Jak kondensatory działa-Prawie wszystkie obwody elektryczne mają co najmniej jeden kondensator. Wraz z induktorami i rezystorami, kondensatory tworzą trzy podstawowe elementy bardzo przydatne w elektronice.
Znajomość zasady budowy kondensatorów i ich działania może pomóc w poruszaniu się po nauce o elektronice w ogóle.
Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o kondensatorach.
Co to są kondensatory?
Rysunek 1: Kondensatory i mikrochipy
Kondensator jest elementem elektrycznym przydatnym do przechowywania energii w postaci ładunku elektrycznego.
Rodzaje praktycznych kondensatorów mogą się bardzo różnić. Jednak wszystkie kondensatory zawierają minimum dwie płytki kondensatora (przewodniki elektryczne). Izolator (dielektryk) oddziela płyty elektryczne kondensatora.
Jednostka pojemności w układzie SI mierzy ładunek w kondensatorze.
Budowa kondensatora
Rysunek 2: Kondensatory w płytce drukowanej
Zazwyczaj płyty kondensatora muszą być płytami przewodzącymi i wykonane z materiałów takich jak tantal i aluminium. Z drugiej strony, materiałem dielektrycznym kondensatora może być szkło izolacyjne, plastik, ceramika lub papier.
Podstawową funkcją materiału dielektrycznego jest zapewnienie izolacji pomiędzy płytami kondensatora. Stąd też utrudnia on przepływ prądu stałego.
Funkcjonalność kondensatora, pojemność, jest mierzona w faradach. Efektywna pojemność jest wprost proporcjonalna do powierzchni płyt elektrycznych. Jest ona również proporcjonalna do przenikalności, ε użytego materiału izolacyjnego.
W związku z tym, im bliższe położenie płytek elektrycznych, tym większe pojemności.
Mając na uwadze te informacje, sięgnijmy głębiej, aby odkryć różne rodzaje kondensatorów i ich metodologie użycia.
Różne typy kondensatorów i metody ich użycia
Rysunek 3: Naprawa elektroniki
Powietrze
Są to kondensatory, które wykorzystują powietrze jako ich materiał dielektryczny między płytami kondensatora. Zazwyczaj kondensatory powietrzne zawierają stosunkowo małą wartość pojemności w zakresie od 100pF i 1nF.
Ze względu na charakter powietrza jako materiału dielektrycznego, kondensator powietrzny jest większy kondensator do zwiększenia poziomów pojemności. Tak więc, jest to niekorzystne do stosowania w większości obwodów elektrycznych. Kondensatory powietrzne są powszechne w obwodach strojenia radiowego.
Mylar
Jest to specjalny kondensator o unikalnych cechach w porównaniu z kondensatorami elektrolitycznymi i innymi kondensatorami, takimi jak kondensatory z folii plastikowej. Kondensatory Mylar mogą wytrzymać wysokie wartości różnicy napięć w małym opakowaniu.
Więcej, kondensatory oferują wysoką odporność na czynniki zewnętrzne, takie jak wilgoć. Często producenci używają kondensatorów Mylar w obwodach czasowych, takich jak liczniki, alarmy i zegary.
Jak kondensatory działa - szkło
Kondensator szklany film jest zwykle stałe, i to ogólnie działa, od 10 pF do 1,000 pF. Większość kondensatorów szklanych są kosztowne, dlatego są one wykorzystywane w dochodowych urządzeń. Kondensatory szklane są odpowiednie do zastosowań wysokonapięciowych.
Jak działają kondensatory - ceramiczne
Historycznie, ceramika była jednym z pierwszych materiałów izolacyjnych, które były używane w produkcji kondensatorów.
Ze względu na czynniki takie jak rozmiar, właściwości elektryczne i pasożytnicze efekty pojemnościowe, kondensatory ceramiczne mają kilka geometrii. Przykłady obejmują kondensatory z warstwą barierową i ceramiczne kondensatory rurowe.
Kondensatory ceramiczne są podzielone na dwa główne typy; ceramiczne kondensatory dyskowe (CDC) i wielowarstwowe kondensatory ceramiczne (MLCC).
Producenci wykorzystują technologię montażu powierzchniowego do produkcji wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych. MLCC mają zazwyczaj mniejsze rozmiary, co czyni je korzystnymi do zastosowania w większości układów elektronicznych.
MLCC mają najczęściej wartość od 1nF do 1µF. w niektórych przypadkach, a wartość ta może wzrosnąć do 100µF.
