Izskaidroti kondensatoru veidi

Šajā amatā mēs uzzinām par kondensatora pamatiem, kā arī par dažādiem kondensatoru veidiem, kas ir tirgū parasti pieejami un tiek izmantoti lielākajā daļā elektronisko ķēžu.

Pārskats

Kondensators ir vienkārši pasīva elektroniskā daļa, kas paredzēta elektriskā lādiņa uzkrāšanai.

Fiziskā formā tas ir izgatavots no pāris metāla plāksnēm vai elektrodiem, kas atdalīti ar izolācijas saturu vai dielektriku. Pielietojot līdzstrāvas spriegumu kondensatora spailēs, uzreiz rodas elektronu trūkums uz pozitīvās plāksnes un elektronu pārpilnība uz negatīvās plāksnes, kā parādīts nākamajā attēlā.

Šī diferencētā elektronu uzkrāšanās rada elektrisko lādiņu, kas uzkrāj noteiktu līmeni (pamatojoties uz spriegumu), pēc kura paliek šajā līmenī. Ja ir iesaistīts līdzstrāvas avots, kondensatora iekšpusē esošais izolators darbojas kā bloķējoša sistēma strāvas plūsmai (tomēr tā varētu būt neliela pārejoša uzlādes strāva, kas novērš, kad kondensators ir pilnībā uzlādēts).

Ja maiņstrāvu izmanto pāri kondensatoram, visa maiņstrāvas cikla laikā uzkrātais lādiņš tiek mainīts ar nākamo 2. pusgada ciklu, kas liek kondensatoram ļaut efektīvi darboties caur to esošajai strāvai, it kā dielektriskā izolācija nekad nebūtu bijusi.

Tāpēc, ja ir iesaistīts maiņstrāvas avots, kondensators vienkārši darbojas kā sakabes ierīce. Jūs atradīsit gandrīz nevienu elektronisko shēmu, kurā ir maiņstrāva un nav iekļauti daži kondensatori, iespējams, savienošanai vai sistēmas vispārējās frekvences reakcijas optimizēšanai.

Pēdējā minētajā scenārijā kondensators ir savienots ar rezistoru, lai izveidotu RC kombināciju. Lādēšanas / izlādes gadījumus, kas saistīti ar kondensatoriem, varētu izmantot arī dažādās citās ķēdēs, piemēram, , foto elektroniskā zibspuldze.

Tāpat kā rezistori, arī kondensatori var būt konfigurēti darbam ar fiksētām vērtībām vai pielāgojami pēc to lieluma. Fiksētie kondensatori ir ķēdes primārie pamati (kopā ar rezistoriem). Mainīgie kondensatori galvenokārt ir paredzēti noregulēto ķēžu optimizēšanai.

The katra kondensatora veiktspējas parametri ir atšķirīgi, un attiecīgi atšķiras arī to pielietojums.

Viena no plaši izmantotajām elektronisko komponentu formām ir elektroniskie kondensatori. Bez tam pārējie rūpniecībā izmantotie kondensatori ietver keramiku, sudraba vizlu, elektrolītisko, plastmasu, tantalu un citus.

Katrs kondensatora tips tiek izmantots dažādās lietojumprogrammās atbilstoši to attiecīgajiem trūkumiem un priekšrocībām.

Būtībā ir jāizvēlas pareizais kondensatora tips, jo kondensators lielā mērā atrodas ķēdē, kurā tiek izmantots kondensators.

Tādējādi, ja, pamatojoties uz tā parametriem, nav izvēlēts pareizs kondensatora veids, ko ievietot ķēdē, tas var izraisīt nepareizu vai nepareizu ķēdes darbību.

Kondensatoru pamati

Fizikālie likumi, kas būtībā regulē dažādus kondensatoru veidus, ir vienādi un attiecīgi tiek ievēroti.

Šie pamatlikumi nosaka dažādus kondensatoru parametrus, piemēram, kondensatora darbību kondensatora vērtība un tā kapacitāte (maksimālais lādiņa apjoms, ko kondensators turēs).

