In kondensator is in elektroanyske komponint dat brûkt wurdt om elektryske enerzjy op te slaan.
Capacitors wurde makke fan twa metalen platen skieden troch in isolator, meastal in dielectric, en kin opslaan in lading foar in perioade fan tiid.
Se wurde brûkt yn in grut ferskaat oan elektroanyske circuits en kinne brûkt wurde om te filterjen of bewarje enerzjy en kinne ek brûkt wurde om te bouwen ienfâldige oscillator circuits.
Yn dit artikel sille wy beprate wat in capacitor is, wat it wurdt brûkt foar, en hoe't it wurket.
Wat is in kondensator?
In kondensator is in elektryske komponint dat enerzjy opslacht yn 'e foarm fan in elektryske lading. It bestiet út twa conductive platen befette binnen in dielektrysk materiaal (isolearjend materiaal). As ferbûn mei in krêftboarne, wurde de platen opladen en elektryske enerzjy wurdt opslein yn it dielektrike materiaal. Dizze opsleine enerzjy kin dan frijlitten wurde as it nedich is, wêrtroch it kin wurde brûkt foar in oantal tapassingen.
Capacitors komme yn in protte foarmen, maten en materialen - alles ôfhinklik fan harren doel. It meast foarkommende type kondensator is bekend as in filmkondensator - dit brûkt tinne lagen plestik of keramyk as it diëlektrysk materiaal, mei tinne geleidende metalen strips bekend as 'elektroden' oan beide kanten. Dizze soarten kondensatoren wurde in protte brûkt yn elektroanika fanwege har lege kosten en duorsume eigenskippen.
Kondensatoren wurde ek brûkt yn oare tapassingen, lykas motoren en stroomfoarsjenningen, wêr't se helpe om spanning te regeljen of lûd en ynterferinsje te filterjen dy't unregelmjittige prestaasjes kinne feroarsaakje of komponinten yn 'e line kinne skea. As elektroanika wurdt hieltyd komplekser, capacitors spylje in noch wichtiger rol binnen dizze systemen; helpe by it behâlden fan presys stromstromen by it wikseljen fan operaasjes of it leverjen fan buffering tsjin hommelse feroarings yn spanningsnivo's fan eksterne boarnen.
Soarten capacitors
Capacitors komme yn in oantal soarten, maten en stilen. Guon kondensatoren wurde brûkt yn hege-ein audiosystemen, wylst oaren wurde brûkt yn kompjûters as thúsfeiligenssystemen. Se tsjinje allegearre itselde basisdoel; se bewarje elektryske enerzjy as stroom wurdt frijlitten en jouwe dy enerzjy werom as de stroom ophâldt. Soarten omfetsje de folgjende:
Keramyske kondensators: Dizze binne typysk lyts en komme foarsoldere op circuitboards. Se hawwe in dielektrikum makke fan keramysk materiaal en wurde normaal brûkt foar elektroanika op leech nivo, lykas radiofrekwinsje ynterferinsje (RFI) Filters of bypass circuits.
Elektrolytyske kondensatoren: Dizze wurde gewoanwei oantsjutten as polarisearre kondensatoren, om't se in negative anode-terminal hawwe, in positive katode-terminal en elektrolytoplossing binnen it kondensatorlichaam dy't in gruttere kapasitorkapasiteit mooglik makket. Se wurde typysk fûn yn macht foarrieden, filters, timing circuits en in protte oare punten fan macht regeling.
Tantaalkondensatoren: Makke fan tantaalokside, dizze kondensatoren brûke in diëlektrikum yn fêste steat (ynstee fan floeibere elektrolyt). Dit jout har bettere temperatuerprestaasjes yn ferliking mei elektrolytyske kondensatoren, lykas ferbettere stabiliteit oer tiid en bettere gearhing tusken batchprodukten.
Film / papierkondensator: Dit type is konstruearre mei metallisearre film as papier dat fungearret as in isolator tusken twa aluminiumfolieplaten dy't elektroden mei hege oerflak meitsje, sadat it mear elektryske lading kin opslaan. Faak brûkt wêr't tolerânsje foar elektryske steuringen fereaske is fanwegen har fermogen om surge streamingen te wjerstean feroarsake troch arcing of spark oerspanningsomstannichheden.
