Назначение конденсаторов в электрических цепях: Для чего нужен конденсатор в электрической цепи? – Tokzamer

-12 Ф/м..

•  Полярность конденсатора;

•  Номинальное напряжение;

•  Удельная емкость и другие.

Величина емкости конденсатора зависит от

• Площадь пластин. Это понятно из формулы: емкость прямо пропорциональна заряду. Естественно, увеличив площадь обкладок, получаем большее количество заряда.

• Расстояния между обкладками. Чем они ближе расположены, тем больше напряженность получаемого электрического поля.

Устройство конденсатора

Наиболее распространенные конденсаторы —  это плоские и цилиндрические. Плоские состоят из пластин, удаленных друг от 
друга на небольшое расстояние. Цилиндрические, собираются при помощи цилиндров равной длины и разного диаметра. Все конденсаторы, в принципе, устроены одинаково. Разница, в основном, в том, какой материал используется в качестве диэлектрика. По типу диэлектрической среды и классифицируют конденсаторы, которые бывают жидкими, вакуумными, твердыми, воздушными.

Как заряжается и разряжается конденсатор?

При подключении к источнику постоянного тока, обкладки конденсатора заряжаются, одна приобретает положительный потенциал, а другая отрицательный. Между обкладками противоположные по знаку, но равные по значению, электрические заряды создают электрическое поле. Когда напряжения станут одинаковыми и на обкладках, и на источнике подаваемого тока, движение электронов прекратится и зарядка конденсатора закончится. Определенный промежуток времени конденсатор сохраняет заряды и выполняет функции автономного источника электроэнергии. В таком состоянии он может находиться достаточно долгое время. Если вместо источника, включить в цепь резистор, то конденсатор разрядится на него. 

Процессы, происходящие в конденсаторе

При подключении прибора к переменному или постоянному току в нем будут происходить разные процессы. Постоянный ток не пойдет по цепи с конденсатором. Так как между его обкладками находится диэлектрик, цепь фактически разомкнута.

Переменный ток, за счет того что периодически меняет направление, может проходить через конденсатор. При этом происходит периодический разряд и заряд конденсатора. На протяжении первой четверти периода заряд идет до максимума, в нем запасается электроэнергия, в следующую четверть конденсатор разряжается и электрическая энергия возвращается обратно в сеть.  В цепи переменного тока, конденсатор обладает кроме активного сопротивления, еще и реактивной составляющей. Кроме того, в конденсаторе, ток опережает напряжение на 90 градусов, это важно учитывать, при построении векторных диаграмм. 

Применение

Конденсаторы используются в радиотехнике, электронике, автоматике. Конденсатор –незаменимый элемент, который применяется во многих отраслях электротехники, на предприятиях, в научных разработках. Как пример, при необходимости, выступает в качестве разделителя токов: переменного и постоянного, применяется в конденсаторных установках, если необходимо компенсировать реактивную мощность, применяется как накопитель электричества в электросетях.  

Советуем прочесть — Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

Просмотров:

Виды электрических конденсаторов и их назначение

В этом материале мы очень подробно поговорим про конденсаторы, расскажем, зачем они нужны, каких видов бывают и многое другое. По своей сути это довольно простое устройство, но при этом сегодня без них трудно представить наш мир: конденсаторы встречаются повсеместно. В этой статье не будет схем и подробного разбора, а также глубокой теории — все это интересно лишь узкому кругу специалистов. Тут мы попробуем простым языком и не слишком длинно рассказать все, что нужно знать про конденсаторы.

Что такое и зачем нужен

Электрический конденсатор это двухполюсник который применяется для накопления заряда и его последующей отдачи. Каждый конденсатор имеет определенную емкость, разумеется, ничего общего с емкостью аккумуляторов она не имеет. Если говорить про электронные схемы, то конденсатор является вторым по распространенности после резисторов. Конденсаторы бывают постоянной или переменной емкости, бывают разных типов и из разных материалов, но об этом мы еще поговорим ниже. То есть, основная задача конденсатора это сперва накапливать электроэнергию, после чего отдавать её. Также стоит отметить, что конденсаторы относят к пассивным электронным компонентам.

