Электронный конденсатор: Конденсатор (электронный элемент) — это… Что такое Конденсатор (электронный элемент)?

Содержание

Конденсатор (электронный элемент) — это… Что такое Конденсатор (электронный элемент)?

Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик

Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические.

Различные конденсаторы для объёмного монтажа

Конденса́тор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

История

В 1745 году в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и голландский физик Питер ван Мушенбрук создали первый конденсатор — «лейденскую банку».

Свойства конденсатора

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течет, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора.

В терминах метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом

,

где — мнимая единица, — частота[1] протекающего синусоидального тока, — ёмкость конденсатора. Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно: . Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью , собственной индуктивностью и сопротивлением потерь .

Резонансная частота конденсатора равна

При конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах , на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.

Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:

где — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор.

Обозначение конденсаторов на схемах

В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74[2] либо международному стандарту IEEE 315-1975:

Обозначение
по ГОСТ 2.728-74
Описание
Конденсатор постоянной ёмкости
Поляризованный конденсатор
Подстроечный конденсатор переменной ёмкости

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 106 пФ) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах. При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, т.е. постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения (пикоФарад). Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мк x 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10 – 180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, т.е. на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.

Характеристики конденсаторов

Основные параметры

Ёмкость

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до сотен микрофарад. Однако существуют конденсаторы с ёмкостью до десятков фарад.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью каждая, расположенных на расстоянии друг от друга, в системе СИ выражается формулой: , где — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами (эта формула справедлива, лишь когда много меньше линейных размеров пластин).

Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.

или

Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.

При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы. Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна

или

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.

Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.

Удельная ёмкость

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

Номинальное напряжение

Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается.

Полярность

Конденсаторы, разрушившиеся без взрыва из-за температуры и напряжения, не соответствующих рабочим.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения (актуально для импульсных устройств). Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают клапан или выполняют насечку на корпусе (часто можно заметить её в форме буквы X, K или Т на торце). При повышении внутреннего давления открывается клапан или корпус разрушается по насечке, испарившийся электролит выходит в виде едкого газа, и давление спадает без взрыва и осколков.

Паразитные параметры

Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными сопротивлением и индуктивностью. С высокой степенью точности, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить следующим образом:

Электрическое сопротивление изоляции конденсатора —
r

Сопротивление изоляции — это сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением r = U / Iут , где U — напряжение, приложенное к конденсатору, Iут — ток утечки.

Эквивалентное последовательное сопротивление —
R

Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, англ. ESR) обусловлено главным образом электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор.

В большинстве случаев этим параметром можно пренебречь, но иногда (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания) достаточно малое его значение может быть жизненно важным для надёжности устройства (см., напр., Capacitor plague(англ.)).

Эквивалентная последовательная индуктивность —
L

Эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора. На низких частотах (до единиц килогерц) обычно не учитывается в силу своей незначительности.

Тангенс угла потерь

Тангенс угла потерь — отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости.

Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы напряжения и тока сдвинуты на угол , где — угол диэлектрических потерь. При отсутствии потерь . Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности P

а к реактивной Pр при синусоидальном напряжении определённой частоты. Величина, обратная , называется добротностью конденсатора. Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

ТКЕ — относительное изменению емкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина). Таким образом значение ёмкости от температуры представляется линейной формулой:

,

где ΔT — увеличение температуры в °C или °К относительно нормальных условий, при которых специфицировано значение ёмкости. TKE применяется для характеристики конденсаторов со значительной линейной зависимостью ёмкости от температуры. Однако ТКЕ определяется не для всех типов конденсаторов. Конденсаторы, имеющие нелинейную зависимость емкости от температуры, и конденсаторы с большими уходами емкости от воздействия температуры окружающей среды в обозначении имеют указание на относительное изменение емкости в рабочем диапазоне температур.

Диэлектрическое поглощение

Если заряженный конденсатор быстро разрядить до нулевого напряжения путём подключения низкоомной нагрузки, а затем снять нагрузку и наблюдать за напряжением на выводах конденсатора, то мы увидим, что напряжение медленно повышается. Это явление получило название диэлектрическое поглощение или адсорбция электрического заряда. Конденсатор ведёт себя так, словно параллельно ему подключено множество последовательных RC-цепочек с различной постоянной времени. Интенсивность проявления этого эффекта зависит в основном от свойств диэлектрика конденсатора. Подобный эффект можно наблюдать и на большинстве электролитических конденсаторов, но в них он является следствием химических реакций между электролитом и обкладками. Наименьшим диэлектрическим поглощением обладают конденсаторы с органическими диэлектриками: тефлон (фторопласт), полистирол, полиэтилентерефталат, поликарбонат.

Классификация конденсаторов

Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.

По виду диэлектрика различают:

  • Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме).
  • Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
  • Конденсаторы с жидким диэлектриком.
  • Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.
  • Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные — бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.
  • Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего своей огромной удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) — это или электролит (в электролитических конденсаторах) или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спеченного порошка.

Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

  • Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).
  • Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термо­конденсаторы). Применяются, например, в радиоприемниках для перестройки частоты резонансного контура.
  • Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляюшие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Применение конденсаторов

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

  • Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии.
  • Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора.
  • ИП влажности воздуха (изменение состава диэлектрика приводит к изменению емкости)
  • ИП влажности древесины
  • В схемах РЗиА конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит. В частности, в схеме работы АПВ использование конденсатора позволяет обеспечить требуемую кратность срабатывания защиты.

Внешние ссылки

Смотри также

Ссылки

  1. Частота в радианах в секунду.
  2. ГОСТ 2.728-74 (2002)

Что такое электронный конденсатор?

Электронный конденсатор обычно представляет собой простой электрический компонент, встроенный во многие конструкции печатной платы, который способен накапливать электрический заряд в течение определенного периода времени. Конденсаторы имеют тенденцию быть одним из более крупных элементов на платах и ​​часто имеют форму блина или цилиндрическую форму. Их внутренняя часть обычно состоит из двух слоев проводящего материала, разделенных центральным изолирующим слоем.

Различия между электронным конденсатором и другими электрическими компонентами, такими как диоды или резисторы, основаны на том факте, что вместо того, чтобы просто регулировать поток тока, они также могут блокировать ток, пока он не достигнет определенного уровня, усилить его и ограничить его. Они также преобразуют постоянный ток (DC) в переменный ток (AC). Вариации на электронном конденсаторе включают электролитический конденсаторный преобразователь или электролитический конденсатор, который выполняет многие из тех же функций, но может использовать газ или частичный вакуум в качестве изолирующей среды и раствор жидкого электролита в качестве одной из проводящих пластин.

Приложения, которые требуют регулирования высокого тока, обычно используют электролитические конденсаторы вместо стандартной конструкции электронного конденсатора, потому что конденсаторы достигают большего уровня емкости для того же объема материала и пространства, используемого в конструкции. Емкость — это оценка способности накапливать электрический заряд и выражается как отношение заряда на одной из проводящих пластин конденсатора к потенциальному заряду на другой пластине. Зарядная способность также связана с размером электронного конденсатора, поэтому электролитические конденсаторы обычно намного больше, чем стандартные конденсаторы.

Диапазон применения электронного конденсатора широк, и они встречаются практически в каждой цифровой и аналоговой схеме. Одним из основных применений, которые у них есть, является форма регулятора напряжения, который накапливает электроэнергию, как батарею, и выделяет ее в измеренных количествах. Это делает их полезными устройствами в аудиосистемах для предотвращения перегрузки усилителя, в качестве шумовых фильтров в радиосистемах и для регулирования напряжения при зажигании в автомобилях. Их функция батареи также дает им широкое применение: от поддержания струи тока в памяти компьютера при отключенном питании до исследований высокого напряжения в области ядерного синтеза, импульсных лазеров и в качестве детонаторов в ядерном оружии. Способность конденсатора блокировать постоянный ток и переключать его на переменный ток делает их полезными инверторами напряжения в приложениях с емкостной связью, которые основаны на аналоговых схемах, таких как микрофоны, механические и гидравлические насосные системы.

Опасность, создаваемая электронным конденсатором, связана с присущей ему способностью сохранять электрический заряд в течение продолжительного времени. Они часто используются для регулирования протекания тока к одной части цепи, и, если они выходят из строя, цепь может перегореть. Они также способны доставлять людям опасные поражения электрическим током из-за накопления заряда с течением времени. По мере старения возрастает уровень заряда, который они держат, поэтому при зарядке до ожидаемой емкости они могут выйти из строя, вызывая высоковольтные разряды и даже взрывы.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Электронный конденсатор — Справочник химика 21

    Схема установки приведена на рисунке 2.1. Она состоит из следующих основных узлов реактора окисления, системы конденсации и улавливания парогазовых продуктов реакции и растворителя, системы контроля и регулирования температуры. В качестве реактора используется стеклянный цилиндрический сосуд (1) ёмкостью 500 мл, снабжённый пробоотборником (а), газоподводящей трубкой (б), внутренним холодильником (в), холодильником-конденсатором (г) и турбинной мешалкой (д). Мешалка приводится в действие электромотором (2), соединённым с ЛАТРом (13). Для улучшения перемешивания реактор снабжён отражательными перегородками. Обогрев реактора осуществляется с помощью нихромовой спирали (11), напряжение на которой регулируется ЛАТРом (12). Постоянство температуры поддерживают с точностью 0,5 С контактным термометром (14) управляющим электронным реле (15), которое периодически включает и выключает ЛАТР (12). Внутренний холодильник (в) используют для поддержания постоянства температуры при значительном экзотермическом эффекте реакции. [c.29]
    Возникновение электронного конденсатора обусловлено волновой природой вещества, т. е. фундаментальными квантово-механическими свойствами материи. Поэтому сам факт образования электронного конденсатора на поверхности металла с его внешней стороны не нуждается в каких-либо дополнительных обоснованиях и доказательствах. Единственное, что может обсуждаться — это вопрос о том, каков конкретный вклад электронного конденсатора в то или иное свойство двойного электрического слоя. Заметим, что в рамках общепринятой в настоящее время модели молекулярного конденсатора Штерна-Грэма влиянием электронов на свойства двойного слоя полностью пренебрегают. [c.50]

    Генератор А р к у с — обеспечивает широкий интервал электронно-управляемых режимов дуги переменного и униполярного тока с частотой следования разрядов 20 33,3 и 100 с (для дуги переменного тока) и 10 12,5 16,6 25 и 50 С (для униполярной дуги). Фаза поджига имеет три фиксированные значения — 60, 90 и 120°. Сила тока дуги может изменяться от 1 до 16 А при наличии внутреннего реостата и до 30 А с внешним реостатом. Емкость конденсатора в режиме низковольтной искры равна 40 мкф. [c.63]

