Кондензатор е електронска компонента што се користи за складирање на електрична енергија.
Кондензаторите се направени од две метални плочи одделени со изолатор, обично диелектрик, и можат да складираат полнење за одреден временски период.
Тие се користат во широк спектар на електронски кола и може да се користат за филтрирање или складирање на енергија, а исто така може да се користат и за изградба на едноставни осцилаторски кола.
Во оваа статија, ќе разговараме за тоа што е кондензатор, за што се користи и како работи.
Што е кондензатор?
Кондензатор е електрична компонента која складира енергија во форма на електричен полнеж. Се состои од две спроводливи плочи содржани во диелектричен материјал (изолационен материјал). Кога се поврзуваат со извор на енергија, плочите се полнат и електричната енергија се складира во диелектричниот материјал. Оваа складирана енергија потоа може да се ослободи кога е потребно, што ќе овозможи да се користи за кој било број на апликации.
Кондензаторите доаѓаат во многу облици, големини и материјали - сето тоа зависи од нивната намена. Најчестиот тип на кондензатор е познат како филмски кондензатор - тој користи тенки слоеви од пластика или керамика како диелектричен материјал, со тенки проводни метални ленти познати како „електроди“ од двете страни. Овие типови на кондензатори се широко користени во електрониката поради нивната ниска цена и издржливи својства.
Кондензаторите се користат и во други апликации како што се мотори и напојувања каде што помагаат да се регулира напонот или да се филтрира бучавата и пречки кои можат да предизвикаат неправилни перформанси или да ги оштетат компонентите низ линијата. Како што електрониката станува сè посложена, кондензаторите играат уште поважна улога во овие системи; помагање во одржување прецизни текови на струја за време на операциите на префрлување или обезбедување тампон против ненадејни промени во напонските нивоа од надворешни извори.
Видови кондензатори
Кондензаторите доаѓаат во голем број типови, големини и стилови. Некои кондензатори се користат во аудио системи со висока класа, додека други се користат во компјутери или домашни безбедносни системи. Сите тие служат за истата основна цел; тие складираат електрична енергија кога ќе се ослободи струја и ја враќаат таа енергија кога ќе престане струјата. Видовите го вклучуваат следново:
Керамички кондензатори: Овие се вообичаено мали и доаѓаат претходно залемени на табли. Тие имаат диелектрик направен од керамички материјал и обично се користат за електроника на ниско ниво, како што се пречки на радио фреквенции (RFI) Филтри или бајпас кола.
Електролитски кондензатори: Овие обично се нарекуваат поларизирани кондензатори бидејќи имаат негативен аноден терминал, позитивен катоден терминал и раствор на електролит во внатрешноста на телото на кондензаторот што овозможува поголем капацитет на кондензаторот. Тие обично се наоѓаат во напојувањата, филтрите, временските кола и многу други точки за регулирање на напојувањето.
Танталови кондензатори: Изработени од тантал оксид, овие кондензатори користат диелектрик во цврста состојба (наместо течен електролит). Ова им дава подобри температурни перформанси во споредба со електролитски кондензатори, како и подобрена стабилност со текот на времето и подобра конзистентност помеѓу сериските производи.
Филм/Кондензатор за хартија: Овој тип е конструиран со метализиран филм или хартија што делува како изолатор помеѓу две плочи од алуминиумска фолија создавајќи електроди со висока површина за да може да складира повеќе електричен полнеж. Најчесто се користи кога е потребна толеранција на електрични пречки поради нивната способност да издржат пренапонски струи предизвикани од услови на лак или пренапон на искра.
Суперкондензатор/Ултракондензатор: Исто така познат како supercap/ ultra cap или електрохемиски двослоен кондензатор (EDLC), овој тип има многу големи капацитети за складирање (генерално повисоки од многу други типови) со подобрена издржливост (до стотици илјади циклуси). Дизајниран е за оние апликации кои бараат големи количества енергија по потреба, како што е резервната ситуација за центрите за податоци каде што секундите се бројат пред некој да може рачно да вклучи друг извор на енергија.
Употреба на кондензатор
Кондензаторите се основна електрична компонента која игра важна улога во различни апликации. Тие најчесто се користат за складирање на електрична енергија, создавање филтри и во временски кола. Тие се користат и во автомобилски аудио системи, како и во електрониката за широка потрошувачка. Ајде да разгледаме некои од употребите на кондензаторот подетално.