Supercapacitor / Ultracapacitor: Ek bekend as supercap / ultra cap of elektrogemyske dûbele-laach-kondensator (EDLC), dit type hat heul grutte opslachkapasiteiten (algemien heger as in protte oare soarten) mei ferbettere úthâldingsfermogen (oant hûnderttûzenen syklusen). It is ûntworpen foar dy applikaasjes dy't grutte hoemannichten enerzjy op fraach fereaskje, lykas backupsituaasje foar datasintra wêr't sekonden telle foardat immen in oare machtboarne mei de hân kin ynskeakelje.
Gebrûk fan in capacitor
Kondensatoren binne in basis elektryske komponint dy't in wichtige rol spilet yn in ferskaat oan tapassingen. Se wurde faak brûkt om elektryske enerzjy op te slaan, filters te meitsjen en yn timing circuits. Se wurde ek brûkt yn auto-audiosystemen lykas konsuminteelektronika. Litte wy nei guon fan 'e gebrûk fan in kondensator yn mear detail sjen.
Stromforsyning smoothing
Kondensatoren kinne brûkt wurde om filterjen te leverjen yn in stroomfoarsjenningskring en helpe om in flüssigere DC-spanning te meitsjen. Dit wurdt faak sjoen yn circuits dy't brûke mains power supplies, dêr't rectification feroaret de AC yn pulsed DC. In elektrolytyske kondensator is normaal ferbûn oer de útfier fan 'e likrichter as in glêd elemint foar de stroomfoarsjenning. De kondensator laadt fluch, en hâldt wat fan syn lading, sadat it helpt om alle pulsen fan 'e likrichter te glêdjen en in stabiler spanning leveret om oare komponinten te fieden. Hoe heger de kapasitânsje, of opslachkapasiteit, yn in kondensator, de mear glêdende effekt sil d'r wêze, om't it mear enerzjy kin absorbearje foardat it opladen is. Yn dizze applikaasje ferminderje kondensators mei hegere wearde fluktuaasjes, lykas rimpelingen yn spanningsnivo's en spanningspikes feroarsake troch loadwizigingen, en jouwe stabiliteit oan fierdere eleminten binnen it circuit fan in applikaasje.
Signalbehear
Kondensatoren wurde in protte brûkt yn sinjaalferwurking en elektroanyske kommunikaasje. Se binne essensjele komponinten yn 'e measte elektroanyske circuits, fanwegen har fermogen om enerzjy op te slaan en frij te meitsjen.
Yn sinjaalferwurking kinne kondensatoren brûkt wurde foar har fermogen om lûd te ferminderjen en net winske frekwinsjes of sinjalen te filterjen. De beskerming fan sinjalen tsjin lûd wurdt smoothing of low-pass filtering neamd, en wurdt algemien berikt troch it brûken fan kondensatoren.
Yn elektroanyske kommunikaasje kin in kondensator brûkt wurde om in elektrysk sinjaal fan de iene foarm nei de oare te transformearjen sûnder de frekwinsje te feroarjen. Dit proses stiet bekend as keppeling as spanningsferfier, en kondensators wurde ek faak brûkt foar dit doel yn radio-ûntfangers en -stjoerders. Derneist fungearje kondensatoren as ûnderdiel fan hege passfilters, dy't leechfrekwinsjesinjalen ferwiderje, wylst hegere lâns it paad trochjaan.
Capacitors wurde ek faak brûkt yn aktive analoge filters: se bepale de frekwinsje antwurd fan in filter troch it ynstellen fan syn cutoff frekwinsje. As sadanich spylje se in krúsjale rol by it kontrolearjen fan audiosinjalen by it ûntwerpen fan muzykapparatuer lykas fersterkers of mingkonsoles.
Timing
Timing is in gewoan gebrûk fan kondensatoren. Yn deistige circuits wurde wjerstannen normaal brûkt foar timing. Yn situaasjes mei hege spanning of hege frekwinsje kinne lykwols faaks yn plak fan kondensatoren brûkt wurde. It is faak foardielich om kondensatoren te brûken foar timing, om't se macht net sa fluch ferdwine as wjerstannen en kinne hegere spanningen omgean mei minder risiko op flaters.