    Хотя отношение заряда электрона к его массе было измерено Томсоном в 1897 г., абсолютную величину заряда электрона удалось установить только в 1911 г., когда Роберт Милликен (1868-1953) поставил остроумный опыт, иллюстрируемый рис. 1-13. Он впрыскивал пульверизатором мельчайшие капельки масла между горизонтально расположенными пластинами конденсатора и затем облучал эти капельки рентгеновскими лучами. Возникающие при ионизации воздуха электроны прилипали к капелькам масла, на которых таким образом возникало один, два или несколько электронных зарядов. Милликен сначала измерял скорость свободного падения заряженных капелек в воздухе с известной вязкостью. Затем он измерял напряжение, которое необходимо приложить к пластинам конденсатора, чтобы заставить капельки масла неподвижно повиснуть между пластинами. Он вычислил, что заряд на любой капельке масла всегда представляет собой целое кратное величины 1,602 10 Кл, и пришел к правильному выводу, что это и есть заряд 1 электрона. [c.50]

    Образование электронного конденсатора сопровождается возникновением разности потенциалов между объемом металла и объемом раствора, прр чем металл всегда заряжается положительно. Так как эта разность достаточно велика (порядка одного-двух вольт), она в значительной [c.307]


    Распределение плотности заряда в электронном конденсаторе получаем из (14.2) и (14.3), умножив на заряд электрона [c.312]

    Образование электронного конденсатора сопровождается возникновением разности потенциалов между объемом металла и объемом раствора, причем металл всегда заряжается положительно. Так как эта разность достаточно велика (порядка одного-двух вольт), она в значительной степени определяет абсолютный потенциал металла, емкость и поверхностную энергию межфазной границы. Необходимо отметить, что электростатическая энергия, накопленная в таком электронном конденсаторе, дает основной вклад в поверхностную энергию межфазной границы металл-электролит [17]. В то же время возникновение электростатической разности потенциалов между обкладками электронного конденсатора не меняет электрохимического потенциала электронов, образующих эти обкладки, поскольку последний всегда равен электрохимическому потенциалу электронов в объеме металла (напомним, что электроны обеих обкладок находятся в состоянии термо динамиче ского равновесия между собой). [c.50]

    ДО 180° С, при атмосферном давлении, а свыше 180° С — под вакуумом. Основные элементы аппарата (колба, ректификационная колонка на 50 теоретических тарелок, конденсатор-холодильник, приемники дистиллятов) выполнены из молибденового стекла и соединены между собой при помощи шлифов. Работа колонки частично автоматизирована автоматически поддерживается постоянство количества орошения, а при работе под вакуумом — постоянство остаточного давления и отбор нужного количества фракций ведется непрерывная запись температуры паров с помощью электронного потенциометра. Для автоматического поддержания постоянства количества орошения предусмотрен специальный наклонный манометр, связанный с регулятором перепада давления между верхней и нижней частями колонки. Автоматический отбор фракций обеспечивается применением электромагнитного клапана. [c.118]

    Наиболее важные области применения тантала — электронная техника и машиностроение. В электронике он применяется для изготовления емких и надежных электролитических конденсаторов, анодов мощных ламп, сеток. В химическом аппаратостроении из него изготовляют детали аппаратов, применяемых в производстве кислот. Тантал используется для изготовления сверхжаропрочных сталей, применяемых в промышленности и космической технике. В танталовых тиглях плавят металлы, например, редкоземельные. Из него изготовляют нагреватели высокотемпературных печей. Благодаря тому, что тантал не взаимодействует с живыми тканями организма человека и не вредит им, он применяется в хирургии для скрепления костей при переломах. Танталовыми нитями сшивают нервные волокна. [c.510]

    Это объясняется тем, что при ф>ф в двойном электрическом слое со стороны раствора расположены анионы, а при Фдвойном электрическом слое сильнее деформируются, чем катионы, так как в них имеются избыточные электроны и oh i слабее удерживаются ядром. Поэтому расстояние между зарядами двойного электрического слоя с обкладкой из анионов меньше, чем когда обкладка состоит нз катионов. С уменьшением расстояния между обкладками конденсатора его емкость увеличивается. [c.307]

    Схема установки, сконструированной Милликеном, изображена на рис. 1. Основной ее частью являлся электрический конденсатор, состоящий из латунных пластин I и 2, который находился в металлической камере 3, заключенной в термостат 4. При помощи распылителя 5 в камере создавался туман из маленьких капель масла. Через отверстие 6 в верхней пластине капли могли попадать в конденсатор. За их движением между пластинами конденсатора можно было наблюдать в зрительную трубу 7. Освещение находящегося в приборе воздуха рентгеновскими лучами (их источником служила трубка 10) вызывало ионизацию образующиеся в результате этого свободные электроны (или положительные ионы) попадали на капли масла, и капли получали электрический заряд е . Изменяя напряжение на пластинах конденсатора, можно было подобрать такое его значение, при котором сила электрического поля уравновешивала силу тяжести заряженной капли, и она оставалась неподвижной в поле зрения. Тогда [c.7]

    Известно, что силовые лииии изолированного электрического заряда распространяются равномерно во все стороны пространства, образуя сферические эквипотенциальные поверхности напряженностей поля. Эти силовые линии одного и того же заряда не могут пересекаться. При кулоновском взаимодействии двух неподвижных противоположно заряженных частиц боковое давление силовых трубок, окружающих центральную силовую трубку (уравнения 10 и 11), обеспечивает параллельность распространения силовых линий и прямолинейность их траектории между протоном и электроном. Поэтому для определения напряженности поля такой центральной силовой трубки можно использовать уравнение напряженности поля между пластинами плоского конденсатора при сравнительно малом расстоянии между пластинами [12]  [c.22]


    Таким образом, в процессе экспозиции накопительные конденсаторы выполняют роль интегрирующих устройств, усред- няющих значение интенсивности линии. По окончании экспозиции электронно-регистрирующее устройство производит последовательное измерение напряжений на накопительных конденсаторах и преобразование этого напряжения в логарифм относительной интенсивности сравниваемых линий. Для этого посредством ключа К каждый из конденсаторов разряжается через сопротивление Я по закону (рис. 3.12,6) [c.81]

    В отсутствие специфической адсорбции двойной слой можно уподобить плоскому конденсатору, одной обкладкой которого служит заряженная поверхность металла М, а другой — эффективная граничная поверхность при Я. Между металлом и раствором создается скачок потенциала. Электрод обменивается катионами с раствором при любом установившемся скачке потенциала. Ток ионов из металла в раствор равен их току из раствора в металл и равнозначен токам электронов из раствора в металл и из металла в раствор. Силу этого тока, отнесенную к единица поверхности электрода, называют током обмена. Ток обмена считают стандартным /о при средней ионной активности раствора, равной единице (стр. 36). В различных системах /о = 10 —10 А/м . [c.129]

    Измерение емкости производится по мостовой схеме (рис. 51). На диагональ ВД моста подается напряжение от генератора высокой (465 кгц) частоты Г. С диагонали А Б напряжение снимается через усилитель У. При балансе схемы напряжение между точками АБ равно нулю. Это напряжение подается на сетку измерительной. электронной лампы, что обеспечивает максимальный анодный ток, а следовательно, и максимальное отклонение стрелки прибора. При наличии напряжения между точками А Б (отсутствие баланса схемы) отклонение стрелки прибора уменьшится. Следовательно, для получения баланса схемы необходимо добиваться максимального отклонения стрелки прибора. Изменение в балансе схемы производится конденсатором переменной емкости С, обеспечиваюш,им линейную зависимость изменения емкости от угла поворота подвижных пластин конденсатора. Это обеспечивает равномерность шкалы прибора. [c.95]

    Анализаторы могут быть с магнитной или электростатической фокусировкой, но последние имеют преимущество в защите от внешних электромагнитных помех, и в современных спектрометрах применяются анализаторы типа электростатического конденсатора. Геометрическая форма анализатора и режим пропускания через него электронов могут быть различны. Но обычно проводится предварительное торможение электронов на входе, а между образцом и анализатором создается некоторый потенциал. Этим добиваются лучшего разрешения, хотя и за счет некоторой потери чувствительности. [c.148]

    В узлах кристаллической решетки металла находятся положительно заряженные ионы. В результате их взаимодействия с полярными молекулами растворителя они отрываются от кристалла и переходят в раствор. Параллельно происходит противоположный процесс перехода ионов из раствора в металл под влиянием поля кристаллической решетки. Если в первый момент скорость процесса перехода ионов в раствор больше скорости обратного перехода ионов из раствора в металл то на поверхности металла появляется избыточный отрицательный заряд (избыточные электроны). Раствор приобретает положительный заряд. Положительно заряженные ионы не удаляются от поверхности металла, а вследствие электростатических взаимодействий скапливаются у поверхности. В результате образуется двойной электрический слой, который можно представить себе в виде конденсатора, отрицательная обкладка которого образована металлом (избыточными электронами), а положительная — слоем катионов в растворе, прилегающим к металлу. Между разноименно заряженными обкладками возникает скачок потенциала. Если в начальный момент скорость перехода ионов в раствор 1 1 меньше скорости перехода ионов из раствора в металл то поверхность металла зарядится положительно, и отрицательно заряженные ионы притянутся к поверхности металла, создавая избыток отрицательных зарядов. Итоговое направление перехода ионов зависит от соотношения работы выхода ионов из кристаллической решетки W и работы выхода ионов из раствора 1 ,,. [c.318]

    В так называемых конденсаторных методах меняется расстояние между двумя соединенными друг с другом металлическими пластинками, помещенными в вакуум. Так как емкость конденсатора зависит от расстояния между его обкладками, то при перемещении пластинок должен меняться заряд, т. е. будет протекать ток. Величина контактной разницы потенциалов определяется по значению компенсирующей внешней э. д. с. Третья группа методов основана на том, что контактная разность потенциалов равна разности работ выхода электронов из двух металлов. [c.190]

    Автоматические головки ректификационных колонн обычно работают на принципе регулирования объема отбираемой фракции по времени отбора. В этих головках с помощью механического или электронного реле времени (см. разд. 8.4) устанавливают необходимое отношение проме> утка времени включения реле (подача флегмы в колонну) к промежутку времени его выкдюяения (отбор дистиллята), соответствующее заданному флегмовому числу. При этом необходимо, чтобы скорость выкипания жидкости в кубе поддерживалась постоянной, например, с помощью специальных устройств, описанных в разд. 8.4. Подобные головки могут работать по двум методам. По первому из них паровой по,-ток разделяется в определенном соотношении и полученные, потоки направляются в раздельно работающие конденсаторы для флегмы и дистиллята. Второй метод заключается в полной конденсации паров с последующим делением образовавшегося конденсата в определенном соотношении. [c.383]

    Определение отношения ejm для электрона. Рассмотрим пучок электронов, проходящий между пластинами конденсатора (рис. 157). В конденсаторе на электрон действует сила электрического поля [c.288]