Конденсаторы выполняют сразу ряд задач, благодаря чему они и используются так широко. Например, поддержание разницы потенциалов. Есть электронные компоненты, которые крайне чувствительны к падению напряжения, некоторые из них просто прекратят работу, либо перезапустятся, что крайне нежелательно во многих случаях. Если просадка напряжения происходит на короткий промежуток времени, то её компенсирует конденсатор, отдав накопленную энергию. Он не может заменить источник бесперебойного питания, емкость конденсатора значительно меньше, впрочем, тут есть разные варианты. Также конденсаторы выполняют роль фильтра низких и высоких частот. Кстати, не стоит думать, что типичный конденсатор это маленькое устройство, которое видели большинство людей. Они бывают очень большими и весят десятки, а то и сотни килограмм.

Характеристики конденсатора

Вне зависимости от типа и устройства, у каждого конденсатора есть набор характеристик. По своей сути это очень простые устройства, поэтому и параметров у них довольно мало. Стоит отметить, что есть не только обычные характеристики, но и так называемые паразитные, которые оказывают негативное влияние на их работу. Когда конденсатор подбирают под конкретную сферу использования, учитывают все характеристики. В рамках этой статьи мы поговорим только про основные, а такие как тангенс угла диэлектрических потерь или диэлектрическую абсорбцию рассматривать не будем. Напоминаем, что в нашей статье мы стараемся говорить простыми словами и коротко.

Емкость конденсатора

Емкость является главным параметром конденсатора, тут можно увидеть аналогию с аккумуляторами, правда единица измерения тут другая и называется фарад, ампер-часы тут не используются. Кстати, один фарад (фарадей) это примерно 26,8 А*ч. Емкость большинства конденсаторов измеряется в микрофарадах или пикофарадах. Впрочем, есть отдельные конденсаторы, которые имеют емкость в десятки фарад, то есть, этот показатель у них в десятки раз больше, чем у обычных аккумуляторов. Правда, такие конденсаторы имеют ограниченную сферу применения и зачастую изготавливаются под заказ, под конкретное оборудование, где требуется такая емкость.

Если нужно большая емкость, то здесь могут соединить параллельно несколько конденсаторов. Тут есть нюансы, которые мы рассматривать не будем, но этот способ используется довольно часто. Также к емкости можно отнести удельную емкость. Это отношение собственно емкости к массе или объему конденсатору, такой же показатель есть и у аккумуляторов. Максимальная удельная емкость есть у тех конденсаторов, которые имеют минимальную толщину диэлектрика, но для таких повышается вероятность пробоя, что является проблемой. Про пробой мы еще поговорим ниже.

Номинальное напряжение

Стандартный показатель для всех электрических устройств. В случае конденсатора номинальное напряжение это максимально допустимое значение. В указанных пределах конденсатор будет работать нормально и сохранит свою работоспособность. Если же напряжение будет выше, то конденсатор может выйти из строя. Вероятность этого зависит от уровня превышения, а также времени. Но сама по себе эта характеристика достаточно простая, тут выбирают исходя из фактического напряжения, которое будет проходить через конденсатор, возможно делают это с небольшим запасом.

Вероятность взрыва

Да, есть и такой параметр, так как вероятность взрыва конденсатора не такая уж и маленькая, это вообще достаточно распространенное явление. О причинах можно рассказывать долго, но главной является повышенная температура, из-за которой происходит перегрев конденсатора и его взрыв. Но не стоит думать, что это именно опасный взрыв, нет, все не так. В современных конденсаторах устанавливают предохранительный клапан (актуально для устройств с большой емкости), либо делаю специальную верхнюю крышку, в небольших моделях. В компьютерах да и вообще в быту можно увидеть последний вариант. Многие видели вздутую верхнюю крышку конденсатора. Это не говорит о том, что он уже вышел из строя, но говорит о том, что скоро это произойдет. Ну а если крышка разорвана, то конденсатор нужно менять.

В старых моделях подобное было не предусмотрено, поэтому при взрыве от них могли отлетать осколки. И скорость их была такая, что они могли представлять опасность для здоровья человека. Убить не могли (если говорить про небольшие конденсаторы), но нанести травмы — вполне. Также стоит отметить, что есть разные типы конденсаторов и в них вероятность взрыва, как и его опасность — разная. Например, есть танталовые конденсаторы, которые состоят из тантала и двуокиси марганца. И эти два вещества, перемешанные вместе, при определенных условиях инициируют химическую реакцию, что приводит к взрыву конденсатора. Но, повторимся, современные устройства, которые широко используются в быту и т.д. не представляют опасности.

