Kondensator - bu elektr energiyasini saqlash uchun ishlatiladigan elektron komponent.
Kondensatorlar izolyator, odatda dielektrik bilan ajratilgan ikkita metall plastinkadan iborat bo'lib, zaryadni ma'lum vaqt davomida saqlashi mumkin.
Ular turli xil elektron sxemalarda qo'llaniladi va energiyani filtrlash yoki saqlash uchun ishlatilishi mumkin va oddiy osilator sxemalarini qurish uchun ham ishlatilishi mumkin.
Ushbu maqolada biz kondansatör nima ekanligini, u nima uchun ishlatilishini va qanday ishlashini muhokama qilamiz.
Kondensator nima?
Kondensator energiyani elektr zaryadi shaklida saqlaydigan elektr komponentidir. U dielektrik material (izolyatsion material) ichida joylashgan ikkita o'tkazuvchan plastinkadan iborat. Quvvat manbaiga ulanganda, plitalar zaryadlanadi va elektr energiyasi dielektrik materialda saqlanadi. Bu saqlangan energiya keyinchalik kerak bo'lganda chiqarilishi mumkin, bu esa uni istalgan miqdordagi ilovalar uchun ishlatishga imkon beradi.
Kondensatorlar ko'plab shakllar, o'lchamlar va materiallarga ega - barchasi ularning maqsadiga bog'liq. Kondensatorning eng keng tarqalgan turi plyonkali kondansatör sifatida tanilgan - bu dielektrik material sifatida plastmassa yoki keramikadan yasalgan yupqa qatlamlardan foydalanadi, har ikki tomonda "elektrodlar" deb nomlanuvchi nozik o'tkazuvchan metall chiziqlar. Ushbu turdagi kondansatörler arzonligi va bardoshli xususiyatlari tufayli elektronikada keng qo'llaniladi.
Kondensatorlar, shuningdek, dvigatellar va quvvat manbalari kabi boshqa ilovalarda ham qo'llaniladi, ular kuchlanishni tartibga solishga yoki shovqin va shovqinlarni filtrlashga yordam beradi, bu esa noto'g'ri ishlashga olib kelishi yoki chiziqdagi komponentlarga zarar etkazishi mumkin. Elektronika tobora murakkablashib borayotganligi sababli, kondansatörler ushbu tizimlar ichida yanada muhim rol o'ynaydi; kommutatsiya operatsiyalari paytida aniq oqim oqimlarini saqlashga yordam berish yoki tashqi manbalardan kuchlanish darajasining keskin o'zgarishiga qarshi buferlashni ta'minlash.
Kondensatorlarning turlari
Kondensatorlar turli xil, o'lcham va uslublarda mavjud. Ba'zi kondansatörler yuqori darajadagi audio tizimlarda, boshqalari esa kompyuterlarda yoki uy xavfsizlik tizimlarida qo'llaniladi. Ularning barchasi bir xil asosiy maqsadga xizmat qiladi; ular oqim chiqarilganda elektr energiyasini saqlaydi va oqim to'xtaganda bu energiyani qaytaradi. Turlarga quyidagilar kiradi:
Seramika kondansatörler: Ular odatda kichik va elektron platalarga oldindan lehimlangan holda keladi. Ular seramika materialidan tayyorlangan dielektrikga ega va odatda radiochastota shovqini (RFI) kabi past darajadagi elektronika uchun ishlatiladi. Filtrlar yoki bypass davrlari.
Elektrolitik kondansatörler: Ular odatda polarizatsiyalangan kondansatörler deb ataladi, chunki ular manfiy anod terminali, musbat katod terminali va kondansatör korpusi ichidagi elektrolitlar eritmasiga ega, bu esa kondensator hajmini oshirishga imkon beradi. Ular odatda quvvat manbalarida, filtrlarda, vaqt sxemalarida va quvvatni tartibga solishning boshqa ko'plab nuqtalarida topiladi.
Tantal kondensatorlari: Tantal oksididan tayyorlangan bu kondansatörler qattiq holatdagi dielektrikdan foydalanadi (suyuq elektrolit o'rniga). Bu elektrolitik kondansatkichlar bilan solishtirganda ularga yaxshi harorat ko'rsatkichlarini beradi, shuningdek, vaqt o'tishi bilan yaxshilangan barqarorlik va partiyali mahsulotlar o'rtasida yaxshi mustahkamlik beradi.
