Ano ang isang kapasitor at kung ano ito para sa?

Kahulugan

Ang salitang condenser ay nagmula sa Latin na "condensatio", na isinasalin bilang "akumulasyon". Sa pisika, ang term na ito ay ginagamit upang ilarawan ang isang buong angkop na lugar ng mga de-koryenteng produkto na ang layunin ay upang gumana bilang isang aparato sa imbakan ng enerhiya. Ang halaga ng naka-imbak na enerhiya ay nakasalalay sa kapasidad at parisukat ng boltahe sa mga plato nito, na hinati ng 2. Bukod dito, ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan lamang nito sa panahon ng singil. Ngunit unang bagay muna.

E = (CU²)/2

Sa simpleng mga term, ang isang kapasitor ay isang aparato na maaaring mag-imbak ng enerhiya sa larangan ng kuryente. Sa pinakasimpleng bersyon, binubuo ito ng dalawang conductor (plate), na pinaghiwalay ng isang dielectric. Sa figure sa ibaba makikita mo ang isang pinasimple na diagram ng panlabas na aparato ng isang flat capacitor. Ang simbolo sa diagram ay kumakatawan sa 2 tampok na 8 mm ang taas, sa layo na 1.5 mm mula sa bawat isa.

Prinsipyo ng operasyon

Ngayon alam natin kung paano ipinahiwatig ang elementong ito sa mga diagram, kailangan nating isaalang-alang ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng kapasitor. Kapag ang mga plato ng kapasitor ay konektado sa isang mapagkukunan ng kuryente, ang mga singil ng kuryente mula sa positibo at negatibong mga terminal ng IP ay dumadaloy sa mga plato, na natipon sa mga ito.

Ang electric kasalukuyang ay nagambala pagkatapos na singilin ang kapasitor sa nominal na kapasidad, dahil mayroong isang dielectric layer sa pagitan ng mga plato, hindi ito maaaring magpatuloy nang tuluy-tuloy. Kapag naka-off ang pinagmulan ng kuryente, mananatili ang mga singil sa kapasitor, na nangangahulugang mananatili ang boltahe sa mga terminal nito.

Ang mga singil na natipon sa bawat plato ay kabaligtaran. Alinsunod dito, ang takip na konektado sa positibong terminal ng power supply ay sisingilin nang positibo, at ang isa na konektado sa negatibong terminal ay negatibo. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng produktong ito ay batay sa pang-akit ng kabaligtaran na singil sa isang electric circuit.

Sa mga simpleng salita, i-save ng capacitor ang enerhiya na inilipat mula sa pinagmulan ng kuryente - ito ang layunin nito. Gayunpaman, sa pagsasanay mayroong iba't ibang mga pagkalugi at tagas.

Kawili-wili! Ang Leiden Bank ay isang prototype ng mga modernong capacitor na ipinanganak noong 1745. Ang aparato na ito ay nag-iipon ng enerhiya at kunin ng mga sparks kapag ang mga plato nito ay sarado. Ang hitsura at disenyo na nakikita mo sa ibaba.

At sa figure sa ibaba makikita mo ang pagtatayo ng pinakasimpleng flat kapasitor - dalawang plato na pinaghiwalay ng isang dielectric:

Dahil ang capacitance ay direktang proporsyonal sa lugar ng mga plato at inversely proporsyonal sa distansya sa pagitan nila, upang madagdagan ang kapasidad, ang mga inhinyero ay nakabuo ng maraming iba pang mga anyo ng mga capacitor.Halimbawa, ang nakabalot na mga plate ng spiral - kaya ang kanilang lugar ay naging maraming beses na mas malaki sa parehong pangkalahatang sukat, pati na rin ang cylindrical at spherical solution.

Ang isa sa mga batas ng paglilipat ay nagsasabi na ang boltahe sa mga plate ng capacitor ay hindi maaaring magbago bigla, tulad ng inilalarawan ng sumusunod na miniature.

Mga Pananaw

Ang mga capacitor ay maaaring maiuri ayon sa iba't ibang pamantayan.

Sa pamamagitan ng matatag na kapasidad:

• Permanenteng.
• Mga variable Ang kanilang kapasidad ay maaaring mabago nang manu-mano sa pamamagitan ng operator (gumagamit) ng aparato, o sa ilalim ng impluwensya ng boltahe (tulad ng sa varicaps at varicondas).