Это основные характеристики конденсаторов, как мы писали выше, про дополнительные и второстепенные в рамках данной статьи мы рассказывать не будем. Далее поговорим о различных видах конденсаторов, которые сегодня применяются наиболее широко. Про совсем специфические, которые применяются весьма ограниченно, мы рассказывать не будем.

Виды конденсаторов

Конструкция конденсатора может быть разной, как и материалы из которого он изготовлен. Разумеется, от этого зависят и его свойства с характеристиками, поэтому и существуют разные виды. В простейшем виде конденсатор представляет собой два электрода (называются обкладками), которые имеют форму пластин. Они разделены диэлектриком, на практике слоев диэлектрика может быть много, да и сами электроды могут быть многослойными или в виде лент. Современные конденсаторы довольно сильно отличаются от самых первых, не только по своей конструкции, но и по используемым в них материалам.

Металлобумажные

Металлобумажные конденсаторы являются разновидностью бумажных. В них в качестве диэлектрика выступает бумага. Но не обычная, а специальная, предназначенная именно для конденсаторов. Обкладки делают из фольги. Этот вид используется в цепях как высокой, так и низкой частоты. Главный минус бумажного конденсатора это его низкая прочность, поэтому сегодня они хоть и не вышли из употребления, но используются все реже. А вот металлобумажный является его более продвинутой разновидностью. Тут вместо фольг напыляют металл на бумажный диэлектрик и все это помещено в механический корпус, который предотвращает случайное повреждение всей конструкции. У металлобумажных конденсаторов неплохая удельная емкость, они герметичные, при этом они недорогие и довольно универсальные. Используются они довольно широко, хотя и не повсеместно, свои минусы у них есть.

Керамические

Выглядят как керамические круги на металлических ножках, либо имеют форму похожую на круг, подобные конденсаторы видели многие. Могут быть как в виде одной пластины, так и целой пачки. Электроды, которые из металла, напыляют на керамические пластины и крепят с выводами конденсатора. Свойства этого типа напрямую зависят от вида керамики, которая используются. Главное различие это электрическая проницаемость, которая может варьироваться в очень большом диапазоне. Основная особенность керамических конденсаторов это высокая емкость при небольшом размере, при этом они способы работать с любой поляризацией и не обладают высокими утечками. Из-за компактности их часто применяют в небольших устройствах. Цена на керамические конденсаторы выше, чем на большинство других типов.

Электролитические

Здесь в качестве диэлектрика выступает оксид металла, который образовывается электрохимическим способом на одной обложке, которая сделана из того же металла. В качестве второй обложки выступает электролит (отсюда и название), который может быть как жидким, так и сухим. Подавляющее большинство электролитических конденсаторов являются поляризованными, поэтому они могут работать исключительно с соблюдением полярности. Если она перепутана, то это вызовет химическую реакцию, которая необратима, то есть, конденсатор выйдет из строя. Более того, в ходе этого процесса начнет выделяться газ, а это может привести уже к взрыву. Впрочем, как мы писали выше, в современных устройствах в конструкции предусмотрена такая вероятность и в низ газ просто выйдет без особых последствий. Но сам конденсатор придется менять. Разновидностью этого типа являются ионисторы, которые также могут называть «суперконденсаторы» — их емкость может быть несколько тысяч фарад. Электролитические конденсаторы в свою очередь разделяются на несколько подтипов о которых мы расскажем ниже.

Танталовые

Танталовые конденсаторы это одна из разновидностей электролитических. Название от того, что электрод сделан из тантала. Именно про них мы уже упоминали выше, когда рассказывали про взрывоопасность конденсаторов. В любом случае, это их недостаток, но вместе с тем у них есть и ряд достоинств: они устойчивы к внешним воздействиям, ток утечки у них низкий, размер очень компактный из-за высокой удельной емкости. Именно это объясняет использование танталовых конденсаторов не смотря на их потенциальную опасность. Но, повторимся, современные не являются опасными.

Алюминиевые

Алюминиевые электролитические конденсаторы имеют довольно большую емкость, но нормально работать могут только на малых частотах, что ограничивает сферу их применения. Для положительного электрода здесь используют алюминий, а в качестве диэлектрика выступает триоксид алюминия. Это еще одна разновидность электролитических конденсаторов, о которых мы рассказывали выше. У них высокое соотношение емкости и к размеру, это довольно распространенный тип сегодня.