Film/qog'oz kondansatörü: Bu turdagi metalllashtirilgan plyonka yoki qog'oz bilan qurilgan bo'lib, u yuqori sirt maydoni elektrodlarini yaratadigan ikkita alyuminiy folga plitalari o'rtasida izolyator vazifasini bajaradi, shuning uchun u ko'proq elektr zaryadini saqlashi mumkin. Odatda elektr buzilishlariga bardoshli bo'lish, ularning kamon yoki uchqun haddan tashqari kuchlanish sharoitidan kelib chiqadigan kuchlanish oqimlariga bardosh berish qobiliyati tufayli talab qilinadigan joylarda qo'llaniladi.
Supercapacitor/ Ultracapacitor: Shuningdek, superkapak/ultra qopqoq yoki elektrokimyoviy ikki qatlamli kondansatör (EDLC) sifatida ham tanilgan, bu tur yaxshilangan chidamlilik (yuz minglab tsikllargacha) bilan juda katta saqlash sig'imiga ega (odatda boshqa turlarga qaraganda yuqori). U talab boʻyicha katta hajmdagi energiya talab qiladigan ilovalar uchun moʻljallangan, masalan, maʼlumotlar markazlari uchun zaxira holati, bunda kimdir boshqa quvvat manbasini qoʻlda yoqishi mumkin boʻlgan soniyalar hisoblanadi.
Kondensatordan foydalanish
Kondensatorlar turli xil ilovalarda muhim rol o'ynaydigan asosiy elektr komponentidir. Ular odatda elektr energiyasini saqlash, filtrlarni yaratish va vaqt sxemalarida ishlatiladi. Ular, shuningdek, avtomobil audio tizimlarida, shuningdek, maishiy elektronikada ham qo'llaniladi. Keling, kondensatordan foydalanishning ba'zilarini batafsil ko'rib chiqaylik.
Elektr ta'minotini tekislash
Kondensatorlar elektr ta'minoti pallasida filtrlashni ta'minlash va tekisroq shahar kuchlanishini yaratishga yordam berish uchun ishlatilishi mumkin. Bu ko'pincha tarmoq quvvat manbalaridan foydalanadigan kontaktlarning zanglashiga olib keladi, bu erda rektifikatsiya o'zgaruvchan tokni impulsli shaharga aylantiradi. Elektrolitik kondansatör odatda rektifikatorning chiqishi bo'ylab quvvat manbai uchun tekislash elementi sifatida ulanadi. Kondensator tezda zaryadlanadi va zaryadining bir qismini ushlab turadi, bu rektifikatordan keladigan impulslarni yumshatishga yordam beradi va boshqa komponentlarni oziqlantirish uchun yanada barqaror kuchlanishni ta'minlaydi. Kondensatorda sig'im yoki saqlash hajmi qanchalik baland bo'lsa, shunchalik silliqlash effekti bo'ladi, chunki u qayta zaryadlashni talab qilishdan oldin ko'proq energiyani o'zlashtirishi mumkin. Ushbu ilovada yuqori qiymatli kondansatörler kuchlanish darajasidagi dalgalanmalar va yukning o'zgarishi natijasida kelib chiqadigan kuchlanish ko'tarilishi kabi tebranishlarni kamaytiradi, bu esa dastur pallasida boshqa elementlarning barqarorligini ta'minlaydi.
Signallarni qayta ishlash
Kondensatorlar signallarni qayta ishlash va elektron aloqada keng qo'llaniladi. Ular energiyani saqlash va chiqarish qobiliyati tufayli ko'pgina elektron sxemalarda muhim komponentlardir.
Signalni qayta ishlashda kondensatorlar shovqinni kamaytirish va kiruvchi chastotalar yoki signallarni filtrlash qobiliyati uchun ishlatilishi mumkin. Signallarni shovqindan himoya qilish silliqlash yoki past chastotali filtrlash deb ataladi va odatda kondansatkichlardan foydalanish orqali erishiladi.
