Базата от електронни компоненти за проектиране електронни устройства става все по-сложна. Устройствата се комбинират в интегрални схеми с определена функционалност и софтуерно управление. Но в основатазработката основните устройства: кондензатори, резистори, диоди и транзистори.
Съдържание
Какво представлява кондензаторът?
Уред, който съхранява електричество под формата електрически заряд, серича кондензатор.
Във физиката количеството електричество или електрически заряд се измерва в кулони (Cl). Електрическиятпацитет се измерва въвради (F).
Самотен проводник с електрическипацитет 1рад е метална топка сдиус,вен 13 слънчевидиуса. Следователно кондензаторът включва поне 2 проводника, коитозделени от диелектрик. При простите конструкции устройството е отртия.
Работата кондензатор в постояннотокова верига се осъществява при включване и изключване захранването.мо по време преходни процеси потенциалътмотките се променя.
Кондензаторът в променливотокова верига се зарежда с честота,вна честотата захранващотопрежение. В резултат непрекъснатото зареждане изреждане през елемента протича ток. По-високата честота означава по-бързо зареждане устройството.
Съпротивлението верига с кондензатор зависи от честотата тока. При нулева честота постоянния ток стойността съпротивлението клони към безкрайност. С увеличаване честотата променливия ток съпротивлениетомалява.
Когато се използват кондензатори
Работата електронните,диотехническите и електрическите устройства е невъзможна без кондензатори.
В електротехниката те се използват за смяназите при пускане асинхронни двигатели. Беззово изместване трифазен асинхронен двигател в променлива еднофазна мрежа няма функционира.
Кондензатори спацитет от няколкорада - йонни кондензатори - се използват в електрическите превозни средствато източници енергия за двигателя.
За сезбере защо е необходим кондензатор, ежно се знае, че 10-12% от измервателните устройстваботят принципа промяна електрическияпацитет при промени във външната среда.пацитетнатарактеристика специални устройства се използва за:
- регистриране слаби движения чрез увеличаване илималяванезстоянието между черупките;
- откриване влажност чрез регистриране промени в диелектричното съпротивление;
- измерване нивото течност, която променяпацитета елемента, когато той е запълнен.
Трудно е си представим проектирането автоматика и релейна защита без кондензатори. Някои логики за защита отчитат многократността презареждане устройството.
Капацитивните елементи се използват във веригите мобилните телефони,дио- и телевизионните устройства. Кондензаторите се използват във:
- Високочестотни и нискочестотни усилватели;
- захранващи блокове;
- честотни филтри;
- звукови усилватели;
- процесори и други микросхеми.
Лесно е семери отговор въпроса закво служи кондензаторът,то сезгледат електрическите схеми електронните устройства.
Принципбота кондензатора
В постояннотокова верига положителните заряди се събират върху едната плоча, а отрицателните - върху другата. Чрез взаимно привличанестиците се задържат заедно в устройството, а диелектрикът между тях предотвратява свързването им. Колкото по-тънък е диелектрикът, толкова по-силно свързани зарядите.
Кондензаторът поема количеството електроенергия, необходимо за запълванепацитета, и токът спира.
При постояннопрежение във веригата елементът поддържа заряд до изключване захранването. След това той сезрежда презтоварванията във веригата.
Променливият ток протича през кондензатор позличенчин. Първата ¼ от периода трептене е моментът зареждане устройството. Амплитудата зарядния токмалява експоненциално и до края тримесечието спада до нула. В този момент ЕМП достига амплитуда.
През втората ¼ от периода ЕМПмалява и клетката започва сезрежда.маляването ЕМП вчалото елко,кто и токътзреждане. Тя се увеличава по същата експоненциална зависимост. В края периода ЕМП евна нула, а токът евен амплитудната си стойност.
През третата ¼ от периода трептене ЕМП променя посоката си, преминавад нулата и се увеличава. Знакът заряда върхумотките е обърнат. Токътмалява по големина и запазва посоката си. В този момент електрическият ток изпреварвапрежението 90° поза.
При индукторите се случва обратното:прежението изпреварва тока. Това свойство е първо място при вземането решениели се използват RC или RL вериги.
В края цикъла, в последната ¼ от трептенето, ЕМПда до нула, а токът достига стойността амплитудата си.
"Капацитетът сезрежда и зарежда 2 пъти период и провежда променлив ток.
Това е теоретично описание процесите. Зазберетекден елемент от веригаботи директно в устройството, изчислете индуктивното ипацитивното съпротивление веригата,раметрите другите участници и вземете предвид влиянието външната среда.
Основнирактеристики и свойства
Параметрите кондензаторите, които се използват за изграждане и ремонт електронни устройства, включват:
- Капацитет - C. Определя количеството заряд, което устройството задържа. Стойността номиналнияпацитет е посочена върху корпуса. Клетките се свързват във веригаралелно или последователно, за се получат необходимите стойности.ботните стойности не съвпадат с изчислените стойности.
- Резонансната честота е fp. Ако честотата тока е по-висока от резонансната честота, се проявяват индуктивните свойства елемента. Това затрудняваботата. За се осигури номиналната мощност във веригата, езумно кондензаторът се използва при честоти, по-малки от резонансните стойности.
- Номиналнотопрежение е Un. За се предотврати пробив елемента,ботнотопрежение сестройва по-ниско от номиналното. Това е обозначено върху корпуса кондензатора.
- Полярност. При неправилно свързване ще се получи повреда и отказ.
- Съпротивление електрическа изолация - Rd. Определя тока утечка устройството. В устройстватаститезположени близо една до друга. Високите токове утечка могат причинятразитни връзки във веригите. Това води до неправилно функциониране. Токът утечка ще влошипацитивните свойства елемента.