Измазнување на напојувањето
Кондензаторите може да се користат за да се обезбеди филтрирање во колото за напојување и да помогне да се создаде помазен DC напон. Ова често се гледа во кола кои користат мрежно напојување, каде што исправувањето го претвора AC во импулсен DC. Електролитски кондензатор обично е поврзан преку излезот на исправувачот како елемент за измазнување за напојувањето. Кондензаторот брзо се полни, задржувајќи дел од неговото полнење така што помага да се изедначат сите импулси од исправувачот и да се обезбеди постабилен напон за напојување на другите компоненти. Колку е поголем капацитетот или капацитетот за складирање во кондензаторот, толку повеќе ќе има ефект на измазнување бидејќи може да апсорбира повеќе енергија пред да бара повторно полнење. Во оваа апликација, кондензаторите со поголема вредност ги намалуваат флуктуациите, како што се бранувањата во напонските нивоа и скоковите на напонот предизвикани од промените на оптоварувањето, обезбедувајќи стабилност на понатамошните елементи во колото на апликацијата.
Обработка на сигнали
Кондензаторите се широко користени во обработката на сигналот и електронската комуникација. Тие се суштински компоненти во повеќето електронски кола, поради нивната способност да складираат и ослободуваат енергија.
Во обработката на сигналот, кондензаторите може да се користат поради нивната способност да го намалат шумот и да ги филтрираат несаканите фреквенции или сигнали. Заштитата на сигналите од бучава се нарекува измазнување или нископропусно филтрирање и генерално се постигнува преку употреба на кондензатори.
Во електронската комуникација, кондензаторот може да се користи за да се трансформира електричен сигнал од една форма во друга без да се менува неговата фреквенција. Овој процес е познат како спојување или пренос на напон, а кондензаторите исто така најчесто се користат за оваа намена во радио приемниците и предавателите. Дополнително, кондензаторите делуваат како дел од високопропусни филтри, кои ги отстрануваат сигналите со ниска фреквенција додека минуваат повисоки по патеката.
Кондензаторите често се користат и во активните аналогни филтри: тие го одредуваат фреквенција одговор на филтерот со поставување на неговата фреквенција на исклучување. Како такви, тие играат клучна улога во контролирањето на аудио сигналите при дизајнирање музичка опрема како што се засилувачи или конзоли за мешање.
Тајмингот
Тајмингот е вообичаена употреба на кондензатори. Во секојдневните кола, отпорниците обично се користат за тајминг. Меѓутоа, во високонапонски или високофреквентни ситуации, често може да се користат кондензатори наместо тоа. Често е поволно да се користат кондензатори за тајминг бидејќи тие не ја трошат моќта толку брзо како отпорниците и можат да се справат со повисоки напони со помал ризик од дефекти.
Покрај обезбедувањето безбеден и ефикасен начин за контролирање на напонот и струјата во колото, кондензаторите исто така се користат за обезбедување напојување на одредени точки на податоци за компоненти како што се LED диоди или транзистори на кои можеби им треба пулс на струја кога ќе се активираат. Ова може да помогне да се зајакне сигналот испратен од компонентата, така што таа ќе патува понатаму без губење на енергија или интегритет.
Кондензаторите исто така се користат нашироко во аудио опремата за да ги филтрираат сигналите и да го намалат изобличувањето, додека сè уште дозволуваат корисни информации, иако со минимални пречки од бучава. Како што беше споменато претходно, тие, исто така, најчесто се поставуваат преку терминалите на звучниците за да помогнат во ограничувањето на случајните кратки споеви, а истовремено одржувајќи рамномерна распределба на оптоварувањето на излезните фази на засилувачот.
Кога се користат креативно и со разбирање на електричната енергија, кондензаторите имаат неверојатен капацитет да го обликуваат протокот на полнеж - овозможувајќи им на инженерите да развијат неверојатно сложени аудио системи со минимална цена.
Заеднички апликации
Кондензаторите се електрични компоненти кои вообичаено се користат во различни примени. Нивната способност да складираат енергија ги прави суштински компоненти на системите кои бараат стабилно снабдување со енергија во одреден временски период. Тие се користат во многу апликации, вклучувајќи напојувања, мотори, аудио системи, HVAC системи и многу повеќе. Во оваа статија, ќе истражиме некои од најчестите апликации за кондензатор.
Мотори
Моторите користат кондензатори за да ја контролираат брзината на моторот или да го подобрат вртежниот момент при стартување. Ова се прави со обезбедување или отстранување на a фаза на намотките на електричниот мотор. Користени во погони со променлива фреквенција, напојувања и други апликации, кондензаторите можат да го прилагодат напонот или струјата во импулсните оптоварувања и да спречат трошење на енергијата со трошење на несаканата енергија од електроенергетските системи. Кај струите кај моторите со средна фреквенција, големите вредности на кондензаторот обично се користат на двата краја на моторот за работа со кондензатори за компензација на фазата за да се олесни хармоничниот ефект на струјните бранови предизвикани од нелинеарното оптоварување на конверторот.