    За время t, которое электрон находится между пластинами конденсатора, он проходит расстояние у , определяемое соотношением [c.288]

    Е8-1. Прибор Е8-1 предназначен для измерения межэлектродных емкостей. На приборе можно измерять емкости в пределах от 10 до 50 пФ (1 пФ = 10 2 Ф). Прибор имеет пять поддиапазонов. Пределы измерения емкости от Ю » до 5-10 3 пФ первый поддиапазон (X 0,0001), второй поддиапазон (Х0,001) от 5-10-з до 5-10 пФ, третий поддиапазон (Х0,01) от 5-10 2 до 5-10- пФ, четвертый поддиапазон (ХОД) от 0,5 до 5,0 пФ и пятый поддиапазон (Х1) от 5,0 до 50 пФ. Погрешность измерения возрастает с уменьшением измеряемой емкости. Она составляет от 0,0001 до 0,001 пФ 5%, от 0,001 до 0,1 пФ 2%, от 0,1 до 50 пФ 1%. Частота тока генератора 465 кГц 27о. Измерение емкости производится по мостовой схеме (рис. 42). В диагональ ВД моста подается напряжение от генератора Г высокой частоты 465 кГц. С диагонали АБ напряжение снимается через усилитель переменного тока У. При балансе схемы напряжение между точками АБ равно нулю. Это напряжение подается на сетку измерительной электронной лампы, что обеспечивает максимальный анодный ток, а следовательно, и максимальное отклонение стрелки прибора. При наличии напряжения между точками АБ отклонение стрелки прибора уменьшается. Следовательно, для получения баланса схемы необходимо добиваться максимального отклонения стрелки прибора. Изменение в балансе схемы производится конденсатором переменной емкости С, обеспечивающим линейную зависимость емкости от угла поворота подвижных пластин конденсатора, связанного с равномерной шкалой прибора. В два плеча схемы включены конденсатор измеряемой емкости Сх и эталонный конденсатор Со. В два других плеча включены сопротивления и и конденсатор переменной емкости С. [c.91]

    Из квантовой механики известно, что волна свободных электронов в металле, попадая на его поверхность, проникает во внешнюю среду, где ее амплитуда быстро затухает. Так как электроны несут на себе электртеский заряд, во внешней среде (роль которой может играть вакуум, диэлектрик, раствор электролита и др.) возникает заряженное облако частиц (внешняя обкладка своеобразного электронного конденсатора). Одновременно с внутренней стороны границы раздела металл-внешняя среда образуется слой толщиной в несколько ангстрем, в котором положительный заряд ионного остова металла оказывается не скомпенсированным из-за того, что заполняющие его электроны вышли наружу. Этот слой играет роль внутренней положительной обкладки электронного конденсатора. В отсутствие приложенной извне разности потенциалов заряды обкладок равны и противоположны по знаку при потенциалах, отличных от потенциала нулевого заряда, избыточный заряд, подведенный к поверхности раздела от внешнего источника, компенсируется связанным зарядом среды. [c.307]

    Впервые на существование электронного конденсатора, как уже было упомянуто выше, указали Френкель и Райс. Но их идеи, с одной стороны, находились в противоречии с представлениями Гельмгольца-Штерна, а с другой — квантовая теория поверхностных явлений в то время только зарождалась и мало что могла дать для понимания свойств электронного конденсатора. Да и колтество факттеских данных, накопленных к тому времени, было еще недостаточно, чтобы на их основе можно было бы сделать надежный выбор в пользу той или иной модели. В результате идеи Френкеля и Райса были надолго и прочно забыты. И только в последние два десятилетия начал возрождаться интерес к электронному вкладу в свойства двойного электртеского слоя. [c.308]

    Поляризация молекул. В жестком (устойчивом) диполе центр тяжести положительных зарядов расположен на некотором расстоянии от центра тяжести отрицательных зарядов. В неполярной молекуле центры тяжести совпадают. Однако в электрическом поле (например, между заряженными пластянами конденсатора) такая молекула приобретает свойства диполя вследствие того, что центр тяжести ее положительных зарядов (ядер) смещается в сторону отрицательно заряженной пластины, а центр тяжести отрицательных зарядов (электронных оболочек) —в сторону положительно заряженной пластины. Таким образом, центры тяжести положительных и отрицательных зарядов будут раздвинуты и возникнет индуцированный диполь. Описанное явление называется поляризацией. [c.68]

    Наиболее важные области применения тантала — электронная техника и машиностроение. В электронике он применяется для изготовления электролитических конденсаторов, анодов мощных ламп, сеток. В химическом анпаратостроенни из него изготовляют детали аппаратов, применяемых в производстве кислот. В танталовых тиглях плавят металлы, например, редкоземельные. Из него изготовляют нагреватели высокотемпературных печей. Благодаря тому, что тантал не взаимодействует с живыми тканями организма человека и не вредит им, он применяется в хирургии для скрепления костей при переломах. [c.653]

    Для точного измерения и регулирования флегмового числа головки колонн снабжаются следующими устройствами и приборами капельницами трубками с косым срезом и капиллярами, служащими для подсчета падающих капель флегмы и дистиллята двумя параллельно соединенными и независимо охлаждаемыми конденсаторами флегмы и дистиллята регуляторами расхода флегмы и дистиллята в виде капилляров различной длины и диаметра, выбираемыми в соответствии с заданным флегмовым числом механическими или электронными реле времени, обеспечивающими автоматическое регулирование расхода флегмы путем деления потока пара или жидкости (электронное реле времени обычно выполняется в комплекте с электромагнитным регулятором). [c.379]

    Для измерения диэлектрической проницаемости пригодны также серийно выпускаемые приборы, предназначопные для измерения емкости, например, Е8-1 и Е8-2. Принцип действия обоих приборов аналогичен. Емкости в них измеряют с помощью схемы моста переменного тока, у которого одна пара плеч образована двумя дифференциальными трансформаторами, а другая—эталонным конденсатором и измеряемой емкостью. На одну диагональ моста подается напряжение от генератора высокой частоты, а с другой диагонали снимается напряжение разбаланса, которое после соответствующего усиления (регулятор чувствительности) подается на индикатор. В качестве индикатора в приборе Е8-1 используется миллиамперметр, а в приборе Е8-2 электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). [c.334]

    Было показано (1, 2], что перспективным экспресс-методом оценки смазывающих свойств реактивных топлив является измерение работы выхода электрона (РВЭ) металлов при их контакте с топливом. Для более обстоятельной проверки этого экспресс-метода в последние годы были проведены работы по сопоставлению параллельно получаемых данных при однократной прокачке на насосах-регуляторах (метод ВНИИНП) и при измерении РВЭ. Во всех случаях РВЭ измеряли способом динамического конденсатора по методике, описанной в работе [3]. [c.78]

    Универсальным и эффективньс.м буфером заряда любого знака, своего рода молеку гярным конденсатором, является ароматическое ядро. Его замкнутая система л-электронов легко смещается и к заряду (положительному), 1г от заряда (отрицательного), т. е. легко поляризуется, что и приводит к делокал1гзации заряда. Благодаря такому эффекту бензн.н1>ные катион (33) и анион [c.73]

    Высокочастотная сушилка (рис. ХУ-36) состоит из лампового высокочастотного генератора / и сушильной камеры 2. Переменный ток нз сет1 поступает в выпрямитель 7, затем в генератор, где преобразуется в пере менный ток высокой частоты. Этот ток подводится к пластинам конденса торов 3 и 4, между которыми движется на ленте высушиваемый материал Данная сушилка имеет две ленты 5 и 6, на которых последовательно высу шивается материал. Под действием электрического поля высокой частоть ионы и электроны в материале (содержащего обычно некоторое количе ство электролита, например раствора солей) меняют направление движе ния синхронно с изменением знака заряда пластин конденсатора диполь ные молекулы приобретают вращательное движение, а неполярные моле [c.629]

    Р. Милликен определял заряд весьма малых капель, изучая равновесие их в электрическом поле конденсатора. Оказалось, что заряд их равен или превышает величину, являющуюся наименьшим зарядом (е = 4,8Ы0 СО8Е), и кратен ей. Измерение отношения заряда к массе ионов в разрядных трубках показало, что носители положительного заряда всегда имеют массу, значительно превышающую массу электрона. Оказалось, что наименьшей массой среди положительных ионов обладает протон. Среди носителей отрицательного заряда выделяется электрон, масса которого в 1839 раз меньше массы протона. [c.422]

    Миллнкен, определяя заряд электрона, разработал метод наблюдения за заряженными частицами в электростатическом поле, при котором подбирается такая разность потенциалов наиэбкладках конденсатора, чтобы частица могла витать неограниченно долго. Метод Милликена оказался весьма плодотворным. Поддерживая частицу в витающем состоянии, можно, например, изучать броуновское движение, причем с одной и той же частицей можно проводить до нескольких тысяч измерений. [c.190]


Расчет электротермического конденсатора для электротермических установок


Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/28110

Title: Расчет электротермического конденсатора для электротермических установок
Authors: Дащук, Илья Павлович
metadata.dc.contributor.advisor: Меркулов, Валерий Иванович
Keywords: Электротермический конденсатор; Кабельная бумага; Конденсаторная бумага; Секции с выступающей фольгой; Изолятор; Elektroheizquellen Kondensator; Kabelpapier; Kondensatorpapier; Abschnitte dienen Folie; Isolator
Issue Date: 2016
Citation: Дащук И. П. Расчет электротермического конденсатора для электротермических установок : дипломный проект / И. П. Дащук ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Энергетический институт (ЭНИН), Кафедра электротехнических комплексов и материалов (ЭКМ) ; науч. рук. В. И. Меркулов. — Томск, 2016.
Abstract: Актуальность данной работы заключается в том, что электротермический конденсатор предназначен для повышения коэффициента мощности электротермических установок частотой от 0,5 до 10 кГц, поэтому он находит широкое применение в электроэнергетике, а также в машиностроении, на металлургических заводах везде, где возникает необходимость использования индукционного нагрева металлов токами высокой частоты. Существующие на данный момент электротермические конденсаторы выполняются с различной изоляцией и на различное напряжение. Постепенно производство электротермических конденсаторов переходит с бумажной на пленочную или бумажно-пленочную изоляцию, что позволяет уменьшить габариты в связи с более высокой электрической прочностью пленки и улучшить экологичность конденсатора.
Die Relevanz dieser Arbeit liegt in der Tatsache, dass die elektroKondensator entwickelt, um die Leistung elektrothermische Anlagen Koeffizient Frequenz von 0,5 bis 10 kHz zu erhöhen, so ist es weit verbreitet in der Energiewirtschaft sowie im Maschinenbau, Hüttenwerke überall dort, wo es einen Bedarf für die Induktionserwärmung Metalle der hochfrequenten Ströme. Bestehende an den Moment elektro Kondensatoren hergestellt mit verschiedenen Isolation und für verschiedene Spannungen. Nach und nach elektro Herstellung von Kondensatoren geht das Papier auf der Papierfolie oder Isolationsfolie, wodurch die Größe auf einen hohen elektrischen Schichtwiderstand aufgrund zu reduzieren und die Umweltfreundlichkeit des Kondensators zu verbessern.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/28110
Appears in Collections:Выпускные квалификационные работы (ВКР)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