Пленочные

Этот вид также можно отнести к современным, в качестве диэлектрика тут выступает пленка из различных видов пластика, отсюда и название. Электроды либо напыляют на пленку (более дорогой способ производства), либо делают в виде фольги, которая спрессовывается с пленкой. Применяются довольно широко, у них есть как свои плюсы, так и минусы, которые в большей степени зависят от типа пластика. Например, если это полистирол, то максимальная температура эксплуатации не может превышать +70 градусов по Цельсию, тогда как другие виды пластика способны выдерживать до +120-130 градусов. Некоторые типы устойчивы к пробою и имеют другие свойства. В целом же пленочные конденсаторы характеризуются низким током утечки, но имеют они небольшую емкость по сравнению с другими типами конденсаторов. Тем не менее, некоторые их свойства делают пленочные конденсаторы весьма распространенными в некоторых областях.

Это наиболее распространенные типы конденсаторов, хотя есть и другие. Например, полимерные, которые сегодня постепенно вытесняют электролитические. Или воздушные, где диэлектриком является воздух, но сегодня они применяются очень редко.

Классификация конденсаторов

Разумеется, конденсаторы классифицируются не только по видам, которые обусловлены используемыми материалами и особенностями конструкции, но и по другим параметрам. Про это можно рассказывать очень долго, но в рамках этой статье мы коротко расскажем про другие способы классификации. Это имеет прямое отношение к выбору подходящего варианта. Хотя в этом материале мы и не рассказываем, как выбрать конденсатор, но, тем не менее, после прочтения этой статьи определенные выводы вы сделаете. Ну а если уж мы коснулись вопроса выбора, то в подавляющем большинстве случаев такого вопроса вообще нет. Просто потому, что взамен вышедшего из строя конденсатора нужно просто купить аналогичный и ничего выдумывать тут не нужно. Но вернемся к их классификации.

Конденсаторы классифицируют по изменению емкости, где выделяют постоянной и переменной емкости. Первые никак не меняют этот показатель, вторые меняют его при воздействии различных факторов, например, температуры. Конденсаторы переменной емкости также разделяют на нелинейные и подстроечные. Конденсаторы иногда разделяют по назначению, хотя эта классификация фактически не используется и значения не имеет. Но их можно разделить на две группы: общего и специального назначения. Первая предназначена для широкого применения, вторая для использования в особых условиях эксплуатации. Специальные конденсаторы зачастую разрабатывают и производят под заказ, хотя и здесь есть серийные изделия.

Конденсаторы классифицируют также по типу монтажа, где выделяют навесные, с защелкивающимися выводами, винтовыми выводами и для печатной установки. Способ монтажа зависит от устройства, где будет использоваться конденсатор. Например, если это винтовой вывод, то здесь предусмотрена резьба для соединения, подобные конденсаторы используют с радиаторами. Также их разделяют по способу защиты, это не то, о чем мы писали выше, когда рассказывали про взрывоопасность, это про условия эксплуатации. Тут есть незащищенные конденсаторы, которые предназначены для обычных условий, есть защищенные, которые не боятся высокой влажности. Они могут быть неизолированными или изолированными, также отдельно выделяют уплотненные, корпус которых заполнен разными материалами, а также герметичные, которые, соответственно, полностью герметичны. Также их разделяют по форме, но она в большей степени зависит от вида. Впрочем, некоторые виды конденсаторов могут быть любой формы, чаще всего используется цилиндрическая или плоская, но есть и сферические.

Это основная информация, которую нужно знать про конденсаторы. Конечно, мы про многое не рассказали, но если попытаться написать про все, статья будет очень длинной. Хотя сам по себе конденсатор это довольно простое устройство, но с их фактическим использованием связано очень много нюансов, рассказать про которые в одной статье попросту невозможно. Ну а если вы хотели найти здесь ответ на вопрос, какой конденсатор выбрать взамен вышедшего из строя, то он очень простой. Просто покупайте аналогичный по форме, виду, характеристикам. Это не тот случай, когда нужно что-то изобретать, особенно в том случае, если вы мало что в этом понимаете. Подключение конденсатора не является очень сложной задачей, хотя тут есть моменты, которые нужно знать. Но об этом поговорим в другой статье.

Что такое конденсаторные цепи?

До сих пор мы познакомились с источниками питания, резисторами и переключателями и изучили значение напряжения, тока, сопротивления и рассеиваемой мощности в цепях. В этой статье рассматривается еще один тип электронного компонента: конденсатор.

