Что такое конденсатор?

Что такое конденсатор?

Конденсатор — это компонент, состоящий из вещества, которое не проводит электричество, зажатого между двумя металлическими пластинами.

Обычно конденсаторы выполняют две функции: хранение электрического заряда и подачу переменного тока.

Применение конденсаторов

Конденсаторы используются в широком спектре приложений, от бытовой техники до промышленного оборудования. Они всегда являются неотъемлемой частью продуктов с электронными схемами. Конкретные области применения конденсаторов следующие:

• Панель управления для кондиционеров, холодильников и другого оборудования для кондиционирования воздуха
• Панель управления для водонагревателей
• Панель управления для телевизоров и рекордеров
• Устройства питания для коррекции коэффициента мощности на подстанциях
• Платформы управления компьютером и адаптеры переменного тока

Принцип конденсаторов

Конденсатор — это компонент с диэлектриком между двумя металлическими электродами. Когда постоянное напряжение подается между двумя электродами конденсатора, электрический заряд сохраняется в электродах, поскольку он не может превысить диэлектрик.

Сохраненный заряд изначально ведет себя так, как будто между двумя полюсами существует очевидная непрерывность. По мере того, как заряд постепенно насыщается, конденсатор ведет себя так, как будто он полностью открыт между двумя полюсами. Это принцип конденсатора.

Благодаря этим свойствам конденсаторов они используются для следующего:

• Резервный источник питания: Высвобождая накопленный заряд, он может служить временным резервным источником питания.
• Сглаживание напряжения: Импульсный ток можно сгладить, сохраняя или высвобождая электрический заряд; например, адаптеры переменного тока используют эту функцию.
• Устранение шума и извлечение некоторых частотных напряжений: Шум можно устранить, сглаживая напряжение в полосе частот, которая вызывает шум. Если резонансный контур изготовлен с катушкой, можно извлечь только некоторые сигналы полосы частот.

Типы конденсаторов

Существует несколько типов конденсаторов, включая электролитические конденсаторы, пленочные конденсаторы и электрические двухслойные конденсаторы.

1. Электролитический конденсатор

Обработка поверхности применяется к металлическому аноду для формирования оксидной пленки, которая служит диэлектриком. Для катода используется водный раствор электролита или тому подобное. Наиболее распространенным материалом анода является алюминий и т. д. из-за его производительности и цены.

2. Пленочный конденсатор

В качестве электрода используется металлическая фольга или осажденный из паров металл. Диэлектрическим материалом является пластиковая пленка. Пленочные конденсаторы не имеют полярности и могут использоваться в цепях переменного тока.

3. Электрический двухслойный конденсатор

Электрические двухслойные конденсаторы не используют диэлектрик. Вместо этого для хранения электрического заряда используется пограничный слой, называемый электрическим двойным слоем.

Другая информация о конденсаторах

1. Как считать емкость конденсатора

Производительность конденсатора выражается в единицах емкости. Единицей емкости является пФ или мкФ, причем пФ является наиболее распространенной единицей, за исключением больших конденсаторов.

Показание емкости меняется в зависимости от того, больше или равна емкость 100 пФ, меньше 100 пФ или используется ли на дисплее R. 100 пФ или больше имеют конечную цифру, которая представляет собой множитель. Например, конденсатор «541» имеет емкость 54 x 10¹ = 540 пФ.

Если меньше 100 пФ, просто прочитайте число как есть; если используется R, замените R на десятичную точку. Например, конденсатор «4R7» имеет емкость 4,7 пФ. Допуски для конденсаторов также записываются в алфавитном порядке.

В случае «B» ±0,5 пФ представлено для 10 пФ или менее и ±0,1% для 10 пФ или более. Например, конденсатор «102J» имеет емкость 10 x 10²±5% = от 950 пФ до 1050 пФ.

2. Срок службы конденсатора

Конденсаторы состоят из чередующихся слоев электродов и диэлектриков. Диэлектрик содержит электролиты для увеличения емкости, которые со временем испаряются. Это называется высыханием, и срок службы ультраконденсатора заканчивается, когда электролит внутри сливается.

Поэтому срок службы ультраконденсатора зависит от температуры окружающей среды. Когда температура окружающей среды повышается на 10 °C, скорость испарения примерно удваивается. И наоборот, если температура падает на 10 °C, скорость испарения примерно в 1/2 раза быстрее.

Обычные конденсаторы рассчитаны на 105 °C в течение 2000 часов. Если температура окружающей среды падает на 10 °C, срок службы составляет 4000 часов, а если температура окружающей среды падает на 30 °C, срок службы составляет примерно 1,8 года. Конденсаторы также самонагреваются из-за электрического тока. Это повышение температуры также влияет на срок службы, поэтому его необходимо учитывать.

Кроме того, срок службы ультраконденсатора зависит от приложенного напряжения. При номинальном напряжении конденсатор виден, но при приложении перенапряжения или обратного напряжения на электродах происходит химическая реакция, сокращающая срок службы.