63 Электронная техника, кроме резисторов и конденсаторов / КонсультантПлюс

┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ 63 ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА, КРОМЕ РЕЗИСТОРОВ │

│ И КОНДЕНСАТОРОВ │

└────────────────────────────────────────────────────────────────┘

┌────────────────────┬───────────┬──────────────┬────────────────┐

│Исключен с 1 января 2008 года. — Приказ Ростехрегулирования от│

│18.12.2007 N 3589 │ │ │ │

├────────────────────┼───────────┼──────────────┼────────────────┤

│Лампы-вспышки │ 63 9800 │ ГОСТ │Разд. 3; п. 2.12│

│ │ │ 24371-80 │ │

│ │ ├──────────────┼────────────────┤

│ │ │ ГОСТ Р МЭК │Разд. 4, 6 — 17 │

│ │ │ 491-95 │ │

│ │ ├──────────────┼────────────────┤

│ │ │ ГОСТ Р ИСО │Разд. 4 │

│ │ │ 10330-96 │ │

│ │ ├──────────────┼────────────────┤

│ │ │ ГОСТ Р │Разд. 4 │

│ │ │ 51318. │ │

│ │ │ 14.1-2006 │ │

│ │ │ (СИСПР │ │

│ │ │ 14-1-2005) │ │

│ │ ├──────────────┼────────────────┤

│ │ │ ГОСТ Р │Разд. 5, 7 │

│ │ │ 51318. │ │

│ │ │ 14.2-2006 │ │

│ │ │ (СИСПР │ │

│ │ │ 14-2:2001) │ │

│(введено Приказом Ростехрегулирования от 18.12.2007 N 3589) │

└────────────────────┴───────────┴──────────────┴────────────────┘

250В 10000UF винт терминала алюминиевый электронный конденсатор (TMCE21)

Модель №: TMCE21 применение: общего назначения, AC / мотор, мощность, освещение, автомобиль емкость: > 100uf цвет: черный Спецификация: код ГС доклад достичь CE RoHS: 85322290 тип: Алюминиевый электролитический конденсатор тип упаковки: через отверстие для производства материала: электролитический торговая марка: НРП и ETOPMAY происхождения: Китай ключ спецификации / особенности : диапазон напряжения

Rated : 10 100В и 160 400V
Capacitance терпимости ( 25° C 120 Гц ) : 0 до 20 %
Leakage текущий ( uA ) : 0 . 02CV или 5mA , равно меньшему ( при 25° C после пяти минут )
C : номинальная емкость ( оф )
V : Номинальное напряжение ( V )
Dissipation фактор ( 25° и 120 Гц ) : TTND не должна превышать значений, приведенных в таблице стандартных ratings
Temperature стабильности ( 120 Гц ) : change
10 емкости для 100В DC : емкость при-40 ° C не должны быть меньше 60 % из value
160 25 ° C для 400V DC : емкость при-25 ° C не должна быть меньше 70 % value
Load 25 ° C и срок годности ( + 85 ° C ) :
Time : 2 , 000 hours
Leakage текущий : не более указанного value
Capacitance изменения : в пределах ± 20 % первоначального value
Dissipation фактора : не более чем 200 % указанного value
After теста : UR применяться на 60 минут , 24-48 часов до measurement\ nSuitable для переключения питания Диапазон температур supply
Operating : от -40 до 85 и -25 до 85 ° C
Disclaimer : все изображения с товарные знаки отображаются только для справочных целей . мы не уполномочены продавать любые предметы, принимая такие товарные знаки .
Payment детали :

Payment условия :
T / T , L / C

Shenzhen НРП электронных Co , . Ltd
17-год производитель capacitors
Established в 1998 году , Шэньчжэнь НРП электронных Co . Ltd является участвует в производстве , исследования и разработку широкий спектр конденсаторы .
Wide продукта range
Multilayer керамические конденсаторы ( радиальная , осевой , и SMD )
Ceramic диск конденсаторы ( низкого и высокого напряжения )
Aluminum электролитические конденсаторы ( радиальная , осевой и SMD )
Film конденсаторы ( полиэстер , полипропилена и металлизированная )
Tantalum конденсаторы ( радиальные , SMD , осевой ) и другие )
Mica capacitors
Super capacitors
Monthly выход 1 миллион единиц
Prompt delivery
In-фондовой элементы : трех — пяти дней привести time
Regular заказы : 7 — 10 день привести time
OEM приказы : time
15-дневный свинца

Группа Продуктов : Алюминиевый Электролитический Конденсатор

Конденсатор алюминиевый электролитический EKYB6R3ELL222MJ20S | Оптом и в розницу

Главная / Каталог / Электронные компоненты пассивные / Конденсаторы / Конденсаторы алюминиевые электролитические / Конденсатор алюминиевый электролитический EKYB6R3ELL222MJ20S

НаличиеСрок1шт20шт50шт100шт1000шт5000шт10000шт
Склад №110-12 дней103,60руб.96,35руб.93,24руб.91,17руб.88,06руб.82,88руб.80,81руб.
НаличиеСрок1шт20шт50шт100шт1000шт5000шт10000шт
Склад №25-7 дней194,77руб.179,23руб.176,12руб.171,98руб.165,76руб.156,44руб.152,29руб.
НаличиеСрок1шт20шт50шт100шт1000шт5000шт10000шт
Склад №35-7 дней197,88руб.182,34руб.178,19руб.174,05руб.165,76руб.157,47руб.154,36руб.
НаличиеСрок1шт20шт50шт100шт1000шт5000шт10000шт
Склад №410 дней124,32руб.113,96руб.111,89руб.108,78руб.105,67руб.99,46руб.96,35руб.
НаличиеСрок1шт20шт50шт100шт1000шт5000шт10000шт
Склад №57 дней180,26руб.165,76руб.161,62руб.158,51руб.153,33руб.144,00руб.139,86руб.
НаличиеСрок1шт20шт50шт100шт1000шт5000шт10000шт
Склад №610-12 дней112,92руб.104,64руб.101,53руб.99,46руб.96,35руб.90,13руб.88,06руб.

Характеристики

CAP ALUM 2200UF 20% 6.3V RADIAL

Обзор электролитического конденсатора

Связанные ресурсы: контрольно-измерительные приборы

Обзор электролитического конденсатора

 

Электролитический конденсатор — это тип конденсатора, в котором в качестве одной из пластин используется электролит, ионная проводящая жидкость, для достижения большей емкости на единицу объема, чем у других типов. Они используются в относительно сильноточных и низкочастотных электрических цепях, особенно в фильтрах электропитания, где они накапливают заряд, необходимый для сдерживания колебаний выходного напряжения и тока на выходе выпрямителя.Они также широко используются в качестве разделительных конденсаторов в цепях, в которых должен проводиться переменный ток, а не постоянный. Обычно используются два типа электролитических конденсаторов: алюминиевые и танталовые.

Электролитические конденсаторы способны обеспечить самые высокие значения емкости среди всех типов конденсаторов (см. Суперконденсаторы), но у них есть недостатки, которые ограничивают их использование. Стандартная конструкция требует, чтобы приложенное напряжение было поляризованным; одна указанная клемма всегда должна иметь положительный потенциал по отношению к другой.Поэтому их нельзя использовать с сигналами переменного тока без поляризационного смещения постоянного тока. Однако существуют специальные неполяризованные электролитические конденсаторы для переменного тока, которые не требуют смещения постоянного тока. Электролитические конденсаторы также имеют относительно низкое напряжение пробоя, более высокий ток утечки и индуктивность, более низкие допуски и температурный диапазон, а также более короткий срок службы по сравнению с другими типами конденсаторов.

Строительство:

Алюминиевые электролитические конденсаторы

состоят из двух проводящих алюминиевых фольг, одна из которых покрыта изолирующим оксидным слоем, и бумажной прокладки, пропитанной электролитом.Фольга, изолированная оксидным слоем, является анодом, а жидкий электролит и вторая фольга действуют как катод. Затем этот пакет сворачивается, снабжается штыревыми соединителями и помещается в цилиндрический алюминиевый корпус. Двумя наиболее популярными геометриями являются осевые выводы, идущие от центра каждой круглой поверхности цилиндра, или два радиальных вывода или проушины на одной из круглых поверхностей. Оба они показаны на картинке.

Полярность:

В алюминиевых электролитических конденсаторах слой изолирующего оксида алюминия на поверхности алюминиевой пластины действует как диэлектрик, и именно тонкость этого слоя обеспечивает относительно высокую емкость при небольшом объеме.Этот оксид имеет диэлектрическую проницаемость 10, что в несколько раз выше, чем у большинства распространенных полимерных изоляторов. Он может выдерживать напряженность электрического поля порядка 25 мегавольт на метр, что является приемлемой частью силы обычных полимеров. Эта комбинация высокой емкости и достаточно высокого напряжения приводит к высокой плотности энергии.

Большинство электролитических конденсаторов поляризованы и требуют, чтобы один из электродов был положительным по отношению к другому; они могут катастрофически выйти из строя, если напряжение изменится на противоположное.Это связано с тем, что напряжение обратного смещения выше 1–1,5 В разрушит центральный слой диэлектрического материала посредством электрохимического восстановления (см. окислительно-восстановительные реакции). После потери диэлектрического материала в конденсаторе произойдет короткое замыкание, а при достаточном токе короткого замыкания электролит быстро нагреется и либо вытечет, либо вызовет взрыв конденсатора, часто весьма эффектным образом.

Чтобы свести к минимуму вероятность того, что поляризованный электролит будет неправильно вставлен в цепь, полярность очень четко указана на корпусе.Полоска на стороне конденсатора обычно используется для обозначения отрицательного вывода. Кроме того, вывод отрицательного вывода радиального электролита короче положительного вывода и может быть различим в других отношениях. На печатной плате принято указывать правильную ориентацию, используя квадратную площадку со сквозными отверстиями для положительного вывода и круглую площадку для отрицательного.

Доступны специальные конденсаторы, предназначенные для работы от переменного тока, обычно называемые «неполяризованными» или «NP».В них оксидные слои полной толщины формируются на обеих полосах алюминиевой фольги перед сборкой. В чередующихся половинах циклов переменного тока одна из полосок фольги действует как блокирующий диод, предотвращая повреждение электролита другой полоски обратным током.