Sa pamamagitan ng polaridad ng inilapat na boltahe:

• Non-polar - maaaring gumana sa alternating kasalukuyang mga circuit.
• Polar - kapag konektado ang boltahe ng maling polaridad, nabigo sila.

Depende sa kung saan ginagamit ang mga sangkap na ito, ang iba't ibang mga pagpipilian ay nakikilala sa pamamagitan ng materyal:

• Ang papel at papel ay pangkaraniwan sa maraming karaniwan sa mga oras ng Sobyet na mga capacitor sa anyo ng mga hugis-parihaba na mga brick na may mga marka tulad ng "MBHCH". Ang hitsura ng ganitong uri ng capacitor na nakikita mo sa ibaba. Hindi sila polar.
• Keramik - madalas nilang i-filter ang ingay na mataas na dalas, at pinapayagan ka ng kamag-anak na permittivity na gumawa ng mga sangkap ng multilayer na may kapasidad na maihahambing sa electrolytes (mahal), hindi sensitibo sa polaridad.
• Pelikula - ipinamamahagi sa anyo ng mga brown pad, mura, ginagamit sa lahat ng dako. Nailalarawan sa pamamagitan ng mababang pagtagas kasalukuyang, maliit na kapasidad, mataas na boltahe ng operating at pagiging insensitivity sa polarity ng inilapat na boltahe.
• Sa pamamagitan ng isang dielectric na hangin. Ang pinakamahusay na halimbawa ng tulad ng isang elemento ay isang pag-tune kapasitor ng isang resonant circuit mula sa isang tatanggap ng radyo, ang kapasidad ng mga naturang elemento ay maliit, ngunit ito ay maginhawa upang mapagtanto ang pagbabago nito.
• Elektrolisis - ito ang mga elemento sa anyo ng mga barrels, madalas na nai-install ang mga ito bilang isang filter ng mga pulsations ng network sa power supply. Ang disenyo at prinsipyo ng operasyon ay posible upang makakuha ng isang malaking kapasidad na may isang maliit na sukat, ngunit sa paglipas ng panahon maaari silang matuyo, mawalan ng kapasidad o pamamaga. Kung paano tumingin ang mga produktong ito sa mabuting kondisyon na nakikita mo sa ibaba. Bilang isang dielectric, ginagamit ang isang manipis na layer ng metal oxide. Kung ang power supply ay gumagamit ng mga capacitor na may isang dielectric mula sa AL₂O₃ - tinatawag na "Mga electrolyte ng aluminyo", kung gayon para sa trabaho sa mga high-frequency circuit - gumamit ng tantalum (Ta₂0₅ - nalalapat din sila sa mga electrolytes) na mga capacitor, dahil mayroon silang mas kaunting pagtagas kasalukuyang, mas malaki ang pagtutol sa mga panlabas na impluwensya, hindi katulad ng mga naunang aluminyo.
• Polymer - nakayanan ang malalaking mga pulsed na alon, gumana sa mababang temperatura

Mga Pangunahing Pagtukoy

Kung nag-aayos ka o nakabuo ng isang elektronikong aparato, kakailanganin mong pumili ng naaangkop na kapasitor upang mapalitan ang nabigo. At para dito kailangan mong makilala ang pangunahing mga teknikal na katangian ng kapasitor, kung saan nakasalalay ang operasyon nito sa electric circuit.

Na-rate na kapasidad. Nailalarawan nito ang pangunahing layunin ng sangkap - anong uri ng singil na maiimbak nito. Ang pangunahing katangian ay sinusukat sa farads [f]. Gayunpaman, ang tulad ng isang yunit ng pagsukat ay napakalaking, samakatuwid, ang mga pagbabahagi ay ginagamit:

• Milifarads, mF - 0, 001 F (10^-3);
• Microfarads, microfarads - 0, 000 001 F (10^-6);
• Nanofarads, nF - 0, 000 000 001 F (10^-9);
• Mga Picofarads, pF - 0, 000, 000, 001 F (10^-12).

Ang rate ng boltahe ay ang boltahe kung saan maaaring garantisado ang kapasitor upang gumana sa normal na mode. Kung ang halaga na ito ay lumampas, ang isang pagkasira ng dielectric ay malamang. Maaari itong mula sa mga yunit ng volts (para sa electrolytes) at hanggang sa libu-libong volts (film at keramika). Kapag nag-aayos, ang halagang ito ay hindi dapat mas mababa kaysa sa isang nabigo, mas mataas - posible!