Осветлување
Кондензаторите може да се користат за напојување и регулирање на системи за осветлување од сите големини. Во електронските придушници, тие се користат за контрола на протокот на струја и забрзување на процесот на стартување на флуоресцентни светилки и осветлување со празнење со висок интензитет. Тие исто така помагаат да се намали треперењето на светлата. Во системите со транзисторизирано коло, кондензаторите одржуваат континуирана електрична струја, помагајќи да се осигура дека светлата остануваат запалени. Дополнително, тие нудат заштита при напонски бранови со намалување на електричното оптоварување на уредите за осветлување и во внатрешни и во надворешни поставки.
автомобилски
Автомобилските кондензатори се особено важни бидејќи тие се одговорни да му помогнат на електричниот систем на возилото да ги намали и да ги компензира недоследностите во протокот на електрична енергија, што е вообичаено кај многу возила. Автомобилските кондензатори складираат енергија за да обезбедат енергија на алтернаторот или моторот за стартување на автомобилот кога е потребно. Оваа енергија се користи за неутрализирање на скоковите на напонот создадени кога сегашната побарувачка го надминува капацитетот на батеријата или алтернаторот. Автомобилски кондензатори може да се користат и во аудио системи, контролирајќи ги струите во засилувачите и звучниците. Со ублажување на флуктуациите на напонот, автомобилските кондензатори помагаат да се продолжи траењето на батеријата и да се намали оптоварувањето на другите електрични компоненти.
Безбедност на кондензаторот
Безбедноста секогаш треба да биде главен приоритет кога работите со кондензатор. Кондензаторите складираат енергија и треба внимателно да се ракуваат со нив додека се полнат или испразнуваат. Во овој дел, ќе ги разгледаме безбедносните упатства што треба да ги користите при работа со кондензатор и ќе разговараме за потенцијалните ризици поврзани со него.
Избегнување на шорцеви
Кога користите кондензатори, важно е да се има предвид потенцијалот за шорцеви поради фактот што тие се електрични компоненти. Кратките кратки се појавуваат кога кондензаторот сам ќе се скрати. Додека шорцевите можат да бидат предизвикани од производствени дефекти или други надворешни фактори, повеќето шорцеви се предизвикани од неправилна употреба на кондензаторите.
За да избегнете шорцеви, секогаш мора да преземате мерки на претпазливост со кондензаторите. Следниве методи ќе ви помогнат да ја одржите безбедноста на кондензаторот:
1) Никогаш не ги изложувајте кондензаторите на прекумерно напрегање или напрегање со нивно преполнување;
2) Не оставајте ги кондензаторите во преоптоварена состојба долги временски периоди;
3) Секогаш користете соодветни техники за монтирање и/или методи кои обезбедуваат изолација од удар;
4) Не поврзувајте два различни поларитети заедно бидејќи тоа може да предизвика лак и потенцијално да го оштети кондензаторот;
5) Проверете ги квалификуваните компоненти или материјали (како што се материјали за изолација) за да се уверите дека нема дефекти пред инсталацијата;
6) Обрнете големо внимание на барањата за вчитување - наметнете намалено оптоварување кога е можно и наметнете соодветни техники за монтирање за сите компоненти; и
7) Имајте предвид дека напоните на подготвеност ќе предизвикаат проток на струја низ колото, што потенцијално може да ги оштети стандардните оценки на кондензаторот ако не се провери.
Со преземање на овие мерки на претпазливост, корисниците можат да помогнат во одржувањето на безбедно користење и да спречат појава на опасни ситуации поради кратки споеви или други проблеми со нивните кондензатори. Важно е да се запамети дека безбедноста е секогаш главен приоритет кога работите со електроника, а особено со сè што вклучува електрична енергија!
Кондензатори за празнење
Многу е важно да се осигурате дека кондензаторите се испразнети правилно кога ракувате или ги заменувате. За да извршите безбедно празнење, поврзете отпорник од 1k Ohm до 10k Ohm помеѓу секој терминал на кондензаторот и земјата. Напонот преку кондензаторот брзо ќе се расипе без лачење или генерирање на искри, што овозможува безбедно замена или ракување.
Исто така, мора да запомните правилно да ги испразните високонапонските кондензатори пред фрлањето. Ако не ги испуштите овие компоненти безбедно, тие можат да претставуваат електрична опасност, па дури и да предизвикаат пожар! Испуштањето на овие компоненти вклучува закачување на изолирана жица помеѓу два терминали на компонентата и потоа нејзино празнење во текот на неколку минути. Задолжително носете заштитни очила додека ја спроведувате оваа постапка за да ги заштитите очите од искри што се создаваат за време на процесот на испуштање.