Современные конденсаторы имеют предохранительный клапан, как правило, либо секцию с насечками на корпусе, либо специально разработанное торцевое уплотнение для выпуска горячего газа/жидкости, но разрывы все же могут быть значительными. Электролитик может выдержать обратное смещение в течение короткого периода времени, но будет проводить значительный ток и не будет работать как очень хороший конденсатор.Большинство из них выживут без обратного смещения постоянного тока или только с переменным напряжением, но схемы должны быть спроектированы так, чтобы не было постоянного обратного смещения в течение значительного периода времени.

На иллюстрации представлены наиболее распространенные схематические обозначения электролитических конденсаторов. На некоторых схематических диаграммах знак «+» рядом с символом не печатается. На старых принципиальных схемах электролитические конденсаторы показаны в виде небольшой положительной пластины, окруженной снизу и по бокам большим отрицательным электродом в форме тарелки, обычно без маркировки «+».

Емкость:

Значение емкости любого конденсатора является мерой количества электрического заряда, запасенного на единицу разности потенциалов между пластинами. Основной единицей измерения емкости является фарад; однако эта единица была слишком велика для общего использования до изобретения двухслойного конденсатора, поэтому чаще используются микрофарады (мкФ, или менее правильно мкФ), нанофарады (нФ) и пикофарад (пФ).

Значение конденсатора определяется многими условиями, такими как толщина диэлектрика и площадь пластины.В процессе производства электролитические конденсаторы изготавливаются в соответствии с набором предпочтительных номеров. Умножая эти базовые числа на степень десяти, можно получить любое практическое значение конденсатора, подходящее для большинства приложений.

Пассивные электронные компоненты, включая конденсаторы, обычно производятся с предпочтительными значениями (например, серии IEC 60063 E6, E12 и т. д.).

Емкость алюминиевых электролитических конденсаторов имеет тенденцию меняться со временем, и они обычно имеют диапазон допуска 20%.Некоторые имеют асимметричные допуски, обычно -20%, но с гораздо большим положительным допуском, поскольку многие схемы просто требуют, чтобы емкость была не меньше заданного значения; это можно увидеть в таблицах данных для многих конденсаторов потребительского класса. Танталовые электролиты могут производиться с более жесткими допусками и более стабильны.

Типы:


В отличие от конденсаторов, в которых используется объемный диэлектрик, изготовленный из материала с внутренней изоляцией, диэлектрик в электролитических конденсаторах зависит от формирования и сохранения микроскопического слоя оксида металла.По сравнению с объемными диэлектрическими конденсаторами, этот очень тонкий диэлектрик обеспечивает гораздо большую емкость в той же единице объема, но поддержание целостности диэлектрика обычно требует постоянного приложения напряжения правильной полярности, иначе оксидный слой разрушится и разорвется, вызывая конденсатор теряет способность выдерживать приложенное напряжение (хотя его часто можно «реформировать»). Кроме того, в электролитических конденсаторах обычно используется внутренняя влажная химия, и они в конечном итоге выйдут из строя, если вода внутри конденсатора испарится.

Значения электролитической емкости не так четко определены, как для объемных диэлектрических конденсаторов. Особенно с алюминиевыми электролитами довольно часто можно увидеть, что электролитический конденсатор имеет «гарантированное минимальное значение» и не имеет верхней границы его значения. Для большинства целей (таких как фильтрация источника питания и соединение сигналов) этот тип спецификации приемлем.

Как и объемные диэлектрические конденсаторы, электролитические конденсаторы бывают нескольких разновидностей:

Алюминиевый электролитический конденсатор:

Компактные, но с потерями, они доступны в диапазоне от <1 °F до 1 F с рабочим напряжением до нескольких сотен вольт постоянного тока.Диэлектрик представляет собой тонкий слой оксида алюминия. Они содержат агрессивную жидкость и могут лопнуть, если устройство подсоединено наоборот. Оксидный изолирующий слой будет иметь тенденцию к разрушению при отсутствии достаточного восстанавливающего напряжения, и в конечном итоге конденсатор потеряет способность выдерживать напряжение, если напряжение не приложено. Конденсатор, с которым это произошло, часто можно «реформировать», подключив его к источнику напряжения через резистор и позволив результирующему току медленно восстанавливать оксидный слой.Биполярные электролиты (также называемые неполяризованными или NP-конденсаторами) содержат две анодированные пленки, которые ведут себя как два последовательно соединенных конденсатора. Они используются, когда один электрод может быть как положительным, так и отрицательным по отношению к другому в разные моменты времени в цепях переменного тока. Плохие частотные и температурные характеристики делают их непригодными для высокочастотных применений. Типичные значения ESL составляют несколько наногенри.

Тантал:

Компактные низковольтные устройства до нескольких сотен °F, они имеют более низкую плотность энергии и производятся с более жесткими допусками, чем алюминиевые электролиты.Танталовые конденсаторы также поляризованы из-за разнородных электродов. Анодный электрод формируется из спеченных зерен тантала, а диэлектрик электрохимически формируется в виде тонкого слоя оксида. Тонкий слой оксида и большая площадь поверхности пористого спеченного материала обеспечивают этому типу очень высокую емкость на единицу объема. Катодный электрод формируется либо из жидкого электролита, соединяющего внешнюю оболочку, либо из химически осажденного полупроводящего слоя диоксида марганца, который затем соединяется с внешним проводом.В разработке этого типа диоксид марганца заменяется проводящим пластиковым полимером (полипирролом), что снижает внутреннее сопротивление и исключает отказ от самовоспламенения.


По сравнению с алюминиевыми электролитами танталовые конденсаторы имеют очень стабильную емкость, небольшую утечку постоянного тока и очень низкий импеданс на высоких частотах. Однако, в отличие от алюминиевых электролитов, они не переносят положительных или отрицательных скачков напряжения и разрушаются (часто сильно взрываются), если их подключить в цепь в обратном направлении или подвергнуть воздействию скачков напряжения, превышающих их номинальное значение.

Танталовые конденсаторы

дороже, чем конденсаторы на алюминиевой основе (с жидким электролитом), и обычно доступны только в низковольтных версиях, но из-за их меньшего размера для данной емкости и более низкого импеданса на высоких частотах они популярны в миниатюрных приложениях, таких как сотовые телефоны.

Твердый алюминиевый электролитический конденсатор с органическим полупроводниковым электролитом или OS-CON (что означает OrganicSemi-Conductive):

 

Конденсатор нового поколения, в котором слои алюминиевой фольги погружены не в жидкий раствор электролита, а в твердый полупроводниковый материал, полученный из изохинолина.Монокристаллический N-н-бутилизохинолин подвергается термоформованию до окончательной формы, что значительно повышает его проводимость, тем самым защищая конденсатор от избыточных тепловых скачков, и, наконец, банки OS-CON герметизируются эпоксидной смолой. Эти конденсаторы теоретически стабильны при использовании в диапазоне от -55°C до практически 125°C. Основными преимуществами использования именно этого полупроводника являются довольно низкое ESR, более широкий диапазон частот и большая стабильность в использовании по сравнению с алюминиевыми и танталовыми твердополимерными конденсаторами с жидким электролитом.Конденсаторы OS-CON часто встречаются как SMD.

Nippon Chemi-Con, Nichicon, Rubycon, Panasonic, SamYoung – Blackswan Real Estate

В исследовательском отчете «Глобальный рынок электролитических конденсаторов с 2022 по 2028 год» , предоставленном MarketQuest.biz , рассматриваются основные модели и движущие силы рынка в сценарии развития «вперед и вперед», а также приводятся факты с нуля. Отчет о электролитических конденсаторах будет включен в оценку влияния COVID-19 на эту отрасль.

В отчете оценивается расширение этого мирового рынка электролитических конденсаторов в известных географических сегментах. В отчете признаются тенденции в различных сегментах приложений на мировом рынке и определяются барьеры для роста.

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО ОБРАЗЕЦ ОТЧЕТА: https://www.marketquest.biz/sample-request/98211

Цель исследования — оценить размер рынка для различных категорий и регионов в предыдущие годы и стоимость проектов на будущие годы.

Регионы, включенные в отчет:

  • Северная Америка (США, Канада и Мексика)
  • Европа (Германия, Франция, Великобритания, Россия, Италия и остальные страны Европы)
  • Азиатско-Тихоокеанский регион (Китай, Япония, Корея, Индия, Юго-Восточная Азия и Австралия)
  • Южная Америка (Бразилия, Аргентина, Колумбия и остальная часть Южной Америки)
  • Ближний Восток и Африка (Саудовская Аравия, ОАЭ, Египет, Южная Африка и остальная часть Ближнего Востока и Африки)

Кроме того, исследование классифицирует общий электролитический конденсатор по ведущим игрокам/брендам, географическому положению, типу и конечному потребителю.

Типовой сегмент включает:

  • Алюминиевые электролитические конденсаторы
  • Танталовые электролитические конденсаторы
  • Ниобиевые электролитические конденсаторы

Сегмент приложений включает:

  • Электронный
  • Автомобилестроение
  • Медицинский
  • Другие

Ключевые игроки, включенные в отчет:

  • Ниппон Хеми-Кон
  • Нихикон
  • Рубикон
  • Панасоник
  • СэмЯнг
  • Самва
  • Вишай
  • КЕМЕТ
  • ЭПКОС
  • Ман Юэ
  • Лелон
  • Капксон
  • Айхуа
  • Цзянхай
  • ГЕК

ДОСТУП К ПОЛНОМУ ОТЧЕТУ: https://www.marketquest.biz/report/98211/global-electrolytic-capacitor-market-2022-by-manufacturers-regions-type-and-application-procast-to-2028

В этом отчете о электролитических конденсаторах также рассматриваются различные факторы, влияющие на развитие рынка и движущие силы, а также раскрывается информация об обзоре рынка, основных производителях, ключах, полученных ими, тенденциях, последних примерах и типах, оплате, чистом преимуществе, а также обычной оценке и цифре. .

Структура отчета включает как качественные, так и количественные элементы сектора в каждой из областей исследования и стран.Кроме того, исследование предоставляет обширную информацию о важнейших элементах, таких как движущие силы и препятствия, которые будут определять будущий рост рынка. Исследование также будет включать в себя потенциальные возможности инвестирования заинтересованными сторонами на микрорынках, а также тщательный анализ конкурентной среды и основных предложений продуктов конкурентов.

Настройка отчета:

Этот отчет можно настроить в соответствии с требованиями клиента. Пожалуйста, свяжитесь с нашим отделом продаж ([email protected]), который позаботится о том, чтобы вы получили отчет, соответствующий вашим потребностям. Вы также можете связаться с нашими руководителями по телефону +1-201-465-4211, чтобы поделиться своими требованиями к исследованиям.