Pagka-tolerance ng deviation - kung magkano ang aktwal na kapasidad ay maaaring magkaiba sa ipinahayag na nominal na kapasidad. Maaari itong umabot sa 20-30%, ngunit mayroon ding mga modelo ng high-precision na may pagpapahintulot ng hanggang sa 1% - para magamit sa mga circuit kung saan kinakailangan ang espesyal na kawastuhan.

Ang koepisyent ng temperatura ng capacitance - ang parameter na ito ay mahalaga para sa mga electrolyte. Sa mga capacitor ng aluminyo, kapag bumababa ang temperatura, bumababa ang kapasidad at tumataas ang resistensya ng elektrikal (sa ESR)

Ang ESR - katumbas ng serye ng paglaban, ay mahalaga rin para sa mga electrolyte. Sa simpleng mga term - mas malaki ito, ang mas masahol pa. Sa namamaga na condor, tumataas ang ESR.

Sa talahanayan sa ibaba makikita mo ang pinapayagan na mga halaga ng ESR para sa iba't ibang mga rate ng capacitances at voltages

Saan at para sa kung ano ang inilalapat

Gayunpaman, sasagutin natin ang tanong na "ano ang dinisenyo ng kapasitor?" mula sa isang praktikal na pananaw. Upang gawin ito, isaalang-alang ang ilang mga scheme.

Ang mga elektroniko na capacitor ay pinaka-malawak na ginagamit bilang na nabanggit na filter ng ripple ng network sa mga power supply. Ipinapakita sa diagram sa ibaba kung saan naka-install ang electrolyte. Ang mas malaki ang pagkarga, mas malaki ang kapasidad ng electrolyte na kinakailangan upang pakinisin ang ripple.

Ang susunod na lugar kung saan ginagamit ang mga capacitor ay mataas at mababang pass filters. Ang diagram sa ibaba ay nagpapakita ng mga karaniwang pagkakasundo. Sa gayon, sa mga nagsasalita, bass, kalagitnaan at mataas na mga dalas ay pinatuyo sa mga nagsasalita nang walang paggamit ng mga aktibong sangkap.

Ang mga suplay ng kuryente ng ballast ay madalas na ginagamit upang singilin ang mga maliliit na baterya at mga aparatong mababa ang lakas, tulad ng mga murang LED bombilya, radio, at iba pa. Ang isang capacitor ng pelikula ay naka-install sa serye na may aparato ng supply, na nililimitahan ang kasalukuyang dahil sa reaksyon nito - ito ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng tulad ng isang simpleng circuit.

Ang mga snabber ay mga aparato na idinisenyo upang protektahan ang mga switch ng semiconductor at i-relay ang mga contact mula sa paglipat ng mga naglo-load. Sa modernong pulsed high-frequency PSUs, ang mga snubber mula sa isang risistor at capacitor ay ginagamit, sa gayon pinapabuti ang pangunahing mga parameter sa circuit at binabawasan ang pag-load sa mga susi, pati na rin ang pagkawala ng kuryente sa pag-init nito. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng snubber ay upang pabagalin ang mga harapan ng paglago at pagkabulok ng boltahe sa susi dahil sa paggamit ng patuloy na oras ng singil ng kapasidad.

Konklusyon

Sinuri namin kung ano ang isang kapasitor, kung paano ito idinisenyo at kung ano ang gumaganap nito. Para sa isang mas malalim na pag-aaral, kailangan mong makilala ang mga uri ng mga capacitor at ang kanilang mga praktikal na tampok sa iba't ibang mga circuit at application. Kaya, halimbawa, sa mga kaso kung saan kinakailangan ang espesyal na kawastuhan sa pagpapatakbo at pagiging maaasahan, ang mga low-ESR electrolyte o tantalum electrolyte ay ginagamit, habang walang natatanging pagkakaiba sa filter sa rectifier kung ano ang ilalagay.

Sa huli, inirerekumenda namin ang panonood ng mga kapaki-pakinabang na video sa paksa ng artikulo:

Basahin din:

• Ano ang mga conductor, semiconductors at dielectrics
• Ano ang electric capacity
• Mga pamamaraan para sa pagtukoy ng kapasidad ng isang capacitor