Кондензатор је електронска компонента која се користи за складиштење електричне енергије.
Кондензатори су направљени од две металне плоче одвојене изолатором, обично диелектриком, и могу да складиште наелектрисање током одређеног временског периода.
Користе се у широком спектру електронских кола и могу се користити за филтрирање или складиштење енергије, а могу се користити и за изградњу једноставних осцилаторних кола.
У овом чланку ћемо разговарати о томе шта је кондензатор, за шта се користи и како функционише.
Шта је кондензатор?
Кондензатор је електрична компонента која складишти енергију у облику електричног набоја. Састоји се од две проводне плоче садржане у диелектричном материјалу (изолациони материјал). Када су спојене на извор напајања, плоче се пуне и електрична енергија се складишти у диелектричном материјалу. Ова ускладиштена енергија се онда може ослободити када је то потребно, омогућавајући јој да се користи за било који број апликација.
Кондензатори долазе у различитим облицима, величинама и материјалима - све у зависности од њихове намене. Најчешћи тип кондензатора је познат као филмски кондензатор - он користи танке слојеве пластике или керамике као диелектрични материјал, са танким проводљивим металним тракама познатим као 'електроде' са обе стране. Ови типови кондензатора се широко користе у електроници због своје ниске цене и издржљивих својстава.
Кондензатори се такође користе у другим апликацијама као што су мотори и извори напајања где помажу у регулисању напона или филтрирању буке и сметњи које могу изазвати неправилне перформансе или оштетити компоненте низ линију. Како електроника постаје све сложенија, кондензатори играју још важнију улогу у овим системима; помаже у одржавању прецизних струјних токова током комутационих операција или обезбеђујући баферовање против изненадних промена нивоа напона из спољашњих извора.
Врсте кондензатора
Кондензатори долазе у више типова, величина и стилова. Неки кондензатори се користе у врхунским аудио системима, док се други користе у рачунарима или кућним сигурносним системима. Сви они служе истој основној сврси; складиште електричну енергију када се струја ослободи и враћа ту енергију када струја престане. Типови укључују следеће:
Керамички кондензатори: Обично су мали и долазе претходно залемљени на плоче. Имају диелектрик направљен од керамичког материјала и обично се користе за електронику ниског нивоа, као што је интерференција радио фреквенције (РФИ) Филтери или бајпас кола.
Електролитички кондензатори: Они се обично називају поларизованим кондензаторима јер имају негативни анодни терминал, позитивни катодни терминал и раствор електролита унутар тела кондензатора који омогућава већи капацитет кондензатора. Обично се налазе у изворима напајања, филтерима, временским круговима и многим другим тачкама регулације снаге.
Танталски кондензатори: Направљени од тантал оксида, ови кондензатори користе чврсти диелектрик (уместо течног електролита). Ово им даје боље температурне перформансе у поређењу са електролитичким кондензаторима, као и побољшану стабилност током времена и бољу конзистентност између серијских производа.
Филм/папирни кондензатор: Овај тип је направљен од метализованог филма или папира који делује као изолатор између две плоче од алуминијумске фолије стварајући електроде велике површине тако да може да ускладишти више електричног набоја. Обично се користе тамо где је потребна толеранција на електричне сметње због њихове способности да издрже ударне струје изазване варничењем или условима пренапона.
Суперкондензатор/ ултракондензатор: Такође познат као суперцап/ ултра цап или електрохемијски двослојни кондензатор (ЕДЛЦ), овај тип има веома велике капацитете за складиштење (генерално већи од многих других типова) са побољшаном издржљивошћу (до стотине хиљада циклуса). Дизајниран је за оне апликације које захтевају велике количине енергије на захтев, као што је резервна ситуација за центре података где се рачунају секунде пре него што неко може ручно да укључи други извор напајања.
Употреба кондензатора
Кондензатори су основна електрична компонента која игра важну улогу у различитим апликацијама. Обично се користе за складиштење електричне енергије, креирање филтера и у временским круговима. Такође се користе у аудио системима аутомобила, као и у потрошачкој електроници. Погледајмо детаљније неке од употреба кондензатора.