Свяжитесь с нами
Марк Стоун
Руководитель отдела развития бизнеса
Телефон: +1-201-465-4211
Электронная почта: [email protected]

Мировая индустрия алюминиевых электролитических конденсаторов

Дублин, 5 августа 2021 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Отчет «Рынок алюминиевых электролитических конденсаторов — прогнозы с 2021 по 2026 год» был добавлен в ResearchAndMarkets.предложение com .

Рынок алюминиевых электролитических конденсаторов оценивается в 6 379,323 млн долларов США в 2019 году, и прогнозируется, что среднегодовой темп роста рынка составит 1,56%, и к 2026 году объем рынка достигнет 7 111,326 млн долларов США.

Алюминиевые электролитические конденсаторы являются одним из наибольшее распространение получили электролитические конденсаторы, в которых анодный электрод выполнен из чистой алюминиевой фольги, а сами конденсаторы имеют большую объемную емкость. Электромобили рассматриваются как будущее транспортных средств, и в результате рынок электромобилей переживает значительный рост, а поскольку алюминиевые электролитические конденсаторы широко используются в электромобилях, ожидается, что это будет способствовать росту рынка алюминиевых конденсаторов. в течение прогнозируемого периода.Кроме того, по мере роста миниатюризации электронных устройств спрос на алюминиевые электролитические конденсаторы увеличился, что, по прогнозам, увеличит рост рынка алюминиевых электролитических конденсаторов в ближайшие годы. В связи с растущим спросом различные компании выпускают на рынок новые и инновационные продукты, которые, как ожидается, в дальнейшем будут способствовать росту рынка. Например, в ноябре 2020 года TDK выпустила серию алюминиевых электролитических конденсаторов с высоким CV, которые оснащены защелкивающимися клеммами для облегчения монтажа на печатной плате.

Недавняя вспышка новой коронавирусной болезни нанесла ущерб рынку алюминиевых электролитических конденсаторов. Из-за ограничений, введенных в большинстве частей мира, пострадала цепочка поставок на рынке. Заводы были закрыты, и не хватало рабочих рук даже там, где не было блокировки, что привело к падению рынка алюминиевых электролитических конденсаторов в 2020 году. Но эффект был краткосрочным, и ожидается, что рынок продолжать расти в обычном темпе, как только ситуация нормализуется.

Рост электромобилей.

Электролитические конденсаторы используются в электромобилях для подачи энергии с высокой плотностью, а алюминиевые электролитические конденсаторы предпочтительнее из-за их высокой эффективности. По этой причине с ростом использования электромобилей ожидается резкий рост рынка алюминиевых электролитов в течение прогнозируемого периода. По данным МЭА, в 2019 году было продано 2,1 миллиона электромобилей по всему миру, что превысило продажи 2018 года, который считался рекордным годом.Кроме того, продажи электромобилей значительно выросли в годовом исчислении на 40%. В 2020 году продажи электромобилей выросли на 43% по сравнению с 2019 годом, несмотря на пандемию. В 2010 году на дорогах было всего 10 тысяч электромобилей, а в 2020 году их количество увеличилось до более 10 миллионов. Многие страны активно развивают зарядную инфраструктуру в своих странах, чтобы обеспечить надлежащую инфраструктурную среду для роста числа электромобилей. продажи.

В 2019 году количество общедоступных зарядных устройств выросло на 60%, что показывает, каким видится будущее электромобилей.До 2020 года 17 стран объявили о своей цели по достижению 100% нулевого уровня выбросов или полному отказу от двигателей внутреннего сгорания к 2020 году. начали политику по замене традиционных транспортных средств электромобилями. МЭА также заявляет, что в 2020 году государственные расходы на стимулы для электромобилей выросли на 25% в годовом исчислении, при этом правительства во всем мире потратили в общей сложности 14 миллиардов долларов США на стимулы для прямых покупок и налоговые вычеты для электромобилей. .При таком быстром росте электромобилей спрос на алюминиевые электролитические конденсаторы растет для высокоэффективной подачи энергии, что, как ожидается, будет способствовать росту рынка алюминиевых электролитических конденсаторов в течение прогнозируемого периода.

Миниатюризация электронных устройств.

Размер электронных устройств с годами становится все меньше и меньше, что является одним из важных факторов, который, как ожидается, будет стимулировать рост алюминиевых электролитических конденсаторов в течение прогнозируемого периода.Существует повышенный спрос на миниатюризацию электронных устройств, таких как мобильные устройства, медицинские устройства, сенсорные экраны и дисплеи и другие электронные устройства. Производители стремятся к повышению сложности продукта, производительности и проникновению на рынок, благодаря чему производятся миниатюрные электронные устройства. Алюминиевые электролитические конденсаторы идеально подходят для использования в миниатюрных электронных устройствах. По сравнению с другими электролитическими конденсаторами алюминиевые конденсаторы обеспечивают гораздо более высокий уровень емкости для данного объема, что означает, что электролитические конденсаторы с высокой емкостью могут быть относительно небольшими.В связи с этим, с увеличением миниатюризации электронных устройств, спрос на алюминиевые электролитические конденсаторы растет, и ожидается, что в прогнозируемый период рост рынка алюминиевых электролитов резко возрастет.

Азиатско-Тихоокеанский регион, чтобы доминировать на рынке.

Ожидается, что географически Азиатско-Тихоокеанский регион будет занимать значительную долю рынка и, по прогнозам, станет свидетелем значительного роста благодаря наличию в регионе крупных производителей электронных устройств, таких как Китай, Гонконг, Южная Корея, среди прочего, и рост производства.Ожидается, что в Северной Америке также произойдет значительный рост рынка благодаря растущим инвестициям в энергетику.

Анализ конкурентоспособности

Известные/крупные игроки на рынке алюминиевых электролитических конденсаторов включают Murata Manufacturing Co., Ltd., Cornell Dubilier, KEMET Corporation и другие. Игроки на рынке алюминиевых электролитических конденсаторов реализуют различные стратегии роста, чтобы получить конкурентное преимущество перед своими конкурентами на этом рынке.Были рассмотрены основные игроки рынка, а также их относительные конкурентные стратегии, и в отчете также упоминаются недавние сделки и инвестиции различных игроков рынка за последние несколько лет. В разделе «Профили компаний» подробно описывается бизнес-обзор, финансовые показатели (публичных компаний) за последние несколько лет, основные продукты и услуги, предлагаемые вместе с недавними сделками и инвестициями этих важных игроков на рынке алюминиевых электролитических конденсаторов.

Ключевые темы:

1.Введение

2. Методология исследования

3. Резюме

4. Динамика рынка
4.1. Драйверы рынка
4.2. Рыночные ограничения
4.3. Анализ пяти сил Портера
4.4. Анализ цепочки создания стоимости в отрасли

5. Анализ рынка алюминиевых электролитических конденсаторов по типам
5.1. Введение
5.2. Конденсаторы твердотельные алюминиевые электролитические
5.3. Нетвердые алюминиевые электролитические конденсаторы

6.Анализ рынка алюминиевых электролитических конденсаторов по напряжению
6.1. Введение
6.2. Высокое напряжение
6.3. Низкое напряжение

7. Анализ рынка алюминиевых электролитических конденсаторов по отраслевой вертикали
7.1. Введение
7.2. Связь и технологии
7.3. Энергетика и мощность
7.4. Бытовая электроника
7.5. Автомобильная
7.6. Прочее

8. Анализ рынка алюминиевых электролитических конденсаторов по географическому признаку
8.1. Введение
8.2. Северная Америка
8.2.1. США
8.2.2. Канада
8.2.3. Мексика
8.3. Южная Америка
8.3.1. Бразилия
8.3.2. Аргентина
8.3.3. Прочее
8.4. Европа
8.4.1. Германия
8.4.2. Франция
8.4.3. Великобритания
8.4.4. Прочее
8.5. Ближний Восток и Африка
8.5.1. Саудовская Аравия
8.5.2. ОАЭ
8.5.3. Прочее
8.6. Азиатско-Тихоокеанский регион
8.6.1. Китай
8.6.2. Индия
8.6.3. Япония
8.6.4. Южная Корея
8.6.5. Тайвань
8.6.6. Таиланд
8.6.7. Индонезия
8.6.8. Прочие

9. Конкурентная среда и анализ
9.1. Основные игроки и анализ стратегии
9.2. Новые игроки и прибыльность рынка
9.3. Слияния, поглощения, соглашения и сотрудничество
9.4. Матрица конкурентоспособности поставщиков

10. Профили компаний
10.1. Murata Manufacturing Co., Ltd.
10.2. Корнелл Дубилье
10.3. Корпорация КЕМЕТ
10.4. Вишай Интертехнолоджи
10.5. Корпорация ТДК
10.6. Wurth Elektronik GmbH & Co., KG
10.7. Корпорация Panasonic
10.8. Корпорация Ничикон
10.9. Корпорация Викор
10.10. Illinois Capacitor, Inc.
10.11. Nippon Chemi-Con Corporation

Для получения дополнительной информации об этом отчете посетите https://www.researchandmarkets.com/r/xgbdo8

 

Основы конденсаторов | Основы электроники

Что такое конденсатор?

Конденсаторы — это компоненты, которые могут временно накапливать электрический заряд и производительность которых определяется тем, сколько заряда может быть накоплено.Как следует из их названия, в танталовых конденсаторах используется тантал для обеспечения превосходных характеристик хранения заряда.

Типы конденсаторов

На рынке представлены 3 основных типа конденсаторов: алюминиевые электролитические, многослойные керамические и танталовые конденсаторы. Характеристики и производительность каждого из них будут различаться в зависимости от типа используемого материала.

Алюминиевый электролитический конденсатор Многослойные керамические конденсаторы Тантал Конденсатор
900V 47 ~ 10000 мкФ
Тип Алюминиевый электролитический конденсатор Многослойные керамические конденсаторы Тантал Конденсатор
Диэлектрик Оксид алюминия Различная керамика Пентоксид тантала
Диапазон напряжения 4~400 В 6.3 ~ 250V 2,5 ~ 50V
47 ~ 10000 мкФ 0,001 ~ 100 мкФ 0,47 ~ 1000 мкФ
5 Преимущества

0

  • Широкий диапазон емкостей
    и разбивкой
  • Недорогие
    • Хорошие высокочастотные характеристики
    • Non-Polarized

      1 Compact, большая емкость

    • Устойчивая емкости
    5 Недостатки
    • Утечка может ограничить жизнь
    • Большой размер
    • Поляризован
        • Большие вариации емкости
        • склонны к растрескиванию и сковороду
        • Режим отказа: короткий замыкает
        • 1 Polarized

        4 Что такое танталовый конденсатор?

        Тантал — металл, название которого происходит от Тантала, антигероя из греческой мифологии.
        Как правило, танталовые конденсаторы для поверхностного монтажа изготавливаются путем формирования электродов на обоих концах танталового элемента с использованием выводной рамки с последующим уплотнением конструкции формовочной смолой.