Również producenci pokrywają krążek ceramiczny foliami srebra po obu stronach, aby wyprodukować CDC. Ta technika powlekania pomaga w zmniejszeniu strat pojemności CDC.
W wyniku efektów pasożytniczych, takich jak indukcyjność i rezystancja, kondensatory ceramiczne zapewniają odpowiedzi o wysokiej częstotliwości. Możesz znaleźć Większość kondensatorów ceramicznych w obwodach o wysokiej częstotliwości, takich jak promieniowanie rentgenowskie, maszyny MRI i anteny.
Kondensator ceramiczny jest powszechnym typem kondensatora używanym w różnych obwodach na całym świecie.
Jak działają kondensatory -Superkondensatory
Rysunek 4: Płyta obwodowa
Są to kondensatory z pojemnościami elektrochemicznymi zwiększającymi wysoki poziom pojemności w porównaniu do innych kondensatorów. Producenci mogą zaliczyć superkondensatory do kondensatorów elektrolitycznych. Alternatywnie, opisują je jako akumulatory znane jako ultrakondensatory.
Jak kondensatory działa-Jak działa kondensator?
Rysunek 5: Kondensatory
Wszystkie metale mają równe ilości cząstek naładowanych dodatnio i ujemnie. Dlatego metal jest elektrycznie neutralny.
Prąd elektryczny (DC lub AC) płynie przy podłączeniu dowolnego przepływu prądu do płyt elektrycznych. Elektrony przemieszczają się z akumulatora przez dodatnią płytę metalową do ujemnego przewodu metalowego. Płyta dodatnia działa jako terminal dodatni, natomiast terminal ujemny działa jako terminal ujemny.
Dielektryk pomiędzy płytami zapobiega przechodzeniu elektronów przez kondensator, gromadząc się na gniazdach elektrycznych.
Gdy elektrony nasycą przewodniki elektroniczne, bateria traci energię elektryczną na wepchnięcie do kondensatora większej ilości elektronów. Już przemieszczone elektrony odpychają wszelkie nowe. Dlatego kondensator uzyskuje pełne naładowanie.
Dodatnia płyta nabywa ujemny ładunek netto, a ujemna płyta osiąga równy dodatni ładunek. Stąd, kondensator ma pole elektryczne, które utrzymuje karty na płytkach przewodzących.
Jak kondensatory działa-Kondensatory Przykłady zastosowań
Rysunek 6: Kondensatory w komponentach elektronicznych
Kondensatory odsprzęgające (bypass)
Kondensator odsprzęgający jest przede wszystkim łączony z układami scalonymi pomiędzy układem scalonym a źródłem zasilania.
Filtrują one szumy na wyjściu zasilaczy, takie jak tętnienia napięcia. Kiedykolwiek coś przerywa zasilanie, kondensatory Bypass dostarczają energię, stąd obejście zasilacza.
Kondensator działa jako źródło zasilania, gdy główne źródło zasilania się wyłączy. Jest to również przydatne w przypadkach, gdy występuje utrata zasilania.
Jak kondensatory działa-filtrowanie sygnału
Kondensatory wykorzystują swoje specyficzne okresy odpowiedzi, aby zablokować sygnały o niskiej częstotliwości, ale pozwalają na wysokie częstotliwości przez.
W odbiornikach radiowych, kondensatory pomagają w dostrajaniu niepożądanych częstotliwości - ponadto, kondensatory filtrują częstotliwości w głośnikach niskotonowych.
Jak kondensatory działa-Kondensatory jako magazyn energii elektrycznej
Przechowywanie energii elektrycznej jest kolejnym ważnym zastosowaniem kondensatorów. Kondensator przechowuje stosunkowo mniejszą ilość energii niż mała bateria. Jednakże, działają one znacznie dłużej i dostarczają energię elektryczną szybciej. Dlatego kondensatory są odpowiednie do stosowania w obwodach wymagających dużej ilości energii.
Wniosek
Zrozumienie składu kondensatora jest kluczowe dla poznania jego sposobu działania. Wyłożyliśmy wszystkie krytyczne perspektywy tych urządzeń.
Mamy nadzieję, że rozwiązaliśmy wszystkie pytania, które miałeś na temat tych urządzeń. Jeśli nie, nie martw się. Możesz skontaktować się z nami w dowolnym momencie, a my będziemy odpowiadać na wszystkie twoje pytania