Elektron aloqada kondensator elektr signalini chastotasini o'zgartirmasdan bir shakldan ikkinchisiga aylantirish uchun ishlatilishi mumkin. Bu jarayon ulanish yoki kuchlanish uzatish sifatida tanilgan va kondensatorlar ham radio qabul qiluvchilar va uzatgichlarda bu maqsadda keng qo'llaniladi. Bundan tashqari, kondansatkichlar past chastotali signallarni olib tashlaydigan yuqori o'tkazgichli filtrlarning bir qismi sifatida ishlaydi va yo'l bo'ylab yuqoriroq signallarni o'tkazadi.
Kondensatorlar ko'pincha faol analog filtrlarda ham qo'llaniladi: ular aniqlaydi chastotaga javob filtrning kesish chastotasini belgilash orqali. Shunday qilib, ular kuchaytirgichlar yoki miks konsollari kabi musiqa uskunalarini loyihalashda audio signallarni boshqarishda hal qiluvchi rol o'ynaydi.
Xronologiya
Vaqt kondensatorlardan keng tarqalgan foydalanish hisoblanadi. Kundalik davrlarda rezistorlar odatda vaqtni aniqlash uchun ishlatiladi. Biroq, yuqori voltli yoki yuqori chastotali vaziyatlarda ko'pincha kondansatkichlar o'rniga ishlatilishi mumkin. Vaqtni belgilash uchun kondensatorlardan foydalanish ko'pincha foydali bo'ladi, chunki ular rezistorlar kabi quvvatni tez yo'qotmaydi va buzilish xavfi kamroq bo'lgan yuqori kuchlanishlarga bardosh bera oladi.
Kondensatorlar kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish va oqimni boshqarishning xavfsiz va samarali usulini ta'minlashdan tashqari, faollashtirilganda oqim impulslarini talab qilishi mumkin bo'lgan LEDlar yoki tranzistorlar kabi komponentlar uchun ma'lum ma'lumotlar nuqtalarida quvvatni ta'minlash uchun ham ishlatiladi. Bu komponent tomonidan yuborilgan signalni kuchaytirishga yordam beradi, shunda u energiya yoki yaxlitlikni yo'qotmasdan harakatlanadi.
Kondensatorlar ovozli qurilmalarda signallarni filtrlash va buzilishlarni kamaytirish uchun keng qo'llaniladi va shu bilan birga minimal shovqin shovqinlari bilan foydali ma'lumotlarga ruxsat beradi. Yuqorida aytib o'tilganidek, ular tasodifiy qisqa tutashuvlarni cheklash va kuchaytirgichning chiqish bosqichlarida yukning teng taqsimlanishini ta'minlash uchun odatda karnay terminallari bo'ylab joylashtiriladi.
Ijodiy va elektr energiyasini tushunish bilan foydalanilganda, kondansatörler zaryad oqimini shakllantirish uchun ajoyib imkoniyatga ega bo'lib, muhandislarga minimal xarajat bilan nihoyatda murakkab audio tizimlarni ishlab chiqishga imkon beradi.
Umumiy dasturlar
Kondensatorlar turli xil ilovalarda keng qo'llaniladigan elektr komponentlardir. Ularning energiyani saqlash qobiliyati ularni ma'lum vaqt davomida doimiy energiya ta'minotini talab qiladigan tizimlarning muhim tarkibiy qismlariga aylantiradi. Ular quvvat manbalari, motorlar, audio tizimlar, HVAC tizimlari va boshqalar kabi ko'plab ilovalarda qo'llaniladi. Ushbu maqolada biz eng keng tarqalgan kondansatör ilovalarini ko'rib chiqamiz.
Motorlar
Dvigatellar dvigatelning tezligini nazorat qilish yoki ishga tushirish momentini yaxshilash uchun kondansatkichlardan foydalanadi. Bu a ni ta'minlash yoki olib tashlash orqali amalga oshiriladi faza elektr motorining sariqlariga. O'zgaruvchan chastotali drayvlar, quvvat manbalari va boshqa ilovalarda qo'llaniladigan kondansatörler impulsli yuklarda kuchlanish yoki oqimni sozlashi va energiya tizimlaridan keraksiz energiyani yo'qotish orqali energiya sarflanishini oldini olishi mumkin. O'rta chastotali motorlar ostidagi oqimlarda, konvertorning chiziqli bo'lmagan yukidan kelib chiqadigan oqim to'lqinlarining harmonik ta'sirini yumshatish uchun, odatda, katta kondansatör qiymatlari motorning har ikki uchida ham fazali kompensatsiya kondansatör banklarini ishlatish uchun ishlatiladi.