        Применение конденсаторов

        Конденсаторы (включая танталовые) часто используются в следующих приложениях.

        Резервное питание (аккумулятор)

        Использование в качестве аккумулятора

        Когда ток нагрузки увеличивается из-за перебоев в подаче питания или резкого увеличения скорости привода ИС, линейное напряжение от источника питания может упасть, что может привести к неисправности ИС.Чтобы предотвратить это, заряд, хранящийся в конденсаторе, подается на ИС, временно поддерживая линейное напряжение.

        Развязка

        Использование характеристик переменного тока

        Для обеспечения стабильного напряжения постоянного тока используются конденсаторы для устранения высокочастотных помех, вызванных высокоскоростным приводом цепи или внешними помехами, наложенными на линию электропитания. Приняты в общих схемах электропитания.

        Муфта

        В этом приложении конденсатор удаляет напряжение смещения постоянного тока из предыдущей ступени и пропускает только сигнальное напряжение переменного тока.

        Обычно используется в звуковых схемах.

        Tantalum CapacitorProduct Page

        Базовая электроника — Введение в конденсаторы

        В предыдущих уроках мы обсуждали создание лаборатории электроники и изучили элементарные ноу-хау резисторов. Продолжая обсуждение пассивных компонентов, давайте поговорим о конденсаторе.

        Начнем с фиктивной цепи
        Представьте чисто резистивную цепь, управляемую идеальным источником напряжения или идеальным источником тока.В такой фиктивной идеальной схеме чисто резистивные компоненты (цепи чисто резистивной нагрузки) имеют фиксированное падение напряжения на них в кратчайшие сроки. Как только цепь включена, падение напряжения на компонентах становится постоянным, и через них все время протекает постоянный ток.

        Вернемся к реальности
        Практически никакая электронная или электрическая схема не ведет себя так, как наша вымышленная схема. Нет чисто резистивных компонентов (даже резисторы имеют некоторое реактивное сопротивление), нет идеальных источников напряжения и идеальных источников тока.Даже если резистивная цепь питается от источника постоянного напряжения или источника постоянного тока, она проходит через переходное состояние, прежде чем достигнет фиксированного стабильного состояния. Таким образом, все цепи и их компоненты при приложении напряжения или тока испытывают изменение напряжения или тока через них. Схема может достичь стабильного состояния только через некоторое время.

        Цепи постоянного тока и сигналы постоянного тока
        В широком смысле электрические сигналы можно разделить на сигналы постоянного и переменного тока. Любой источник напряжения или тока представляет собой двухполюсник с возможностью проведения тока в двух направлениях в любой цепи.Цепь постоянного тока — это цепь, в которой ток течет только в одном направлении от источника напряжения или тока, управляющего ею. Таким образом, сигналы постоянного тока можно определить как электрические сигналы с фиксированной полярностью, в которых напряжение и ток изменяются только в одном направлении. Нет обратной полярности или изменения направления тока через источник, управляющий цепью.

        На практике DC является обобщенным термином. Это может также относиться к компоненту постоянного тока электрического сигнала или поведению постоянного тока электрического или электронного компонента.Сигнал постоянного тока может иметь напряжение или ток, изменяющиеся со временем, но никогда не включает изменение полярности напряжения или изменение направления тока.

        Цепи переменного тока и сигналы переменного тока
        Источник напряжения, который подает напряжение, полярность которого постоянно меняется на противоположную, называется источником напряжения переменного тока. Точно так же источник тока, который подает ток, направление которого постоянно меняется, называется источником переменного тока. Цепь, питаемая от источника переменного напряжения или источника переменного тока, имеет переменную полярность напряжения и направление тока.Такие цепи, в которых напряжение и ток периодически изменяют направление, называются цепями переменного тока. Сигнал переменного тока можно определить как электрический сигнал, в котором полярность напряжения и направление тока периодически меняются. Напряжение и ток возрастают до пикового значения, падают до нуля в обратном направлении, снова поднимаются до пикового значения в противоположном направлении, а затем падают до нуля в обратном направлении. Это продолжается до тех пор, пока сигнал остается активным.

        Сигналы, цепи постоянного и переменного тока
        Изменение величины (и направления) напряжения и тока осуществляется во благо.Если сигналы не меняются со временем, они бесполезны. В конце концов, электроника — это обработка электрических сигналов. Цепи постоянного тока обрабатывают электрические сигналы, в которых напряжение и/или ток изменяются только в одном направлении. Цепи переменного тока обрабатывают электрические сигналы, в которых напряжение и ток не только изменяются по величине, но и продолжают попеременно изменять направление.

        Более сильное сопротивление току : Емкость и индуктивность
        Подобные электронные материалы и компоненты проявляют некоторое естественное сопротивление протеканию тока.Это определяется «сопротивлением». Они также выказывают сопротивление любому изменению величины и направления тока. Это определяется как «индуктивность». Индуктивность возникает из-за противоположного магнитного поля, индуцируемого в электронных материалах и компонентах в ответ на изменение или переменный ток.

        Точно так же электронные материалы и компоненты проявляют сопротивление току из-за противоположного электрического поля, индуцированного из-за удержания или накопления ими носителей заряда. Это определяется как «емкость.” Сопротивление сохраняется как в цепях постоянного, так и переменного тока, и поведение сигнала аналогично сигналам постоянного и переменного тока. Индуктивность и емкость показаны только для цепей переменного тока или цепей постоянного тока с пульсирующими сигналами постоянного тока. В цепях постоянного тока, включающих постоянные сигналы постоянного тока, индуктивность и емкость не имеют большого значения (и также нежелательны).

        В то время как сопротивление рассеивает электрическую энергию в виде тепла, индуктивность и емкость временно накапливают электрическую энергию в форме магнитного и электрического полей соответственно и снова возвращают ее в цепь в виде электрической энергии.Таким образом, нет потери энергии из-за индуктивности или емкости, в отличие от сопротивления.

        Емкость
        Емкость – это свойство электронного материала или компонента, благодаря которому он может временно накапливать в себе электрический заряд. Емкость определяется как количество заряда, хранимого электронным объектом на единицу вольт приложенной разности потенциалов.

        C = Q/V
        Где,
        C = емкость (в фарадах)
        Q = накопленный заряд (в кулонах)
        V = приложенное напряжение (в вольтах)

        Очевидно, что компонент с более высокой емкостью может накапливать большее количество заряда на единицу приложенного напряжения.Не все материалы или компоненты демонстрируют способность накапливать заряд в ответ на приложенную разность потенциалов. Некоторые специальные изоляционные материалы, которые могут поляризоваться в ответ на приложенную разность потенциалов, обладают емкостью. Такие электронные материалы называются диэлектрическими материалами или просто диэлектриками. К счастью, даже воздух или вакуум могут служить диэлектрической средой, поскольку они позволяют создавать электрическое поле между двумя проводниками в ответ на приложенное напряжение.

        Устройства, предназначенные для накопления заряда в виде электрического поля в ответ на приложенную разность потенциалов (напряжение), называются конденсаторами.Простейший конденсатор может представлять собой две металлические пластины (электроды), разделенные воздухом или вакуумом. Если две пластины закорочены, они представляют собой не что иное, как соединительный провод. Наличие между пластинами воздуха или вакуума, который является диэлектрической средой, делает всю эту установку способной накапливать электрический заряд при приложении некоторой разности потенциалов (напряжения).

        Таким образом, любой конденсатор представляет собой набор из двух электродов (проводящих материалов), разделенных диэлектрической средой. Единицей измерения емкости является фарад (кулон/вольт) в честь Майкла Фарадея.Свойство диэлектрической среды, определяющее накопленный в единице объема заряд при приложении единичного напряжения, называется ее диэлектрической проницаемостью. Диэлектрическая проницаемость свободного пространства или вакуума является константой, называемой абсолютной диэлектрической проницаемостью, и равна 8,85×10 -12 фарад/метр. Диэлектрическая проницаемость диэлектрической среды по отношению к абсолютной диэлектрической проницаемости называется ее относительной диэлектрической проницаемостью или диэлектрической проницаемостью. Емкость конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости используемой в нем диэлектрической среды, формы, размера и конструкции конденсатора.

        Единица измерения емкости
        Фарад слишком велик для выражения емкости стандартных конденсаторов. Итак, емкость стандартных конденсаторов выражается в кратных фарадах, таких как микрофарад (10 -6 Ф), нанофарад (10 -9 Ф) и пикофарад (10 -12 Ф).

        Анализ сигналов конденсаторов
        Конденсаторы предназначены для временного накопления заряда в цепи. Давайте сначала посмотрим на поведение конденсатора в цепи постоянного тока.Наиболее простой цепью постоянного тока с конденсатором может быть конденсатор, соединенный с источником напряжения через переключатель. Резистор (помните прокачивающие резисторы) может быть подключен параллельно конденсатору через другой переключатель для разрядки конденсатора.

        Первоначально на конденсаторе нет разности потенциалов, и предположим, что изначально в конденсаторе не накапливается заряд. Когда источник напряжения подключен к конденсатору, к конденсатору прикладывается разность потенциалов равного напряжения.В ответ на приложенное напряжение диэлектрическая среда конденсатора начинает поляризоваться и начинает накапливать заряд в виде электрического поля. Следующее уравнение дает заряд, который может храниться в конденсаторе:

        Q = CV

        Итак, ток через конденсатор определяется следующим уравнением:
        i = dQ/dt
        = d(CV)/dt
        = C dV/dt

        А напряжение на конденсаторе определяется следующим уравнением:
        dV = i/C . dt
        Итак, ∫dV =  1/C * ∫i.dt
        = 1/C * 0 t i.dt

        Зарядка конденсатора
        Напряжение на конденсаторе пропорционально накопленному им заряду и обратно пропорционально емкости конденсатора. Заряд не сохраняется мгновенно внутри конденсатора в ответ на приложенное напряжение. Когда на конденсатор подается напряжение, оно действует как короткое замыкание, и через конденсатор протекает максимальный ток. Ток через конденсатор уменьшается экспоненциально с накопленным им зарядом, а напряжение на нем увеличивается с той же скоростью.Ток через конденсатор прекращается, когда напряжение на конденсаторе становится равным и противоположным приложенному напряжению. Теперь конденсатор действует как разомкнутая цепь, и через него не протекает ток, в то время как на нем возникает равное и противоположное напряжение. Таким образом, ток протекает через конденсатор только до тех пор, пока напряжение на нем не изменится. Как только напряжение на конденсаторе становится постоянным (равным и противоположным приложенному напряжению), через него не протекает ток. Напряжение на конденсаторе сохраняется даже тогда, когда через него не протекает ток.Поскольку скорость изменения напряжения на конденсаторе пропорциональна току и обратно пропорциональна емкости, то чем больше емкость конденсатора, тем медленнее скорость изменения напряжения (нарастания напряжения) на нем.