Neist it leverjen fan in feilige en effisjinte manier foar it kontrolearjen fan spanning en stroom yn in sirkwy, wurde kondensatoren ek brûkt om krêft te leverjen op bepaalde gegevenspunten foar komponinten lykas LED's of transistors dy't mooglik pulsen fan stroom nedich binne as se binne aktivearre. Dit kin helpe om it sinjaal te fersterkjen dat troch de komponint ferstjoerd wurdt, sadat it fierder reizget sûnder enerzjy of yntegriteit te ferliezen.
Kondensatoren wurde ek wiidweidich brûkt yn audio-apparatuer om sinjalen út te filterjen en ferfoarming te ferminderjen, wylst se noch nuttige ynformaasje tastean, hoewol mei minimale lûd-ynterferinsje. Lykas earder neamd, wurde se ek gewoanlik pleatst oer sprekkersterminals om te helpen tafallige koartslutingen te beheinen, wylst se ek in even loadferdieling behâlde op 'e fersterkerútfierstappen.
As se kreatyf brûkt wurde en mei begryp fan elektrisiteit, hawwe kondensatoren in geweldige kapasiteit om ladingstream te foarmjen - wêrtroch yngenieurs ongelooflijk komplekse audiosystemen kinne ûntwikkelje tsjin minimale kosten.
Common applikaasjes
Kondensatoren binne elektryske komponinten dy't faak brûkt wurde yn in ferskaat oan tapassingen. Har fermogen om enerzjy op te slaan meitsje har essensjele komponinten fan systemen dy't in fêste oanbod fan enerzjy oer in perioade fan tiid fereaskje. Se wurde brûkt yn in protte tapassingen, ynklusyf stroomfoarsjenningen, motoren, audiosystemen, HVAC-systemen en mear. Yn dit artikel sille wy guon fan 'e meast foarkommende kondensatorapplikaasjes ûndersykje.
motors
Motors brûke kondensatoren om de snelheid fan 'e motor te kontrolearjen of it opstartkoppel te ferbetterjen. Dit wurdt dien troch it jaan of fuortheljen fan in faze oan de elektryske motor windings. Wurdt brûkt yn driuwfearren mei fariabele frekwinsje, stroomfoarsjenningen en oare tapassingen, kondensatoren kinne spanning as stroom oanpasse yn pulsearre loads en foarkomme dat enerzjy fergriemd wurdt troch net winske enerzjy te fersprieden fan krêftsystemen. Yn streamingen ûnder middelfrekwinsjemotoren wurde grutte kondensatorwearden normaal brûkt oan beide úteinen fan 'e motor foar it útfieren fan fazekompensaasjekondensatorbanken om it harmoniske effekt fan hjoeddeistige weagen te ferleegjen feroarsake troch de net-lineêre lading fan in converter
ferljochting
Kondensatoren kinne brûkt wurde om ljochtsystemen fan alle maten te betsjinjen en te regeljen. Yn elektroanyske ballasts wurde se brûkt om de stroomstream te kontrolearjen en it opstartproses foar fluorescent ljochten en ferljochting mei hege yntinsiteit te fersnellen. Se helpe ek it flikkerjen fan ljochten te ferminderjen. Yn transistorisearre circuitsystemen behâlde kondensatoren in trochgeande elektryske stroom, en helpe om te soargjen dat de ljochten ferljochte bliuwe. Derneist biede se beskerming tidens spanningspieken troch it ferminderjen fan de elektryske lading op ferljochtingsarmaturen yn sawol binnen- as bûtenynstellingen.
Automotive
Kondensatoren foar auto's binne benammen wichtich om't se ferantwurdlik binne foar it helpen fan it elektryske systeem fan in auto's te ferminderjen en te kompensearjen foar inkonsistinsjes yn 'e stream fan elektrisiteit, wat gewoan is yn in protte auto's. Autokondensatoren bewarje enerzjy om krêft te leverjen oan de alternator of startermotor fan 'e auto as it nedich is. Dizze enerzjy wurdt brûkt om spanningspikes te neutralisearjen dy't ûntstien binne as de hjoeddeistige fraach de kapasiteit fan 'e batterij of alternator grutter is. Autokondensatoren kinne ek brûkt wurde yn audiosystemen, it kontrolearjen fan streamingen binnen fersterkers en sprekkers. Troch spanningsfluktuaasjes te glêdjen, helpe autokondensatoren de batterijlibben te ferlingjen en de spanning op oare elektryske komponinten te ferminderjen.