Ключевые термины

o         Конденсатор

o         Емкость

o         Объектив

4 o        

o         Распознавание функции конденсатора

o         Анализ простых цепей, содержащих конденсаторы

Обратите внимание: не пытайтесь воспроизвести схемы, иллюстрации или инструкции в этой статье в реальных условиях. Это может привести к поражению электрическим током, травме или смерти. Эти примеры приведены только для теоретического обсуждения, а не для фактического/физического использования.

Резисторы являются важными электронными компонентами, но многие сложные электронные схемы имеют гораздо большее значение. Сети резисторов довольно «статичны», то есть их параметры не сильно меняются с течением времени. Это нормально в случае, скажем, с лампочкой — обычно вам нужен постоянный источник света, а не мерцание или мигание. Но что, если мы хотим сделать что-то более интересное, например, создать падение напряжения, которое со временем уменьшается или увеличивается? Нам нужно нечто большее, чем просто резисторы. В этой статье мы обсудим один такой компонент: конденсатор.

Что такое конденсатор?

Заряд может двигаться в проводнике, и он движется под действием электрической силы. Как правило, провода электрически нейтральны, но они могут проводить заряд, и заряд может также накапливаться в частях материала в ответ на электрические силы. Представьте сценарий ниже, где у нас есть наш обычный источник питания (напряжения). Каждая клемма соединена с металлической пластиной, но эти две пластины разделены изолятором (например, воздухом), что означает, что между ними не может перемещаться заряд. Также мы добавим переключатель, который начинается в положении «открыто».

Хотите узнать больше? Почему бы не пройти онлайн-курс по электронике?

Когда переключатель разомкнут, ничего не происходит — нижняя металлическая пластина находится на «земле», а верхняя металлическая пластина отключена от любого источника напряжения. (Мы также предполагаем, что он находится на «земле».) Таким образом, между пластинами не существует электрических сил. Теперь давайте замкнем переключатель и посмотрим, что произойдет. цепи, на двух пластинах нет разности напряжений, но положительный заряд перемещается от положительной клеммы источника питания к верхней пластине и начинает накапливаться (нижняя пластина находится на земле, и положительный заряд притягивается к ней электрической силой) Обратите внимание, что ток не может течь между этими пластинами, потому что они разделены.Поскольку положительный заряд накапливается в верхней пластине, положительный заряд отталкивается от нижней пластины, оставляя на ней эквивалентный отрицательный заряд.

Заряд будет накапливаться до тех пор, пока падение напряжения между двумя пластинами не станет эквивалентным напряжению питания, В. Обратите внимание, что существование электрической силы между пластинами (и, следовательно, разность электрических потенциалов) ясно видно потому что одна пластина заряжена положительно, а другая отрицательно. По сути, эти пластины похожи на источник питания, который «заряжается» или «запитывается» от батареи (или другого источника) в цепи. Другими словами, эти пластины способны накапливать электрическую энергию за счет накопления заряда. Такое устройство, включающее в себя проводящие пластины, какой бы ни была их форма, называется конденсатор. Мы будем использовать следующий интуитивно понятный символ схемы для конденсатора.

Как вы могли догадаться, большие пластины оставляют больше места для накопления заряда. Кроме того, чем ближе пластины, тем сильнее сила между аккумулирующими зарядами. Способность конденсатора удерживать заряд называется его емкостью , , которую мы будем обозначать как C. (единицей емкости в системе СИ является фарад ). — впрочем, мы не будем много заниматься этим юнитом. Тем не менее, один фарад равен одному кулону на вольт, что довольно интуитивно, если подумать!) Если конденсатор может удерживать больший заряд при данном падении напряжения на нем, то его емкость выше.

Практическая задача : Конденсатор имеет емкость 1 фарад. Если падение напряжения на нем составляет 10 вольт, сколько кулонов заряда он может удерживать?

Решение : Используйте определение фарад: это то, сколько заряда может удерживать конденсатор, измеряемый в кулонах на вольт падения напряжения. Таким образом, если конденсатор имеет падение напряжения 10 В, он будет удерживать заряд 10 Кл. (Умножьте падение напряжения на «емкость» заряда — это должно быть то же самое, что и емкость в фарадах. Другими словами, используйте соотношение Q = CV, где Q — заряд, хранящийся в конденсаторе, C — емкость, V — напряжение.)

Что могут конденсаторы?

Вам может быть не сразу очевидно, как можно использовать конденсаторы. А пока давайте посмотрим на схему ниже, чтобы увидеть, на что способен конденсатор.