        Разрядка конденсатора
        Когда на конденсаторе возникает одинаковое и противоположное напряжение, он полностью заряжается, сохраняя заряд, равный CV, и ток через него не течет. Теперь не будет никаких изменений тока или напряжения на конденсаторе до тех пор, пока не будет изменено или изменено приложенное напряжение.Таким образом, в цепи постоянного тока конденсатор полностью заряжается (экспоненциально) и в конечном итоге становится разомкнутой цепью. Теперь его нужно разрядить либо закоротив его клеммы, либо через продувочный резистор. В любом случае ток разряда протекает через конденсатор в направлении, противоположном направлению зарядного тока. Как и зарядный ток, разрядный ток изначально максимален и уменьшается экспоненциально. Напряжение на конденсаторе также экспоненциально уменьшается вместе с разрядным током.Разрядный ток прекращается, когда напряжение на конденсаторе падает до нуля.

        Конденсатор в цепи переменного тока
        Теперь предположим, что источником напряжения является переменный ток. В качестве источника синусоидального напряжения приложенное напряжение определяется следующим уравнением:
        В = В м sin(ωt)
        Где
        В = напряжение формы волны в момент времени
        В м = пиковое напряжение сигнал
        ω = частота сигнала
        t = момент времени

        Следующее уравнение даст ток через конденсатор: m cos(ωt), где I m = ω C V m
        = I m sin(ωt + 90°)

        Противодействие току конденсатора называется емкостным реактивным сопротивлением.Оно определяется следующим уравнением:
        X c = V/I
        = V м /I м ИЛИ V СКЗ /I СКЗ
        = 1/ωC ​​

        Таким образом, мы можем видеть, что ток через конденсатор в цепи переменного тока опережает напряжение на 90° или на 1/4 частоты. Когда приложенное напряжение возрастает до пикового значения, зарядка конденсатора и зарядный ток уменьшаются экспоненциально от максимального значения до нуля, в то время как напряжение на конденсаторе растет экспоненциально, увеличиваясь в соответствии с приложенным напряжением и противоположно ему.Так, при фазовом угле приложенного сигнала напряжения 90° (1/4 частоты сигнала) зарядный ток через конденсатор уменьшился до нуля (от максимума), а напряжение на конденсаторе возросло от нуля до пикового напряжения .

        Теперь, когда приложенное напряжение падает с пикового значения до нуля, через конденсатор протекает ток в обратном направлении, который возрастает от нуля до максимального значения. Напряжение на конденсаторе падает вместе с приложенным напряжением, уменьшаясь до нуля и, таким образом, разряжая конденсатор.Следовательно, при фазовом угле 180° сигнала приложенного напряжения (1/2 частоты сигнала) разрядный ток (здесь ток в обратном направлении из-за уменьшения приложенного напряжения) течет в противоположном направлении, возрастая от нуля до максимума. значение и напряжение на конденсаторе падает от пикового значения до нуля.

        Теперь сигнал приложенного напряжения меняет полярность, и приложенное напряжение возрастает от нуля до пикового значения в противоположном направлении. Это снова начинает заряжать конденсатор, увеличивая напряжение на конденсаторе, равное и противоположное пиковому напряжению (в обратном направлении), и уменьшая ток через конденсатор от пикового значения до нуля.Так, при фазовом угле приложенного сигнала напряжения 270° (3/4 частоты сигнала) напряжение на конденсаторе возрастает до пикового значения с противоположной полярностью, а ток через конденсатор, протекающий в противоположном направлении, падает до ноль от пикового значения (в обратном направлении).

        Теперь, когда приложенное напряжение падает с пикового значения до нуля в обратной полярности, ток течет через конденсатор в положительном направлении, увеличиваясь от нуля до пикового значения, а напряжение на конденсаторе (в обратной полярности) падает с пикового значения до нуля. .Это разряжает конденсатор. Таким образом, при фазовом угле 360 ° приложенного сигнала напряжения (завершение одного цикла сигнала переменного тока) напряжение на конденсаторе снова упало до нуля, разрядив конденсатор, и ток через конденсатор снова увеличился до пикового значения. в положительном направлении. Отклик конденсатора на переменный ток можно проиллюстрировать следующей диаграммой сигнала:

        График, показывающий напряжение и ток через конденсатор в цепи переменного тока (Изображение: Electronics-Tutorials).

        Поведение сигнала конденсатора можно резюмировать следующим образом:

        1) Конденсатор предназначен для временного накопления заряда в цепи, который он возвращает в цепь при разрядке. Накопленный заряд возвращается в виде разрядного тока в направлении, противоположном зарядному току.

        2) Всякий раз, когда приложенное к конденсатору напряжение в любом направлении увеличивается, конденсатор заряжается. Ток через него экспоненциально уменьшается, а напряжение на нем экспоненциально растет, пока не сравняется с приложенным напряжением.При зарядке напряжение на конденсаторе развивается противоположно приложенному напряжению, а ток через него всегда направлен в направлении приложенного напряжения (и противоположно напряжению, развиваемому на конденсаторе).

        3) Всякий раз, когда приложенное к конденсатору напряжение в любом направлении уменьшается, конденсатор разряжается. Ток через него экспоненциально увеличивается, а напряжение на нем экспоненциально уменьшается до тех пор, пока конденсатор не разрядится полностью или не разрядится до минимального уровня в зависимости от падения приложенного сигнала.При разрядке напряжение на конденсаторе развивается в направлении первоначально приложенного напряжения, а ток через него всегда в направлении, противоположном первоначально приложенному напряжению (зарядному напряжению).

        4) Ток протекает через конденсатор до тех пор, пока приложенное к нему напряжение не изменится. При повышении напряжения конденсатор заряжается, а при понижении напряжения конденсатор разряжается. Напряжение на конденсаторе сохраняется, даже если через него не протекает ток, до тех пор, пока он не разрядится из-за уменьшения приложенного напряжения, или разрядится через резистор (или нагрузку), или за счет короткого замыкания.

        5) В цепи переменного тока или в ответ на сигнал переменного тока ток через конденсатор всегда опережает напряжение на нем на 90°. Ток через конденсатор зависит не только от емкости и скорости изменения напряжения, но и от частоты подаваемого сигнала.

        6) Противодействие тока конденсатора (емкостное реактивное сопротивление) обратно пропорционально его емкости, а также частоте приложенного напряжения. Чем выше емкость конденсатора, тем меньше его емкостное реактивное сопротивление.Аналогично, чем выше частота сигнала приложенного напряжения, тем меньше его емкостное сопротивление. Для постоянного сигнала постоянного тока конденсатор действует как разомкнутая цепь после зарядки до пикового уровня. Таким образом, конденсатор можно использовать для блокировки сигналов постоянного тока или компонентов постоянного тока электрических сигналов. Точно так же из-за зависимости емкостного сопротивления от частоты конденсаторы можно использовать для фильтрации частот сигнала переменного тока.

        7) Так как конденсаторы временно хранят заряд, они используются в электрической памяти.

        В следующей статье мы обсудим различные типы конденсаторов и их применение.


        Filed Under: Featured Contributions

         


        Советы по питанию № 50. Избегайте этих распространенных ловушек с алюминиевыми электролитическими конденсаторами

        Примечание. Для просмотра PDF-версии этой статьи щелкните здесь.

        Алюминиевые электролитические конденсаторы

        остаются популярным выбором в источниках питания из-за их низкой стоимости. Однако они имеют ограниченный срок службы и чувствительны как к высоким, так и к низким температурам.

        Алюминиевые электролитические конденсаторы состоят из фольги, расположенной на противоположных сторонах бумаги, пропитанной электролитом. Этот электролит испаряется в течение срока службы конденсатора, изменяя его электрические свойства. Если конденсатор выходит из строя, это может быть впечатляющим, поскольку в конденсаторе нарастает давление, заставляя его выпускать горючий и коррозионно-активный газ.

        Скорость испарения электролита сильно зависит от температуры конденсатора. При снижении рабочей температуры на каждые 10 градусов по Цельсию срок службы конденсатора увеличивается в два раза.Срок службы конденсаторов обычно указывается при их максимальной номинальной температуре. Типичный рейтинг может составлять 1000 часов при температуре 105 градусов по Цельсию.

        Выбор этих конденсаторов для использования в устройствах с длительным сроком службы, таких как светодиодная лампа, показанная на рис. Для достижения полного срока службы в 25 000 часов этому конденсатору требуется температура не выше 65 градусов по Цельсию.

        Рисунок 1 Этот конденсатор с температурой 105°C, вероятно, не прослужит 23 года, как заявлено.

        Это особенно сложно, так как температура окружающей среды в таких приложениях может превышать 125 градусов по Цельсию. Доступны конденсаторы, рассчитанные на более высокие температуры, но в большинстве случаев алюминиевый электролитический конденсатор будет ограничивающим срок службы компонентом сменных светодиодных ламп.

        Эта зависимость от температуры жизни фактически влияет на то, как следует снижать напряжение на конденсаторе. Ваша первая мысль может состоять в том, чтобы увеличить номинальное напряжение конденсатора, чтобы свести к минимуму вероятность пробоя диэлектрика.Однако это может привести к конденсатору с более высоким эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR). Поскольку конденсатор, как правило, имеет высокую нагрузку пульсирующего тока, это более высокое сопротивление приводит к дополнительным внутренним потерям мощности и повышению температуры конденсатора. Интенсивность отказов увеличивается с повышением температуры. На практике алюминиевые электролитические конденсаторы обычно используются примерно при 80% их номинального напряжения.

        Низкая температура с этими конденсаторами может привести к значительному увеличению ESR, как показано на рис. 2.В этом случае сопротивление может возрасти на порядок при -40 градусах по Цельсию. Это влияет на производительность источника питания несколькими способами. При использовании конденсатора на выходе импульсного источника питания пульсации выходного напряжения увеличиваются на порядок. Это также влияет на контур управления, повышая коэффициент усиления контура на порядок выше на частотах выше нуля, образованных ESR и выходной емкостью. Это может привести к нестабильному источнику питания с колебаниями.Чтобы приспособиться к этому большому изменению, контур управления обычно сильно скомпрометирован для работы в помещении и при более высоких температурах.

        Рисунок 2 ESR значительно ухудшается при низких температурах.

        Подводя итог, можно сказать, что алюминиевые электролитические конденсаторы обычно являются самым дешевым вариантом. Однако вам необходимо определить, не окажут ли их недостатки негативное влияние на их применение. Вы должны учитывать ожидаемую продолжительность их жизни в зависимости от их рабочей температуры.И вам нужно правильно снизить их напряжение, чтобы вы могли добиться самого крутого подхода к работе и максимизировать срок службы.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.