Capacitor Feiligens
Feiligens moat altyd in topprioriteit wêze as jo wurkje mei in kondensator. Kondensatoren bewarje enerzjy en moatte mei soarch behannele wurde wylst se wurde opladen of ûntslein. Yn dizze paragraaf sille wy gean oer de feiligens rjochtlinen te brûken by it wurkjen mei in capacitor en beprate mooglike risiko 's ferbûn mei it.
It foarkommen fan koarte broek
By it brûken fan kondensatoren is it wichtich om it potinsjeel foar koarte broek yn gedachten te hâlden fanwegen it feit dat se elektryske komponinten binne. Shorts komme foar as in kondensator himsels koartslutt. Wylst koarte broek kin wurde feroarsake troch manufacturing defekten of oare eksterne faktoaren, de measte shorts wurde feroarsake troch ferkeard gebrûk fan capacitors.
Om koarte broek te foarkommen, moatte jo altyd foarsoarchsmaatregels nimme mei kondensatoren. De folgjende metoaden sille jo helpe om kondensatorfeiligens te behâlden:
1) Nea ûnderlizzende kondensatoren oan tefolle stress of spanning troch se te oerladen;
2) Lit kondensatoren net foar lange perioaden yn in oerladen steat litte;
3) Altyd passende montagetechniken en / of metoaden brûke dy't skokisolaasje garandearje;
4) Net ferbine twa ferskillende polarities tegearre as dit koe feroarsaakje arcing en mooglik skea oan de capacitor;
5) Ynspektearje kwalifisearre komponinten of materialen (lykas isolaasjematerialen) om te soargjen dat der gjin mankeminten binne foar ynstallaasje;
6) Soarch omtinken foar laden easken - ôftwinge fermindere laden as it mooglik is en adekwate montagetechniken foar alle komponinten ôftwinge; en
7) Wês bewust dat standby-spanningen in stroomstream sille feroarsaakje troch it heule circuit, wat mooglik kondensatorstandertwurdearrings kin beskeadigje as it net kontrolearre wurdt.
Troch dizze foarsoarchsmaatregels te nimmen, kinne brûkers helpe om feilich gebrûk te behâlden en te foarkommen dat gefaarlike situaasjes foarkomme fanwege koartslutingen of oare problemen mei har kondensatoren. It is wichtich om te betinken dat feiligens altyd in topprioriteit is as jo wurkje mei elektroanika en foaral mei alles wat elektrisiteit oanbelanget!
Discharge capacitors
It is heul wichtich om te soargjen dat kondensatoren goed wurde ûntslein by it behanneljen of ferfangen se. Om in feilige ûntlading út te fieren, ferbine in wjerstân fan 1k ohm nei 10k ohm tusken elke terminal fan 'e kondensator en grûn. De spanning oer de kondensator sil fluch ferdwine sûnder arcing of it generearjen fan vonken, wêrtroch feilige ferfanging of ôfhanneling mooglik is.
Jo moatte ek ûnthâlde om heechspanningskondensatoren goed te ûntladen foardat jo ôffiere. As jo dizze komponinten net feilich ûntlade, kinne se in elektrysk gefaar foarmje en sels in brân begjinne! It ûntladen fan dizze komponinten omfettet it heakjen fan in isolearre draad tusken twa terminals op 'e komponint en it dan oer ferskate minuten te ûntladen. Wês wis dat jo in feiligensbril drage by it útfieren fan dizze proseduere om jo eagen te beskermjen tsjin vonken dy't ûntstien binne tidens it ûntslachproses.
Disposing fan capacitors
By it ferwiderjen fan kondensatoren is it wichtich om de juste foarsoarchsmaatregels te nimmen foar sawol feiligens as miljeubeskerming. Om't kondensatoren mooglike gifstoffen befetsje kinne, lykas lead, barium en oare metalen, moatte jo foarkomme dat jo dizze items yn gewoane jiskefet of stoartplakken dumpen. Ynstee dêrfan soene se op in miljeufreonlike manier moatte wurde ôffierd troch in gaadlik recycling-sammelsintrum te finen as in leveransier dy't spesjalisearre is yn it fuortheljen fan gefaarlike materialen.