Tādējādi pamata teorija, uz kuras balstās kondensatori un tā darbojas, ļauj izprast dažādas kondensatoru formas un to, kā tos var izmantot vai izmantot.

Piezīme: Lai arī dielektrikas jomā ir bijuši daudzi notikumi, pamatlikumi, uz kuriem darbojas kondensatori, nav mainījušies, un tie tiek piemēroti līdz šim.

Kondensatoru veidi un dielektriķi

Kā jau tika apspriests iepriekš, lai arī pamatlikumi, uz kuriem darbojas kondensatori, kondensatoru īpašības ir ļoti atšķirīgas katra kondensatora veida konstrukcijas dēļ.

Dažādas īpašības, kas piemīt dažāda veida kondensatoriem, piešķir to galvenais elements, kas atrodas starp divām kondensatora plāksnēm un ir pazīstams kā “dielektrisks”.

Kondensatora dielektriskā konstante var ietekmēt kapacitātes līmeni, kuru kondensators var sasniegt ar noteiktu tilpumu. Var uzskatīt, ka dažādi dažāda veida kondensatori ir polarizēti pēc būtības, kur spriegums, kas iet pāri kondensatoram, ir pieļaujams tikai vienā virzienā.

No otras puses, var uzskatīt, ka dažādi dažāda veida kondensatori pēc būtības nav polarizēti, kur spriegums, kas iet pāri kondensatoram, ir pieļaujams abos virzienos.

Kondensatori parasti tiek nosaukti, pamatojoties uz kondensatorā esošā dielektriskā rakstura īpašībām.

Tas norāda uz vispārējām īpašībām, kuras kondensators parādīs kopā ar dažādiem dažādiem ķēdes funkciju veidiem, kur tos var izmantot.

Kondensatoru un to dažādu veidu pārskats

Nepolarizētiem kondensatoriem tiek izmantotas dažādas formas, kuras gandrīz visas ir viegli atpazīstamas pēc kondensatora stila. Jums nav nepieciešams izpētīt sīkas detaļas par reālajām konstrukcijām. Viņu īpašajām iezīmēm ir izšķiroša nozīme, lai gan, tā kā tās var izlemt, kāda ir ideāla šķirne darbam ar konkrētu lietojumu.

Nepolarizēti kondensatori

1. Papīra dielektriskie kondensatori , ko parasti var identificēt caur cauruļveida formas, ir lētākais, bet parasti lielgabarīta. Viņu daudzi citi galvenie ierobežojumi ir tādi, ka tie nav labi piemēroti lietošanai augstās frekvencēs virs 1 MHz, kas praktiski ierobežo to pielietojumu audio ķēdēs. Parasti tās ir vērtībās no 0,05 µF līdz 1 vai 2 µF ar darba spriegumu no 200 līdz 1 000 voltiem. Plastmasas pārklāta papīra dielektriskiem kondensatoriem varētu būt daudz lielāks darba spriegums.
2. Keramikas kondensatori ir ļoti populāri mazās audio un RF shēmās. Tie ir diezgan lēti, un tos var iegūt dažādās vērtībās no 1 pF līdz 1 µF ar ievērojamu darba spriegumu, turklāt tos atzīst arī par ļoti zemu noplūdi. Tos var ražot gan diskos, gan cilindriskās konstrukcijās, gan kā metalizētas keramikas plāksnes.
3. Sudraba-vizlas kondensatori ir dārgāki nekā keramikas kondensatori, taču tiem ir izcila augstas frekvences darba spēja un ļoti daudz mazākas pielaides, tāpēc parasti tiek uzskatīti par labi piemēroti vitāli svarīgiem lietojumiem. Tos varēja ražot ar ārkārtīgi augstu darba spriegumu.
4. Polistirola kondensatori ir veidoti no metāla folijas, kas atdalīta ar polistirola plēvi, parasti ar integrētu polistirola apvalku, lai garantētu uzlabotu izolācijas īpašību. Tie ir pazīstami ar minimāliem zaudējumiem ar augstām frekvencēm, izcilu stabilitāti un konsistenci. Vērtības var svārstīties no 10 pF līdz 100 000 pF, tomēr darba spriegums parasti ievērojami samazinās, palielinoties kapacitātes vērtībām.
5. Polikarbonāta kondensatori parasti to parasti ražo taisnstūrveida gabalu veidā, kuru gala gala gals ir vads, kuru var viegli ievietot PCB atverēs. Tie nodrošina augstas vērtības (pat 1µF) mazos izmēros, kā arī pazeminātu zudumu un minimālas induktivitātes pazīmes. Gluži kā polistirola kondensatori, darba spriegumi tiek apdraudēti ar augstākām kapacitātes vērtībām.
6. Poliestera plēves kondensatori tāpat tiek ražoti tiešai montāžai iespiedshēmas plates, kuru vērtība ir no 0,01 µF līdz 2,2 µF. Parasti tie ir lielāki nekā polikarbonāta kondensatori. Viņu mazā iekšējā induktivitāte ļauj tos īpaši labi savienot un atvienot funkcijas elektroniskajās ķēdēs. Poliestera plēves kondensatoru vērtības parasti tiek minētas ar krāsu kodu, kas sastāv no 5 krāsu gredzeniem.
7. Mylar plēves kondensatori varētu uzskatīt par standarta plēves tipa kondensatoru, kas parasti atrodams vērtībās no 0,001 µF līdz 0,22 µF, ar darba spriegumu līdz 100 voltiem līdzstrāvai.