Сначала замкните переключатель S ₁ , чтобы зарядить конденсатор; поскольку S ₂ остается разомкнутым, на резисторе нет падения напряжения, поэтому он не участвует в функционировании схемы.

Как мы обсуждали выше, конденсатор будет «заряжаться» до тех пор, пока не достигнет напряжения В . (Время, необходимое для осуществления этого процесса, зависит от ряда факторов: если провода действительно являются идеальными проводниками, то процесс происходит мгновенно, но если провод имеет некоторое сопротивление, как это имеет место в действительности, то этот процесс занимает некоторое конечное время. количество времени.) Как только конденсатор заряжен, мы размыкаем переключатель S ₁ ; Верхняя пластина сохраняет свой заряд (поскольку она не заземлена), поэтому напряжение на С остается В вольт.

Теперь замкните переключатель S ₂ . Положительный заряд на верхней пластине конденсатора теперь имеет путь к земле через резистор R. Следуя принципам анализа цепей, мы знаем, что (первоначально) падение напряжения на резисторе составляет В.

 

Но когда избыточный заряд в верхней пластине конденсатора стекает на землю, конденсатор теряет накопленную энергию, а это означает, что его напряжение уменьшается. Таким образом, по закону Ома уменьшается и сила тока. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не истощится заряд конденсатора; в этот момент цепь «мертвая» (просто это означает, что больше нет напряжения или тока через R и C ). (Кстати, положительный заряд в этом случае лучше всего рассматривать как движение к нижней пластине конденсатора, где он «нейтрализует» отрицательный ток, накопленный при зарядке конденсатора.)

В этот момент конденсатор должен быть перезарядить, чтобы повторить процесс. Если в этой цепи одновременно замкнуты оба ключа, то конденсатор также заряжается, но как только он достигает максимальной емкости, ток течет только через резистор 9.0035 R. Этот ток можно найти по закону Ома.

Таким образом, при полной зарядке в этой цепи конденсатор фактически аналогичен открытому выключателю!

В этой статье конденсатор представлен лишь вкратце, и сделано это с минимумом математики. Чтобы по-настоящему понять, что происходит с конденсаторами, нам потребуется сложная математика и более сложная электрическая теория. Но, как вы можете видеть из краткого обсуждения выше, конденсаторы — это электронные компоненты, которые могут накапливать электрическую энергию за счет накопления заряда. Эта функция важна, например, в цепях радиосвязи, и это только один пример!

Зачем использовать конденсаторы? — Электротехническая биржа стека

спросил
12 лет, 2 месяца назад

Изменено
7 лет, 11 месяцев назад

Просмотрено
102 тысячи раз

\$\начало группы\$

Зачем нужно какое-то время сохранять напряжение в конденсаторе? Я всегда предполагал, что схемы работают, когда вы включаете их, и останавливаются, когда вы их отключаете.

Почему нельзя провести всю цепь без конденсатора? Если он предназначен для хранения, почему бы просто не использовать триггер?

• конденсатор

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Если бы все, что вы хотели построить, это цифровая схема, и ваши источники напряжения действительно поддерживали бы постоянное напряжение, независимо от того, сколько тока от них потреблялось, и ничего не создавало бы электрических помех, вам бы не понадобились конденсаторы.

Но источники напряжения провисают, когда вы получаете от них ток. Щетки двигателя (и множество других компонентов) производят ужасные скачки напряжения, которые вы хотите отфильтровать из своей цифровой схемы. Некоторые люди также имеют дело с аналоговыми схемами, где сигналы напряжения и тока непрерывно изменяются в широком диапазоне. Для такой изменяющейся во времени схемы необходимы конденсаторы.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Цифровые схемы могут быть особенно плохими, но в целом вы пытаетесь сделать шину питания источником питания постоянного тока. большинство схем, когда они внезапно получают питание от шины питания, не будут слишком счастливы, если шина питания отреагирует провалом.

При переходе на более высокую скорость индуктивность создает большую проблему, чем сопротивление. Конденсатор действует как очень близкий источник питания. Вы вытягиваете свою высокоскоростную мощность из конденсатора, и источник питания медленно заряжает конденсатор.