It is wichtich om te soargjen dat alle kondensatoren noch in lading hâlde foardat se wurde ferwidere - sels as se wurde bestimpele as "deade" kondensatoren. Capacitors kinne behâlde oerbleaune ladingen en meie discharge doe't behannele; dêrom moatte jo foarsichtich wêze by it behanneljen fan se oant jo se hawwe ûntslein. Om feilich te ûntlêsten de capacitor, do silst nedich in isolearre schroevendraaier lang genôch te hâlden dyn hân werom út de terminals, sadat de spanning net arc springe jo grip. Sadree't opladen kondensatoren binne ûntslein, ferwiderje alle losse isolaasje mei tangen of draadknipers en wikkel dan om isolators foardat se goed ôffiere.
Konklúzje
Ta beslút, capacitors binne essinsjele komponinten yn alle elektryske sirkwy. Se wurde brûkt om enerzjy op te slaan, lûd te filterjen en in stroomboarne te leverjen foar AC-sirkels. Kondensatoren komme yn in ferskaat oan foarmen en hawwe in breed oanbod fan tapassingen. Begryp fan 'e basis fan kondensatoren sil jo helpe om de juste komponinten foar jo projekt te identifisearjen.
Gearfetting fan capacitor basics
Om de basis fan 'e kondensator te gearfetsje, is in kondensator in elektryske komponint dy't bestiet út twa liedende platen skieden troch in isolearjend materiaal neamd it dielektrike. It wurdt brûkt om enerzjy op te slaan yn 'e foarm fan in elektrysk fjild. Kondensatoren wurde faak brûkt yn elektroanyske circuits, meast yn kombinaasje mei wjerstannen en yntegreare circuits lykas mikroprocessors, om stroom- en spanningsnivo's te regeljen. Se kinne ek brûkt wurde om sinjalen te filterjen en maksimale machtoerdracht te leverjen yn bepaalde circuits. By it selektearjen fan in kondensator foar jo spesifike applikaasje, is it wichtich om de wurkspanning, wurktemperatuer, pakketgrutte en kapasiteitsweardeberik te beskôgjen fan it kondensatortype dat jo kieze.
Foardielen fan it brûken fan capacitors
Kondensatoren kinne brûkt wurde yn in ferskaat oan tapassingen fanwegen har fermogen om enerzjy op te slaan en frij te litten as it nedich is. Se binne ek by steat om te behanneljen grutte hoemannichten stroom, sadat se wurde faak brûkt as filters en circuit remmen. Fierder kinne kondensatoren helpe om elektrysk lûd te ferminderjen en effisjinsje te ferheegjen yn krêftkringen. As resultaat wurde se in protte brûkt yn elektroanyske apparaten mei hege krêft lykas kompjûters, mobile tillefoans en televyzjes.
Capacitors hawwe in oantal foardielen as it giet om elektroanika. Se helpe bygelyks it spanningsnivo stabyl te hâlden troch tydlike opslach te leverjen foar pulsen mei hege enerzjy as koarte útbarsten fan stroom dy't oars elektroanyske komponinten yn 'e rin fan' e tiid kinne beskeadigje. Har ûntwerp helpt ek om elektromagnetyske ynterferinsje (EMI) te filterjen yn it heule systeem as binnen in yndividuele sirkwy. Dit is wichtich om te foarkommen dat net winske sinjalen yn it systeem komme of sinjalen dy't al binnen binne fersteure.
Derneist leverje kondensatoren instantane stroom as it nedich is, kinne it enerzjyferbrûk dramatysk ferminderje yn elk AC-oandreaune systeem troch it ynskeakeljen fan startkondensatorkontrôle en syngroane motoroperaasje - wat kritysk is foar lange-termyn operaasje yn ekstreme omjouwingsapplikaasjes lykas strjitferljochtingssystemen en HVAC-motoren. Uteinlik is stabilisearjen fan sinuswellen makke troch AC-sirkels ien fan har primêre funksjes - se lûke enerzjy út op bepaalde frekwinsjes, wylst se enerzjy op oare frekwinsjes fersterkje - it ferminderjen fan spanningsferfoarming en it garandearjen fan skjin enerzjybehear oer alle kanalen.
Ik bin Joost Nusselder, de oprjochter fan Neaera en in ynhâldmarketer, heit, en hâld fan nije apparatuer útprobearje mei gitaar yn it hert fan myn passy, en tegearre mei myn team haw ik sûnt 2020 yngeande blogartikels makke om trouwe lêzers te helpen mei opname- en gitaartips.