Yoritish
Kondensatorlar barcha o'lchamdagi yoritish tizimlarini quvvatlantirish va tartibga solish uchun ishlatilishi mumkin. Elektron balastlarda ular oqim oqimini nazorat qilish va lyuminestsent chiroqlar va yuqori zichlikdagi tushirish yoritgichlarini ishga tushirish jarayonini tezlashtirish uchun ishlatiladi. Ular shuningdek, chiroqlarning miltillashini kamaytirishga yordam beradi. Transistorli kontaktlarning zanglashiga olib keladigan tizimlarida kondansatörler doimiy elektr tokini ushlab turadi, bu esa chiroqlarning yonib turishini ta'minlashga yordam beradi. Bundan tashqari, ular ichki va tashqi sharoitlarda yoritish moslamalariga elektr yukini kamaytirish orqali kuchlanishning oshishi paytida himoya qilishni taklif qiladi.
avtomobil
Avtomobil kondansatkichlari ayniqsa muhimdir, chunki ular avtomobilning elektr tizimiga ko'plab avtomobillarda keng tarqalgan elektr oqimidagi nomuvofiqliklarni kamaytirish va qoplashga yordam berish uchun javobgardir. Avtomobil kondansatkichlari kerak bo'lganda avtomobilning alternatorini yoki starter motorini quvvat bilan ta'minlash uchun energiyani saqlaydi. Bu energiya oqim talabi akkumulyator yoki alternator quvvatidan oshib ketganda hosil bo'ladigan kuchlanish ko'tarilishini zararsizlantirish uchun ishlatiladi. Avtomobil kondansatkichlari, shuningdek, kuchaytirgichlar va dinamiklar ichidagi oqimlarni nazorat qiluvchi audio tizimlarda ham qo'llanilishi mumkin. Voltaj tebranishlarini yumshatish orqali avtomobil kondansatkichlari batareyaning ishlash muddatini uzaytiradi va boshqa elektr qismlariga kuchlanishni kamaytiradi.
Kondensator xavfsizligi
Kondensator bilan ishlashda xavfsizlik har doim birinchi o'rinda turishi kerak. Kondensatorlar energiyani saqlaydi va ularni zaryad qilish yoki zaryadsizlantirish paytida ehtiyotkorlik bilan ishlash kerak. Ushbu bo'limda biz kondansatör bilan ishlashda foydalanish uchun xavfsizlik qoidalarini ko'rib chiqamiz va u bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan xavflarni muhokama qilamiz.
Shortsalardan qochish
Kondensatorlardan foydalanilganda, ular elektr komponentlari bo'lganligi sababli, qisqa tutashuvlar ehtimolini yodda tutish kerak. Qisqa tutashuvlar kondansatör o'zini qisqa tutashuvi bilan sodir bo'ladi. Qisqa shimlar ishlab chiqarishdagi nuqsonlar yoki boshqa tashqi omillar tufayli yuzaga kelishi mumkin bo'lsa-da, ko'pchilik shortslar kondansatörlarni noto'g'ri ishlatishdan kelib chiqadi.
Shortsalardan qochish uchun siz doimo kondansatkichlar bilan ehtiyot choralarini ko'rishingiz kerak. Quyidagi usullar kondansatör xavfsizligini ta'minlashga yordam beradi:
1) Hech qachon kondensatorlarni haddan tashqari zaryadlash orqali ortiqcha kuchlanish yoki kuchlanishga duchor qilmang;
2) kondensatorlarni uzoq vaqt davomida haddan tashqari yuklangan holatda qoldirmang;
3) Har doim zarba izolyatsiyasini ta'minlaydigan tegishli o'rnatish texnikasi va/yoki usullaridan foydalaning;
4) Ikki xil qutblarni bir-biriga ulamang, chunki bu kamonga olib kelishi va kondansatkichga zarar etkazishi mumkin;
5) O'rnatishdan oldin nuqsonlar yo'qligiga ishonch hosil qilish uchun malakali komponentlar yoki materiallarni (izolyatsiya materiallari kabi) tekshiring;
6) Yuklash talablariga jiddiy e'tibor bering - iloji bo'lsa, yukni kamaytirishni ta'minlash va barcha komponentlar uchun mos o'rnatish texnikasini qo'llash; va
7) Shuni yodda tutingki, kutish rejimidagi kuchlanishlar butun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim oqimiga olib keladi, bu esa nazorat qilinmasa, kondansatör standart qiymatlariga zarar etkazishi mumkin.