Dažādi kondensatoru veidi, kas tiek izmantoti lielākajā daļā elektronisko ķēžu, ir šādi:

Keramikas kondensators:

Kondensators, proti, keramiskais kondensators tiek izmantots vairākām lietojumprogrammām, ieskaitot RF un audio.

Keramiskā kondensatora vērtību diapazons ir no dažiem picofaradiem līdz 0,1 mikrofaradiem. Keramikas kondensatori ir visplašāk izmantoti nozarē, jo tas ir visuzticamākais un lētākais pieejamais kondensatora veids.

Vēl viens iemesls tā izplatītai un plašai lietošanai ir tas, ka keramikas kondensatora zuduma koeficients ir ļoti zems. Bet kondensatora zuduma koeficients ir atkarīgs arī no dielektriskā, ko izmanto kondensatorā.

Keramikas kondensatori tiek izmantoti gan virsmas stiprinājuma formās, gan svina veidā kondensatoru konstrukcijas īpašību dēļ.

Elektrolītiskais kondensators:

Viens kondensatoru veids, kas ir polarizēts dabā, ir elektrolītiskie kondensatori.

Elektrolītiskā kondensatora piedāvātās kapacitātes vērtības ir ļoti augstas, kas pārsniedz 1µF. elektrolītiskos kondensatorus nozarē parasti izmanto lietojumiem, kas tiek veikti zemā frekvencē, piemēram, atvienošanas, barošanas avotiem un audio sakabes lietojumiem.

Tas ir tāpēc, ka šīm lietojumprogrammām frekvences ierobežojums ir gandrīz 100 kHz.

Tantala kondensators:

Cits kondensatora veids, kas pēc savas būtības ir polarizēts, ir tantala kondensators. Kapacitātes līmenis, ko nodrošina tantala kondensators to tilpumā, ir ļoti augsts.

Viens no tantala kondensatora trūkumiem ir tāds, ka tantala kondensatorā nav pielaides pretēji virzienspriegumam, kas stresa ietekmē var izraisīt kondensatora eksploziju.

Vēl viens trūkums ir tas, ka tam ir ļoti zema viļņošanās strāvu pielaide, un tāpēc tos nedrīkst pakļaut augstam spriegumam (piemēram, spriegumam, kas ir lielāks par to darba spriegumu) un lielai pulsācijas strāvai. Tantala kondensatori ir pieejami gan virsmas stiprinājuma, gan svina formātos.

Sudraba vizlas kondensators:

Lai gan sudraba vizlas kondensatoru izmantošana pašreizējā laikmetā ir ievērojami samazinājusies, sudraba vizlas kondensatoru stabilitāte joprojām ir ļoti augsta, vienlaikus nodrošinot augstu precizitāti un zemus zaudējumus.