При правильном выполнении все работает по спецификации. Когда вы делаете коммерческий продукт и делаете это неправильно, вы получаете продукт с очень странными ошибками, обычно связанными с высокой нагрузкой, поскольку напряжение действительно проседает (провалы = ниже того, что должно быть). В худшем случае высокоскоростные сигналы проходят по вашим линиям электропередач, и FCC не одобряет ваш продукт, поскольку он излучает высокочастотную энергию.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Конденсаторы также широко используются в генераторах, фильтрах и схемах синхронизации, поскольку их скорость зарядки и скорость разрядки можно точно рассчитать.

В RC-цепи значение постоянной времени (в секундах) равно произведению сопротивления цепи (в омах) на емкость цепи (в фарадах), т. е. R × C. Это время, необходимое для зарядить конденсатор через резистор до 63,2% полного заряда; или разрядить его до 36,8% начального напряжения. Эти странно выглядящие проценты получены из математической константы e (2,71828, основание натуральных логарифмов), а именно 1 − 1/e и 1/e соответственно.

Генератор и схемы синхронизации обычно используются в цифровых системах для обеспечения генераторов частоты и синхронизации. Генераторы и фильтры обычно используются в аналоговых схемах, то есть в аудио- или радиочастотных (РЧ).

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Одним из наиболее популярных применений конденсаторов в промышленной электротехнике является обеспечение коррекции коэффициента мощности. Конденсаторы накапливают энергию и высвобождают ее каждый цикл в сети распределения электроэнергии переменного тока, чтобы компенсировать тот факт, что высокоиндуктивные нагрузки, такие как электродвигатели, потребляют ток, который «отстает» от приложенного напряжения. Это приводит к плохому коэффициенту мощности в электрической распределительной сети, что обычно означает, что сетевые активы не могут использоваться в соответствии с их полной номинальной мощностью.

Используя коррекцию коэффициента мощности, которая для индуктивных нагрузок означает включение конденсаторов в сеть питания, коэффициент мощности может быть увеличен почти до единицы, что означает, что сетевые активы, такие как большие трансформаторы, не должны быть излишне габаритными.

Кроме того, большинство органов по электроснабжению будут наказывать пользователей с очень низким коэффициентом мощности, поскольку они обычно несут дополнительные расходы в связи с чрезмерно большими и недостаточно используемыми распределительными активами. Таким образом, у крупных промышленных потребителей появляется финансовый стимул для установки оборудования для коррекции коэффициента мощности.

Конденсаторы также используются для фильтрации пульсаций при преобразовании переменного тока в постоянный (например, на входном каскаде привода с регулируемой скоростью или в цепи инвертора).

Кроме того, конденсаторы используются для «усиления» источников питания постоянного тока (например, для преобразования источника питания 5 В постоянного тока в выходное напряжение 9 В постоянного тока). Они называются схемами прерывателя.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Почему нельзя нарисовать всю схему
конденсатор свободен?

Схемы иногда рисуются без конденсаторов, так как неявно они будут включены в каждый вывод логического питания. Очевидно, что при использовании инструмента EDA они должны быть где-то на схеме (обычно в каком-то углу), но подразумевается, что на каждом контакте будет как минимум по одному (несколько колпачков могут охватывать более широкий диапазон частот), и, как максимально близко.

Для прототипов — , особенно для прототипов — блокировочные конденсаторы еще важнее. Часто в клубке проводов будет намного больше индуктивности, чем обычно. Даже если ваша частота переключения низкая, спектральный состав фронтов может быть чрезвычайно высоким.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Здравствуйте, пользователь 1424
Вы, кажется, задаете много вопросов о многих электронных вещах. Могу ли я порекомендовать вам найти хорошую книгу, такую ​​как «Искусство электроники» Горовица и Хилла, и хорошенько ее прочитать.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Развязывающие конденсаторы служат нескольким целям. Во-первых, они являются защитой от изменений в источнике питания. Если бы конденсатора не было, провал мог бы сбросить всю цепь. Точно так же некоторые энергоемкие части схемы могут включаться и выключаться во время работы. Включение также создает провал; большой ток, внезапно необходимый в одном месте, означает, что он больше не доступен в другом месте. Конденсатор является буферным накопителем, который обеспечивает достаточный ток для всех компонентов в эти моменты переключения.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Хорошим примером являются емкостные сенсорные экраны (например, сенсорный экран в iPhone).

В емкостных сенсорных экранах используется слой емкостного материала для удержания электрического заряда. Прикосновение к поверхности экрана приводит к искажению электростатического поля экрана, создавая падение напряжения, которое можно измерить как изменение емкости.