Ushbu ehtiyot choralarini ko'rish orqali foydalanuvchilar xavfsiz foydalanishni ta'minlashga yordam beradi va qisqa tutashuvlar yoki ularning kondansatkichlari bilan bog'liq boshqa muammolar tufayli xavfli vaziyatlar yuzaga kelishining oldini oladi. Shuni yodda tutish kerakki, elektronika va ayniqsa elektr bilan bog'liq har qanday narsa bilan ishlashda xavfsizlik har doim birinchi o'rinda turadi!
Kondensatorlarni zaryadsizlantirish
Kondensatorlarni qayta ishlash yoki almashtirishda to'g'ri zaryadsizlanishini ta'minlash juda muhimdir. Xavfsiz tushirishni amalga oshirish uchun kondansatör va tuproqning har bir terminali o'rtasida 1k ohm dan 10k ohm gacha bo'lgan rezistorni ulang. Kondensatordagi kuchlanish kamon yoki uchqun hosil qilmasdan tezda yo'qoladi, bu xavfsiz almashtirish yoki ishlov berishga imkon beradi.
Utilizatsiya qilishdan oldin yuqori voltli kondansatörlarni to'g'ri zaryadsizlantirishni ham unutmasligingiz kerak. Agar siz ushbu komponentlarni xavfsiz ravishda zaryadsizlantirmasangiz, ular elektr toki bilan xavf tug'dirishi va hatto yong'in chiqishi mumkin! Ushbu komponentlarni zaryadsizlantirish komponentning ikkita terminali orasiga izolyatsiyalangan simni ulashni va keyin uni bir necha daqiqa davomida zaryadsizlantirishni o'z ichiga oladi. Bo'shatish jarayonida paydo bo'ladigan uchqunlardan ko'zingizni himoya qilish uchun ushbu protsedurani bajarayotganda xavfsizlik ko'zoynaklarini taqing.
Kondensatorlarni yo'q qilish
Kondensatorlarni utilizatsiya qilishda xavfsizlik va atrof-muhitni muhofaza qilish uchun tegishli choralarni ko'rish muhimdir. Kondensatorlar qo'rg'oshin, bariy va boshqa metallar kabi zaharli moddalarni o'z ichiga olishi mumkinligi sababli, bu narsalarni oddiy axlat qutilariga yoki poligonlarga tashlamaslik kerak. Buning o'rniga ular tegishli qayta ishlash yig'ish markazi yoki xavfli materiallarni utilizatsiya qilishga ixtisoslashgan yetkazib beruvchi topib, ekologik toza usulda yo'q qilinishi kerak.
Utilizatsiya qilishdan oldin barcha kondansatkichlar hali ham zaryadga ega bo'lishiga ishonch hosil qilish kerak - hatto ular "o'lik" kondansatkichlar deb belgilangan bo'lsa ham. Kondensatorlar qoldiq zaryadlarni saqlab qolishi mumkin va ishlov berilganda zaryadsizlanishi mumkin; shuning uchun siz ularni zaryadsizlantirmaguningizcha ehtiyot bo'lishingiz kerak. Kondensatorni xavfsiz zaryadsizlantirish uchun sizga kuchlanish ushlagichdan o'tib ketmasligi uchun qo'lingizni terminallardan ushlab turish uchun etarlicha uzun izolyatsiyalangan tornavida kerak bo'ladi. Zaryadlangan kondensatorlar zaryadsizlangandan so'ng, pense yoki sim kesgichlar bilan bo'shashgan izolyatsiyani olib tashlang va ularni to'g'ri yo'q qilishdan oldin izolyatorlarni o'rab oling.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, kondansatörler har qanday elektr pallasida muhim komponentlardir. Ular energiyani saqlash, shovqinni filtrlash va o'zgaruvchan tok zanjirlari uchun oqim manbasini ta'minlash uchun ishlatiladi. Kondensatorlar turli shakllarda keladi va keng ko'lamli ilovalarga ega. Kondensatorlarning asoslarini tushunish sizning loyihangiz uchun to'g'ri komponentlarni aniqlashga yordam beradi.