Arī sudraba vizlas kondensatoros ir pietiekami daudz vietas. Lietojumprogrammas, kurās tās galvenokārt izmanto, ietver RF lietojumprogrammas.

Maksimālās vērtības, līdz kurām ir ierobežots sudraba vizlas kondensators, ir aptuveni 100 pF.

Polistirola plēves kondensators:

Polistirola plēves kondensatori nodrošina ciešu pielaides kondensatoru, kur vien nepieciešams. Arī šie kondensatori ir salīdzinoši lētāki nekā citiem kondensatoriem.

Dielektriskā sviestmaize vai plāksnes, kas atrodas polistirola plēves kondensatoros, tiek sarullētas kopā, kā rezultātā kondensators veidojas cauruļveida formā.

Dielektriskās sendviča izvietojums un kondensatora forma ierobežo kondensatora reakciju uz augstām frekvencēm induktivitātes pievienošanas dēļ un tādējādi reaģē tikai uz dažiem 100kHz.

Polistirola plēves kondensatoru vispārējā pieejamība ir svina elektronikas komponentu veidā.

Kondensators no poliestera plēves:

Poliestera plēves kondensatora pielaide ir ļoti zema, un tāpēc šie kondensatori tiek izmantoti situācijās, kad iepriekš jāņem vērā izmaksas.

Pieļaujamais poliestera plēves kondensatoru procentuālais daudzums ir vai nu 10%, vai 5%, un tas tiek uzskatīts par pietiekamu dažādiem lietojumiem.

Poliestera plēves kondensatoru vispārējā pieejamība ir svina elektronikas komponentu veidā.

Metalizēta poliestera plēves kondensators

Metalizētās poliestera plēves kondensatori sastāv no poliestera plēvēm, kas ir metalizētas, un visādā citā ziņā tas ir līdzīgs poliestera plēves kondensatoriem vai citam tā veidam.

Viena no metāla poliestera plēves priekšrocībām ir tā, ka tā padara elektrodus ļoti mazus un tādējādi ļauj kondensatoru ievietot arī ļoti mazu izmēru iepakojumā.

Metalizēto poliestera plēves kondensatoru vispārējā pieejamība ir svina elektronikas komponentu veidā.

Polikarbonāta kondensators:

Lietojumos, kur vissvarīgākā un vissvarīgākā prasība ir augsta veiktspēja un uzticamība, šajos lietojumos tiek izmantoti polikarbonāta kondensatori.

Polikarbonāta kondensatori ilgstoši tur kapacitātes vērtību, jo to pielaides līmenis ir ļoti augsts. Šādi augsti pielaides līmeņi tiek sasniegti polikarbonāta plēves stabilitātes dēļ, ko izmanto polikarbonāta kondensatorā.

Turklāt polikarbonāta kondensatora izkliedes koeficients ir ļoti zems, un tas var izturēt plašu temperatūru un palikt stabils.

Temperatūras diapazons, ko šis kondensators var izturēt, ir no -55 ° C līdz + 125 ° C. Neskatoties uz visām šīm īpašībām, polikarbonāta kondensatoru ražošana un ražošana ir ievērojami samazinājusies.

PPC vai polipropilēna kondensators:

Šāda veida kondensatoriem nepieciešamais pielaides līmenis ir augstāks par to, ko var nodrošināt poliestera kondensators, tad šajos gadījumos tiek izmantoti polipropilēna kondensatori.

Materiāls, ko polipropilēna kondensatorā izmanto dielektriķim, ir polipropilēna plēve.

Polipropilēna kondensatora priekšrocība salīdzinājumā ar pārējiem kondensatoriem ir tā, ka tas spēj izturēt ļoti augstu spriegumu noteiktā laika posmā, un tādējādi kapacitātes līmeņa izmaiņas, kas saistītas ar sprieguma palielināšanos un samazināšanos noteiktā laika posmā, ir ļoti zemas.

Polipropilēna kondensatoru izmanto arī gadījumos, kad izmantotā frekvence ir ļoti zema, pārsvarā diapazonā 100kHz ir maksimālā robeža.