Изглађивање напајања
Кондензатори се могу користити да обезбеде филтрирање у струјном колу и помогну да се створи глаткији једносмерни напон. Ово се често види у колима која користе напајање из мреже, где исправљање претвара наизменичну струју у импулсну једносмерну струју. Електролитички кондензатор је нормално повезан преко излаза исправљача као елемент за изравнавање напајања. Кондензатор се брзо пуни, задржавајући део свог набоја тако да помаже у изглађивању било каквих импулса из исправљача и обезбеђује стабилнији напон за напајање других компоненти. Што је већи капацитет или капацитет складиштења у кондензатору, то ће бити више ефекта изглађивања јер може да апсорбује више енергије пре него што захтева поновно пуњење. У овој апликацији, кондензатори веће вредности смањују флуктуације, као што су таласи у нивоима напона и скокови напона узроковани променама оптерећења, обезбеђујући стабилност даљим елементима унутар кола апликације.
Обрада сигнала
Кондензатори се широко користе у обради сигнала и електронској комуникацији. Оне су суштинске компоненте у већини електронских кола, због своје способности да складиште и ослобађају енергију.
У обради сигнала, кондензатори се могу користити због њихове способности да смање шум и филтрирају нежељене фреквенције или сигнале. Заштита сигнала од шума назива се углађивањем или нископропусним филтрирањем, а углавном се постиже употребом кондензатора.
У електронској комуникацији, кондензатор се може користити за трансформацију електричног сигнала из једног облика у други без промене његове фреквенције. Овај процес је познат као спајање или пренос напона, а кондензатори се такође обично користе за ову сврху у радио пријемницима и предајницима. Поред тога, кондензатори делују као део високопропусних филтера, који уклањају нискофреквентне сигнале док пролазе више дуж путање.
Кондензатори се такође често користе у активним аналогним филтерима: они одређују фреквентни одзив филтера постављањем његове граничне фреквенције. Као такви, они играју кључну улогу у контроли аудио сигнала приликом дизајнирања музичке опреме као што су појачала или микс конзоле.
Тајминг
Тајминг је уобичајена употреба кондензатора. У свакодневним колима, отпорници се обично користе за мерење времена. Међутим, у ситуацијама високог напона или високе фреквенције, кондензатори се често могу користити уместо њих. Често је корисно користити кондензаторе за мерење времена јер они не расипају снагу тако брзо као отпорници и могу да поднесу веће напоне са мањим ризиком од кварова.
Поред обезбеђивања безбедног и ефикасног начина контроле напона и струје у колу, кондензатори се такође користе за обезбеђивање напајања у одређеним тачкама података за компоненте као што су ЛЕД диоде или транзистори којима ће можда бити потребни импулси струје када се активирају. Ово може помоћи да се ојача сигнал који шаље компонента тако да путује даље без губитка енергије или интегритета.
Кондензатори се такође увелико користе у аудио опреми за филтрирање сигнала и смањење изобличења, а истовремено омогућавају корисне информације уз минималне сметње. Као што је раније поменуто, они се такође обично постављају преко терминала звучника како би се ограничили случајни кратки спојеви, док истовремено одржавају равномерну дистрибуцију оптерећења на излазним степеницама појачала.
Када се користе креативно и са разумевањем електричне енергије, кондензатори имају невероватан капацитет да обликују ток пуњења – омогућавајући инжењерима да развију невероватно сложене аудио системе уз минималне трошкове.
Уобичајене апликације
Кондензатори су електричне компоненте које се обично користе у различитим апликацијама. Њихова способност да складиште енергију чини их основним компонентама система који захтевају стабилно снабдевање енергијом током одређеног временског периода. Користе се у многим апликацијама укључујући изворе напајања, моторе, аудио системе, ХВАЦ системе и још много тога. У овом чланку ћемо истражити неке од најчешћих апликација кондензатора.
Мотори
Мотори користе кондензаторе за контролу брзине мотора или побољшање обртног момента покретања. Ово се ради пружањем или уклањањем а фаза на намотаје електромотора. Користећи се у фреквентним претварачима, изворима напајања и другим апликацијама, кондензатори могу подесити напон или струју у импулсним оптерећењима и спречити губитак енергије расипањем нежељене енергије из енергетских система. У струјама под моторима средње фреквенције, велике вредности кондензатора се обично користе на оба краја мотора за покретање група кондензатора за компензацију фазе да би се ублажио хармонијски ефекат струјних таласа изазваних нелинеарним оптерећењем претварача
Расвета
Кондензатори се могу користити за напајање и регулацију система осветљења свих величина. У електронским пригушницама се користе за контролу тока струје и убрзавање процеса покретања флуоресцентних сијалица и осветљења високог интензитета пражњења. Такође помажу у смањењу треперења светла. У системима транзисторских кола, кондензатори одржавају континуирану електричну струју, помажући да се осигура да светла остану упаљена. Поред тога, они нуде заштиту током скокова напона смањујући електрично оптерећење на расветним тијелима како у затвореном тако иу вањском окружењу.
аутомобилски
Аутомобилски кондензатори су посебно важни јер су одговорни за помоћ електричном систему возила да смањи и надокнади недоследности у протоку електричне енергије, што је уобичајено у многим возилима. Аутомобилски кондензатори складиште енергију како би обезбедили напајање алтернатору или стартеру аутомобила када је то потребно. Ова енергија се користи за неутрализацију скокова напона који настају када потражња струје премашује капацитет батерије или алтернатора. Аутомобилски кондензатори се такође могу користити у аудио системима, контролишући струје унутар појачала и звучника. Изглађујући флуктуације напона, аутомобилски кондензатори помажу да се продужи век батерије и смањи оптерећење других електричних компоненти.
Цапацитор Сафети
Безбедност увек треба да буде главни приоритет када радите са кондензатором. Кондензатори складиште енергију и са њима треба пажљиво руковати док се пуне или празне. У овом одељку ћемо прећи преко безбедносних смерница које треба користити када радите са кондензатором и размотрићемо потенцијалне ризике повезане са њим.
Избегавање шортса
Када користите кондензаторе, важно је имати на уму могућност кратког споја због чињенице да су то електричне компоненте. Кратки спој настаје када се кондензатор сам кратко споји. Док кратки спојеви могу бити узроковани грешкама у производњи или другим спољним факторима, већина кратких спојева је узрокована неправилном употребом кондензатора.
Да бисте избегли кратке спојеве, увек морате предузети мере предострожности са кондензаторима. Следеће методе ће вам помоћи да одржите безбедност кондензатора:
1) Никада немојте излагати кондензаторе прекомерном напрезању или напрезању тако што ћете их препунити;
2) Не остављајте кондензаторе у преоптерећеном стању на дужи временски период;
3) Увек користите одговарајуће технике монтаже и/или методе које обезбеђују изолацију од удара;
4) Немојте повезивати два различита поларитета заједно јер то може изазвати искрење и потенцијално оштећење кондензатора;
5) Прегледајте квалификоване компоненте или материјале (као што су изолациони материјали) да бисте били сигурни да нема кварова пре уградње;
6) Обратите посебну пажњу на захтеве за оптерећење - примените смањено оптерећење када је то могуће и примените адекватне технике монтаже за све компоненте; и
7) Имајте на уму да ће напони у стању приправности изазвати проток струје кроз коло, што би потенцијално могло оштетити стандардне вредности кондензатора ако се не провери.
Предузимајући ове мере предострожности, корисници могу да помогну у одржавању безбедне употребе и спрече настанак опасних ситуација услед кратких спојева или других проблема са њиховим кондензаторима. Важно је запамтити да је безбедност увек главни приоритет кад год радите са електроником, а посебно са било чим што укључује електричну енергију!
Пражњење кондензатора
Веома је важно осигурати да се кондензатори правилно испразне приликом руковања или замене. Да бисте извршили безбедно пражњење, повежите отпорник од 1 к ома до 10 к ома између сваког терминала кондензатора и уземљења. Напон на кондензатору ће се брзо распршити без стварања лука или стварања варница, омогућавајући безбедну замену или руковање.
Такође морате запамтити да правилно испразните високонапонске кондензаторе пре одлагања. Ако ове компоненте не испразните безбедно, оне могу представљати електричну опасност, па чак и изазвати пожар! Пражњење ових компоненти укључује спајање изоловане жице између два терминала на компоненти и затим њено пражњење током неколико минута. Обавезно носите заштитне наочаре док спроводите ову процедуру како бисте заштитили своје очи од варница које настају током процеса пражњења.
Одлагање кондензатора
Приликом одлагања кондензатора, важно је предузети одговарајуће мере предострожности како за безбедност тако и за заштиту животне средине. Пошто кондензатори могу садржати могуће токсине, као што су олово, баријум и други метали, требало би да избегавате одлагање ових предмета у обичне канте за смеће или депоније. Уместо тога, требало би их одложити на еколошки прихватљив начин проналажењем одговарајућег сабирног центра за рециклажу или добављача који је специјализован за одлагање опасних материјала.
Важно је осигурати да сви кондензатори још увијек држе напуњеност прије одлагања - чак и ако су означени као „мртви“ кондензатори. Кондензатори могу задржати преостало наелектрисање и могу се испразнити када се њима рукује; стога морате бити опрезни при руковању њима док их не испразните. Да бисте безбедно испразнили кондензатор, биће вам потребан изоловани одвијач довољно дугачак да држите руку подаље од терминала тако да напон не скочи у ваш хват. Када се напуњени кондензатори испразне, уклоните лабаву изолацију помоћу клешта или резача жице, а затим омотајте изолаторе пре него што их правилно одложите.
Zakljucak
У закључку, кондензатори су битне компоненте у сваком електричном колу. Користе се за складиштење енергије, за филтрирање буке и за обезбеђивање извора струје за кола наизменичне струје. Кондензатори долазе у различитим облицима и имају широк спектар примена. Разумевање основа кондензатора ће вам помоћи да идентификујете праве компоненте за ваш пројекат.
Резиме основа кондензатора
Да сумирамо основе кондензатора, кондензатор је електрична компонента састављена од две проводне плоче раздвојене изолационим материјалом који се назива диелектрик. Користи се за складиштење енергије у облику електричног поља. Кондензатори се обично користе у електронским колима, обично у комбинацији са отпорницима и интегрисаним колима као што су микропроцесори, за регулисање нивоа струје и напона. Такође се могу користити за филтрирање сигнала и обезбеђивање максималног преноса снаге у одређеним колима. Када бирате кондензатор за вашу специфичну примену, важно је узети у обзир радни напон, радну температуру, величину паковања и опсег вредности капацитивности типа кондензатора који изаберете.
Предности коришћења кондензатора
Кондензатори се могу користити у различитим апликацијама због њихове способности да складиште енергију и да је ослободе када је то потребно. Такође су способни да поднесу велике количине струје, па се често користе као филтери и кочнице кола. Штавише, кондензатори могу помоћи да се смањи електрични шум и повећа ефикасност у струјним круговима. Као резултат тога, они се широко користе у електронским уређајима велике снаге као што су рачунари, мобилни телефони и телевизори.
Кондензатори имају бројне предности када је у питању електроника. На пример, они помажу у одржавању стабилног нивоа напона обезбеђујући привремену меморију за високоенергетске импулсе или кратке навале струје који иначе могу оштетити електронске компоненте током времена. Њихов дизајн такође помаже да се филтрирају електромагнетне сметње (ЕМИ) у целом систему или унутар појединачног кола. Ово је важно за спречавање нежељених сигнала да уђу у систем или да ометају сигнале који су већ у њему.
Поред тога, кондензатори обезбеђују тренутну струју када је то потребно могу драматично смањити потрошњу енергије у било ком систему напајаном наизменичном струјом омогућавајући контролу стартног кондензатора и синхрони рад мотора – што је критично за дуготрајан рад у екстремним применама као што су системи уличне расвете и ХВАЦ мотори. Коначно, стабилизација синусних таласа које стварају кола наизменичне струје је једна од њихових примарних функција — они извлаче енергију на одређеним фреквенцијама док појачавају енергију на другим фреквенцијама — смањујући изобличење напона и обезбеђујући чисто управљање напајањем у свим каналима.
Ја сам Јоост Нусселдер, оснивач Неаере и продавач садржаја, тата и волим да испробавам нову опрему са гитаром у срцу моје страсти, и заједно са својим тимом, стварам детаљне чланке на блогу од 2020. да помогне верним читаоцима саветима за снимање и гитару.