Kondensator asoslari haqida qisqacha ma'lumot
Kondensator asoslarini umumlashtirish uchun kondansatör dielektrik deb ataladigan izolyatsion material bilan ajratilgan ikkita o'tkazuvchi plastinkadan tashkil topgan elektr komponentidir. U energiyani elektr maydon shaklida saqlash uchun ishlatiladi. Kondensatorlar odatda elektron sxemalarda, odatda rezistorlar va mikroprotsessorlar kabi integral mikrosxemalar bilan birgalikda oqim va kuchlanish darajasini tartibga solish uchun ishlatiladi. Ular, shuningdek, signallarni filtrlash va ma'lum davrlarda maksimal quvvat uzatishni ta'minlash uchun ishlatilishi mumkin. Muayyan dasturingiz uchun kondansatör tanlashda siz tanlagan kondansatör turining ish kuchlanishini, ish haroratini, paket hajmini va sig'im qiymati oralig'ini hisobga olish muhimdir.
Kondensatorlardan foydalanishning afzalliklari
Kondensatorlar energiyani saqlash va kerak bo'lganda uni chiqarish qobiliyati tufayli turli xil ilovalarda ishlatilishi mumkin. Ular, shuningdek, katta miqdordagi oqimni boshqarishga qodir, shuning uchun ular ko'pincha filtrlar va elektron tormozlar sifatida ishlatiladi. Bundan tashqari, kondansatörler elektr shovqinini kamaytirishga va quvvat davrlarida samaradorlikni oshirishga yordam beradi. Natijada, ular kompyuterlar, mobil telefonlar va televizorlar kabi yuqori quvvatli elektron qurilmalarda keng qo'llaniladi.
Kondensatorlar elektronikaga kelganda bir qator afzalliklarga ega. Masalan, ular vaqt o'tishi bilan elektron komponentlarga zarar etkazishi mumkin bo'lgan yuqori energiyali impulslar yoki oqimning qisqa portlashlari uchun vaqtinchalik saqlashni ta'minlash orqali kuchlanish darajasini barqaror saqlashga yordam beradi. Ularning dizayni, shuningdek, butun tizim yoki alohida kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elektromagnit shovqinlarni (EMI) filtrlashga yordam beradi. Bu tizimga kiruvchi signallarning kirib kelishi yoki uning ichidagi signallarni buzishining oldini olish uchun muhimdir.
Bundan tashqari, kondansatkichlar kerak bo'lganda bir lahzali oqim bilan ta'minlaydi, har qanday AC quvvat tizimida quvvat sarfini sezilarli darajada kamaytiradi, bu esa ko'cha yoritish tizimlari va HVAC motorlari kabi ekstremal muhit ilovalarida uzoq muddatli ishlash uchun juda muhim bo'lgan ishga tushirish kondansatkichlarini boshqarish va sinxron vosita ishlashini ta'minlaydi. Nihoyat, AC davrlari tomonidan yaratilgan sinus to'lqinlarini barqarorlashtirish ularning asosiy vazifalaridan biridir - ular ma'lum chastotalarda energiyani tortib, boshqa chastotalarda energiyani kuchaytiradi - kuchlanish buzilishini kamaytiradi va barcha kanallarda toza quvvat boshqaruvini ta'minlaydi.
Men Joost Nusselder, Neaera asoschisi va kontent sotuvchisi, otam va ishtiyoqimning markazida gitara bilan yangi jihozlarni sinab ko'rishni yaxshi ko'raman va jamoam bilan birga 2020 yildan beri chuqur blog maqolalarini yarataman. ovoz yozish va gitara maslahatlari bilan sodiq o'quvchilarga yordam berish.