Отстранување на кондензатори
При фрлање на кондензаторите, важно е да се преземат соодветни мерки на претпазливост и за безбедност и за заштита на животната средина. Бидејќи кондензаторите може да содржат можни токсини, како што се олово, бариум и други метали, треба да избегнувате да ги фрлате овие предмети во редовни корпи за отпадоци или депонии. Наместо тоа, тие треба да се отстранат на еколошки начин со наоѓање соодветен центар за собирање рециклирање или добавувач кој е специјализиран за отстранување на опасни материјали.
Важно е да се осигурате дека сите кондензатори сè уште имаат полнење пред фрлањето - дури и ако се означени како „мртви“ кондензатори. Кондензаторите можат да ги задржат преостанатите полнења и може да се испуштат кога се ракуваат; затоа мора да бидете внимателни кога ракувате со нив додека не ги испуштите. За безбедно празнење на кондензаторот, ќе ви треба изолиран шрафцигер доволно долго за да ја држите раката назад од приклучоците, така што напонот не ја прескокнува вашата рачка. Откако ќе се испразнат наполнетите кондензатори, отстранете ја лабавата изолација со клешти или секачи за жица и потоа завиткајте ги околу изолаторите пред правилно да ги фрлите.
Заклучок
Како заклучок, кондензаторите се суштински компоненти во секое електрично коло. Тие се користат за складирање на енергија, за филтрирање на бучавата и за обезбедување на струја за струјните кола. Кондензаторите доаѓаат во различни форми и имаат широк опсег на апликации. Разбирањето на основите на кондензаторите ќе ви помогне да ги идентификувате вистинските компоненти за вашиот проект.
Резиме на основите на кондензаторот
Да ги сумираме основите на кондензаторот, кондензаторот е електрична компонента составена од две спроводливи плочи одделени со изолационен материјал наречен диелектрик. Се користи за складирање на енергија во форма на електрично поле. Кондензаторите најчесто се користат во електронските кола, обично во комбинација со отпорници и интегрирани кола како микропроцесори, за регулирање на нивото на струја и напон. Тие исто така може да се користат за филтрирање на сигнали и обезбедување максимален пренос на енергија во одредени кола. При изборот на кондензатор за вашата специфична апликација, важно е да се земат предвид работниот напон, работната температура, големината на пакетот и опсегот на вредноста на капацитетот на типот на кондензатор што ќе го изберете.
Придобивки од користење на кондензатори
Кондензаторите може да се користат во различни примени поради нивната способност да складираат енергија и да ја ослободуваат кога е потребно. Тие исто така се способни да ракуваат со големи количини на струја, па често се користат како филтри и кола сопирачки. Понатаму, кондензаторите можат да помогнат да се намали електричниот шум и да се зголеми ефикасноста во струјните кола. Како резултат на тоа, тие се широко користени во електронски уреди со висока моќност како што се компјутери, мобилни телефони и телевизори.
Кондензаторите имаат голем број на предности кога станува збор за електрониката. На пример, тие помагаат да се одржи нивото на напонот стабилно со обезбедување на привремено складирање за високоенергетски импулси или кратки изливи на струја кои инаку можат да ги оштетат електронските компоненти со текот на времето. Нивниот дизајн, исто така, помага да се филтрираат електромагнетните пречки (EMI) низ системот или во поединечно коло. Ова е важно за спречување на несакани сигнали да влезат во системот или да ги попречат сигналите кои се веќе во него.
Дополнително, кондензаторите обезбедуваат моментална струја кога е потребно, може драматично да ја намалат потрошувачката на енергија во секој систем со напојување со наизменична струја со овозможување на контрола на кондензаторот за стартување и синхрона работа на моторот – што е критично за долгорочно работење во апликации во екстремни опкружувања, како што се системи за улично осветлување и HVAC мотори. Конечно, стабилизирањето на синусните бранови создадени од кола со наизменична струја е една од нивните примарни функции - тие ја извлекуваат енергијата на одредени фреквенции додека ја засилуваат енергијата на други фреквенции - намалувајќи го изобличувањето на напонот и обезбедувајќи управување со чиста енергија низ сите канали.
Јас сум Јост Нуселдер, основачот на Neaera и продавач на содржина, тато, и сакам да испробувам нова опрема со гитара во срцето на мојата страст, и заедно со мојот тим, создавам детални блог статии од 2020 година да им помогне на лојалните читатели со совети за снимање и гитара.