- Температурният коефициент - TKE. Стойността определяк се променяпацитетът устройството поради температурните промени в околната среда.раметърът се използва при проектиране устройства за използване в тежки условия.
- Паразитен пиезоефект. Някои видове кондензатори създават шум в устройствата, когато се деформират.
Видове и типове кондензатори
Капацитивните елементи се класифицират в зависимост от вида диелектрика, използван в конструкцията им.
Хартиени и метални кондензатори
Елементите се използват във вериги с постоянни или слабо пулсиращипрежения. Простотата конструкцията води домаляване стабилносттарактеристиките с 10-25% и до увеличаване загубите.
Приртиените кондензаторипаците от алуминиево фолиозделени сртия. Сглобките се усукват и се поставят в цилиндричен или правоъгълен корпус с формаралелепипед.
Устройстватаботят при температури от -60°C до 125°C, с номиналнопрежение до 1600V за устройствата с нископрежение ид 1600V за устройствата с високопрежение, и спацитет до десетки μF.
При устройствата отртия и метал върху диелектричнатартия вместо фолио сенася тънък слой метал. Това помага за изработването по-малки компоненти. В случайлка повреда диелектрикът може се възстановим. Метално-хартиените клетки отстъпватртиените по отношение изолационното съпротивление.
Електролитни кондензатори
Конструкцията тези продукти е подобназиртиените кондензатори. Но при производството електролитни клеткиртията се импрегнира с метални оксиди.
В продукт с електролит безртия оксидът сенася върху метален електрод. Металните оксиди имат еднопосочна проводимост, което прави устройството полярно.
При някои модели електролитни клеткипацитеправени снали, които увеличават повърхността електрода. Пролуките между плочите се елиминират чрез запълването им с електролит. Това подобрявапацитивните свойства продукта.
Високиятпацитет електролитните устройства, стотици μF, се използва във филтрите за изглаждане пулсациитепрежението.
Алуминиеви електролитни
При този тип инструменти анодната плоча е изработена от алуминиево фолио. Повърхността е покрита с метален оксид - диелектрик.тодната подложка е твърд или течен електролит, който се избирака, че оксидният слой върху фолиото се регенерира по времебота.мовъзстановяването диелектрика удължава времето за експлоатация елемента.
Кондензаторите сзи конструкция изискват спазване полярността. Обръщането полярността ще доведе дозкъсване корпуса.
Устройствата, които имат вътрешно противоположно свързани полярни сглобки, се използват в 2 посоки. Алуминиевите електролитни клетки иматпацитет до няколко хиляди µF.
Електролитеннтал
Анодният електрод тези устройства е изработен от пореста структура, която се получава чрезгряване до 2000°Cнталов прах.териалът има вид гъба. Порьозността увеличава площта повърхността.
Чрез електрохимично окисление върху анода сенася слойнталов пентоксид с дебелина до 100нометра. Твърдият диелектрик е изработен отнганов диоксид. Готовата конструкция се пресова в смес, специална смола.
Продуктите отнтал се използват при честоти токад 100 kHz.пацитетите достигат до стотици μF, аботнитепрежения - до 75 V.
Полимер
В кондензаторите се използва твърд полимерен електролит, който има няколко предимства:
- експлоатационният живот е удължен до 50 000са;
- параметрите се запазват пригряване;
- по-широк диапазон пулсациите тока;
- съпротивлението клемите и електродите немалявапацитета.
Вид филма
Диелектрикът в тези модели е тефлоново, полиестерно, флуоропластово или полипропиленово фолио.
Покритията от фолио или металнозпръскване върху фолиото. Дизайнът се използва за създаване многослойни сглобки с увеличена повърхност.
Пластиновите кондензатори иматпацитет от стотици μF при миниатюрнизмери. В зависимост отзположението слоевете и контактните проводници се получават аксиални илидиални форми продуктите.
Някои модели имат номиналнопрежение от 2 kV или по-високо.
Разлика между полярни и неполярни
Неполярните конструкции позволяват включването кондензатори във веригата без оглед посоката тока. Елементите се използват във филтри за променливотокови захранвания, високочестотни усилватели.
Полярните продукти се свързват в съответствие сркировката. Ако се свърже в обратна посока, устройството ще се повреди или нямаботи правилно.
Полярните и неполярните кондензатори с висок и нисъкпацитет сезличават по диелектричната конструкция. При електролитните кондензатори, ако оксидът сенесе върху 1 електрод или 1 странартия, филм, елементът ще бъде полярен.
Моделите неполярни електролитни кондензатори с метален оксид, приложен симетрично към двете диелектрични повърхности, включени в схемите за променлив ток.
Полярните кондензатори иматркировка за положителен или отрицателен електрод върху корпуса.
Откво зависипацитетът един кондензатор
Основната функция и роля кондензатора във веригата е съхранява заряди, а допълнителната му роля е предотвратява изтичане.
Капацитетът кондензатора е правопропорционален диелектричната константа средата и площта плочите и обратнопропорционалензстоянието между електродите. Възникват две противоречия:
- За се увеличипацитетът, електродите трябва възможной-дебели, широки и дълги. В същото времезмерът устройството не трябва се увеличава.
- За се задържат зарядите и се осигури необходимата притегателна сила,зстоянието между плочите трябва бъде възможной-малкото. В същото време токът пробив не трябва семалява.
Зазрешат противоречията,зработчиците използват
- многослойни структури двойката диелектрик-електрод;
- порести анодни структури;
- замянартията с оксиди и електролити;
- паралелно свързване елементи;
- запълване свободното пространство с вещества с по-висока диелектрична проницаемост.
Размерът кондензаторите става все по-малък, арактеристиките им се подобряват с всяко ново изобретение.
Свързани статии:
