторы
• Керамические конденсаторы
• Танталовый конденсатор

Керамические конденсаторы

Этот конденсатор, вероятно, используется чаще всего, и его основным материалом является диэлектрик. Кроме того, они являются неполярными устройствами, поэтому их можно использовать в цепи в любом направлении.

Обозначение керамического конденсатора

Эти типы конденсаторов делятся на три группы в зависимости от их доступности: многослойные керамические конденсаторы для поверхностного монтажа, бессвинцовые дисковые керамические конденсаторы без покрытия для микроволнового излучения и свинцовые дисковые керамические конденсаторы. Они подразделяются на следующие категории в зависимости от температурного дрейфа, температурного диапазона и допусков.

Керамические конденсаторы класса 1: Керамические конденсаторы класса 1 считаются наиболее стабильными типами конденсаторов и имеют линейные характеристики.

Керамические конденсаторы класса 2: Характеристики этих керамических конденсаторов лучше с точки зрения объемного КПД. Однако на карту поставлены их стабильность и точность. Они используются в развязке и соединении.

Керамические конденсаторы класса 3: Объемный КПД этих керамических конденсаторов также довольно высок, но их коэффициент рассеяния и точность низки. Они находят применение в развязке.

Применение керамических конденсаторов

• Эти типы конденсаторов используются для использования в печатных платах.
• Поскольку керамические конденсаторы неполярны, они подходят для общего использования.
• Кроме того, поскольку они используются для снижения радиопомех, они находят применение в двигателях постоянного тока.

Пленочные конденсаторы

Эти типы конденсаторов иногда называют конденсаторами из пластиковой пленки, полимерной пленки или пленочного диэлектрика. Их преимущество в том, что они экономически выгодны и обычно не имеют ограничений по сроку годности. В пленочном конденсаторе используется тонкий диэлектрический материал, а другая сторона металлизирована. В зависимости от применения из пленочного конденсатора изготавливаются тонкие пленки. Эти типы конденсаторов имеют общий диапазон напряжений от 50 В до 2 кВ.

Обозначение пленочного конденсатора

Типы пленочных конденсаторов

В зависимости от области применения и используемых диэлектрических материалов пленочные конденсаторы классифицируются следующим образом:

• Конденсаторы типа SMD
• Мощные снабберные конденсаторы
• Конденсаторы радиального типа
• Конденсаторы осевого типа

Применение пленочных конденсаторов

• Пленочные конденсаторы используются в качестве предохранительных конденсаторов. У них также есть приложения в электромагнитных помехах.
• Пленочные конденсаторы силового типа используются в силовой электронике.
Пленочные конденсаторы
• также используются для защиты электроприборов и других электронных устройств от внезапных скачков напряжения.
• Используются для улучшения коэффициента мощности устройства.

Силовые пленочные конденсаторы

Материалы и методы изготовления, используемые в этом пленочном конденсаторе, такие же, как и в обычных пленочных конденсаторах. Диэлектрик, используемый в конденсаторе, изготовлен из полипропиленовой пленки.

Электролитические конденсаторы

В конденсаторах этого типа диэлектрик представляет собой металлический анод, покрытый оксидным слоем. Это поляризующие конденсаторы, которые классифицируются на основе их диэлектрической проницаемости.

• Алюминиевые электролитические конденсаторы содержат оксид алюминия в качестве диэлектрика.
• Танталовый электролитический конденсатор имеет пятиокись тантала в качестве диэлектрика.
• Ниобиевый электролитический конденсатор содержит пятиокись ниобия в качестве диэлектрика.

Символ электролитического конденсатора

Применение электролитических конденсаторов

• Эти конденсаторы используются, когда требуется большая емкость.
• Применяются в качестве фильтрующих устройств, уменьшающих пульсации напряжения.
• Они используются в аудиоусилителях для снижения электрических помех, создаваемых основным источником питания.
• Эти конденсаторы используются в сигнале постоянного тока со слабой составляющей переменного тока для сглаживания входного и выходного сигналов.

Бумажный конденсатор

Так называемый конденсатор постоянной емкости, диэлектрический материал в этом типе конденсатора сделан из бумаги и хранит фиксированное количество электрического заряда. Он состоит из двух металлических пластин, между которыми в качестве диэлектрического материала помещена бумага.

Обозначение бумажного конденсатора 

Применение бумажного конденсатора

• Эти конденсаторы применяются в системах связи, фильтрации помех и развязки.
• Они используются для блокировки сигналов постоянного тока, чтобы обеспечить их распространение.
• К этим конденсаторам относятся датчики влажности, датчики уровня топлива и т. д.
• Они также используются в автомобильных аудиосистемах для придания дополнительной мощности усилителям.

Танталовый конденсатор

Танталовые конденсаторы поляризованы и имеют очень высокий уровень емкости для своего объема, как и электролитические конденсаторы.

Какие наиболее распространенные типы конденсаторов?

Конденсаторы можно разделить на две механические группы — переменные и постоянные конденсаторы. Ниже приведены некоторые распространенные типы конденсаторов с их названиями.

• Пленочные и бумажные конденсаторы
• Керамические конденсаторы типа
• Алюминиевые, ниобиевые и танталовые электролитические конденсаторы
• Серебряная слюда, кремний, стекло, вакуум и конденсатор с воздушным зазором.
• Конденсатор гибридного типа
• Полимерные конденсаторы типа
• Псевдоконденсаторы тип
• Конденсаторы двухслойные типа

Параметры конденсатора

Теперь, когда вы знакомы с типами и применением конденсаторов, давайте узнаем об их значениях. Значение конденсатора зависит от его типа. Например, значения электролитического конденсатора напечатаны на его корпусе вместе с выводами. Напротив, значения дискового конденсатора представлены такими символами, как мкФ, PF и KPF. Черная полоса указывает на отрицательный вывод конденсатора.

Способы определения типа конденсатора приведены ниже:

• Значение емкости конденсатора выражается в пикофарадах.
• Если третье число конденсатора равно нулю, его значение выражается как P.
• Если в конденсаторе три цифры, то третья цифра в нем указывает на количество нулей в этом типе конденсатора.
• Если значения указаны в PF, их преобразование из KPF в мкФ упрощается.

Вывод  

Прочитав весь блог, вы познакомитесь с различными типами конденсаторов, их применением и принципами работы. Поскольку конденсаторы являются неотъемлемой частью электрической цепи, знание их важно с точки зрения физики.

Часто задаваемые вопросы

1. Какие металлы используются в конденсаторе?

Пластины конденсатора изготовлены из таких металлов, как серебро и алюминий. Между этими пластинами используются диэлектрические материалы из керамики, резины или бумаги, в зависимости от того, для каких целей они используются.

2.Как проверить качество конденсаторов?

Цифровой мультиметр, который подключается к концам пластин конденсатора, используется для анализа качества конденсатора. Отрицательный конец этого типа конденсатора соединяется с черным проводом мультиметра, а положительный конец соединяется с красным проводом. Конденсатор считается в хорошем состоянии, если показания колеблются от нуля до бесконечности.