Polipropilēna kondensatora vispārējā pieejamība ir svina elektronikas komponentu veidā.

Stikla kondensatori:

Stikla kondensatorā izmantoto dielektriku veido stikls. Lai arī stikla kondensatori ir dārgi, to veiktspējas līmenis ir ļoti augsts.

Stikla kondensatoru RF strāvas spēja ir ļoti augsta, turklāt zaudējumi ir ļoti zemi. Turklāt stikla kondensatoros nav pjezoelektriskā trokšņa.

Visas šīs un dažas stikla kondensatoru papildu īpašības padara tos vispiemērotākos un ideālākos RF lietojumiem, kuriem nepieciešama augsta veiktspēja.

Superkondensators:

Pārējie nosaukumi, ar kuriem pazīstams superkorpuss, ir ultracapacitor vai supercapacitor.

Šo kondensatoru kapacitātes vērtības ir ļoti lielas, jo tāds ir viņu nosaukums. Ultrakondensatora kapacitātes līmenis gandrīz tuvojas daudziem tūkstošiem Faradu.

Ultrakondensators tiek izmantots rūpniecībā, lai nodrošinātu atmiņas aizturēšanu un dažādus pielietojumus automobiļu jomā. Dažādi galvenie kondensatoru veidi ir iekļauti super vāciņā.

Kopā ar tiem ir vēl dažādi kondensatoru veidi, kurus izmanto, ja lietojumi ir specializēti.

Kondensatoru identifikācija galvenokārt tiek veikta, izmantojot to parametrus, piemēram, vērtības, kas iezīmētas kondensatoru korpusos. Lai parametrus parādītu kompaktā veidā, parametru marķēšana tiek veikta koda formā.

Mainīgie kondensatori

Maināmi kondensatori ir būvēti ar alternatīviem metāla plākšņu gabaliem, viens komplekts ir fiksēts un nekustīgs, bet otrs - kustīgs.

Plātnes ir atdalītas ar dielektriku, kas var būt gaiss vai ciets dielektrisks. Viena plākšņu komplekta kustība pārvieto plākšņu kopējo daļu, tādējādi mainot kapacitāti pāri plāksnēm.

Turklāt standarta diferenciācija starp regulēšanas kondensatoriem, kas izmantoti atkārtotām manipulācijām (piemēram, radio uztvērēja stacijas pielāgošanai), un trimmeru kondensatoriem, kas paredzēti iepriekšējas noregulētas ķēdes iestatīšanai.

Tūninga kondensatori parasti ir lielāki, jaudīgāki pēc konstrukcijas un parasti ir gaisa dielektriskie.

Trimmeru kondensatori bieži nosaka vizla vai plēves dielektriķis ar samazinātu plākšņu daudzumu, kur kapacitāti pielāgo, pagriežot vidējo skrūvi, lai mainītu spriedzi visā plāksnēs un dielektriskajā vizlā.

Sakarā ar to, ka šie izmēri ir kompaktāki, pat tad trimmera kondensatoru dažreiz var pielietot kā skaņošanas kondensatoru kabatas izmēra FM radio ķēdē, lai gan ekskluzīvi mini regulēšanas kondensatori tiek ražoti, lai uzreiz uzstādītu uz PCB.

Runājot par kondensatoru pielāgošanu, lāpstiņu struktūra norāda veidu, kādā mainās kapacitāte, virzoties vārpstai.

Visi šie atribūti parasti tiek iedalīti vienā no šiem aprakstiem:

1. Lineārs: kur katra vārpstas rotācijas pakāpe rada līdzīgas kapacitātes izmaiņas. Šis ir tipiskākais radio uztvērējiem izvēlētais veids.

2. Logaritmiskā: kur katra vārpstas kustības pakāpe rada konsekventi mainīgu noregulētās ķēdes frekvences līmeni.

3. Vienāda frekvence: kur katra vārpstas kustības pakāpe noregulētajā ķēdē nodrošina vienādas frekvences variācijas. 4. Kvadrātveida likums: kurā kapacitātes svārstības ir proporcionālas vārpstas kustības leņķa kvadrātam.