Objašnjene vrste kondenzatora

U ovom postu učimo o osnovama kondenzatora, kao i o različitim vrstama kondenzatora koji su uobičajeno dostupni na tržištu i koriste se u većini elektroničkih sklopova.

Pregled

Kondenzator je jednostavno pasivni elektronički dio koji je dizajniran za pohranu električnog naboja.

U fizičkom je obliku izrađen od para metalnih ploča ili elektroda odvojenih izolacijskim sadržajem ili dielektrikom. Primjenom istosmjernog napona na stezaljkama kondenzatora trenutno se stvara nestašica elektrona na pozitivnoj ploči i prekomjerna količina elektrona na negativnoj ploči, kao što je prikazano na sljedećoj slici.

Ova diferencijalna nakupina elektrona dovodi do električnog naboja koji akumulira određenu razinu (na temelju napona) nakon koje ostaje na toj razini. Ako je uključen istosmjerni tok, izolator unutar kondenzatora radi poput sustava za blokiranje protoka struje (međutim, to može biti blaga prijelazna struja punjenja koja sprječava kad se kondenzator potpuno napuni).

Kada se izmjenični napon koristi preko kondenzatora, naboj akumuliran tijekom pola ciklusa izmjenične struje preokreće se sa sljedećim 2. poluciklusom, što dovodi do toga da kondenzator omogućuje struji kroz njega učinkovit rad, kao da dielektrična izolacija nikada nije postojala.

Stoga, kada je uključen izmjenični napon, kondenzator jednostavno radi poput spojnog uređaja. Teško ćete pronaći bilo koji elektronički sklop koji nosi izmjeničnu struju, a ne sadrži nekoliko kondenzatora, moguće za spajanje ili za optimizaciju općeg frekvencijskog odziva sustava.

U posljednjem spomenutom scenariju, kondenzator je povezan s otpornikom kako bi se stvorila RC kombinacija. Pojava punjenja / pražnjenja uključena u kondenzatore također se može koristiti u raznim drugim krugovima, na pr. , fotografska elektronička bljeskalica.

Baš kao i otpornici, kondenzatori se mogu konfigurirati tako da rade s fiksnim vrijednostima ili se mogu podesiti u svojoj veličini. Fiksni kondenzatori su primarni temelji sklopa (zajedno s otpornicima). Varijabilni kondenzatori uglavnom su namijenjeni optimizaciji podešenih krugova.

The parametri izvedbe svakog kondenzatora su različiti pa se i njihove primjene u skladu s tim razlikuju.

Jedan od oblika elektroničkih komponenata koji se široko koristi su elektronički kondenzatori. Osim toga, ostali kondenzatori koji se koriste u industriji uključuju keramiku, srebrni tinjac, elektrolitske, plastične, tantalne i druge.

Svaka vrsta kondenzatora koristi se u raznim primjenama u skladu s njihovim nedostacima i prednostima.

Bitno je da se mora odabrati prava vrsta kondenzatora jer kondenzator u velikoj mjeri koristi krug u kojem se kondenzator koristi.

Stoga, u slučaju da se na temelju njegovih parametara ne odabere ispravna vrsta kondenzatora za umetanje u krug, to može rezultirati nepravilnim ili neispravnim radom kruga.

Osnove kondenzatora

Fizički zakoni koji u osnovi upravljaju različitim vrstama kondenzatora su isti i u skladu s njima se pridržavaju.

Ovi osnovni zakoni određuju različite parametre kondenzatora, poput načina rada kondenzatora vrijednost kondenzatora , i njegov kapacitet (maksimalna količina napunjenosti koju će kondenzator držati).

Dakle, osnovna teorija na kojoj se grade i rade kondenzatori omogućuje razumijevanje različitih oblika kondenzatora i kako oni mogu biti ili se koriste.

Napomena: Iako je došlo do brojnih događaja na polju dielektrika, osnovni zakoni na kojima kondenzatori rade nisu se promijenili i oni se primjenjuju do danas.

Vrste kondenzatora i dielektrika

Kao što je gore spomenuto, iako su osnovni zakoni na kojima kondenzatori rade, svojstva kondenzatora izuzetno se razlikuju zbog načina na koji je konstruirana svaka vrsta kondenzatora.

Različita svojstva koja posjeduju različite vrste kondenzatora daje njihov glavni element koji se nalazi između dvije ploče kondenzatora i poznat je kao 'dielektrik'.

Dielektrična konstanta kondenzatora može utjecati na razinu kapacitivnosti koju kondenzator može postići pri zadanom određenom volumenu. Također se može naći da su različiti kondenzatori različitih vrsta polarizirani u prirodi, pri čemu se napon na kondenzatoru tolerira samo u jednom smjeru.

S druge strane, može se utvrditi da različiti kondenzatori različitih vrsta nisu polarizirani u prirodi, pri čemu se napon na kondenzatoru tolerira u oba smjera.

Kondenzatori se obično nazivaju na temelju prirode dielektrika koji je prisutan u kondenzatoru.

To je indikativno za opća svojstva koja će kondenzator pokazivati ​​zajedno s raznim različitim vrstama funkcija kruga gdje se mogu koristiti.

Pregled kondenzatora i njegovih različitih vrsta

Za nepolarizirane kondenzatore koriste se različiti oblici dizajna, od kojih se gotovo svi lako prepoznaju iz stila kondenzatora. Ne trebate detaljno istraživati ​​stvarne konstrukcije. Njihove su osobine presudne, premda mogu odlučiti o idealnoj sorti za rad za određenu primjenu.

Nepolarizirani kondenzatori

1. Papirni dielektrični kondenzatori , koji se obično mogu prepoznati po njihovom cjevastom obliku, najjeftiniji su, ali u pravilu glomazni. Njihova mnoga druga ključna ograničenja su da nisu prikladni za upotrebu na visokim frekvencijama preko 1 MHz, što praktički ograničava njihovu primjenu na audio krugove. Obično se nalaze u vrijednostima od 0,05 µF do 1 ili 2 µF, s radnim naponima između 200 i 1000 volti. Dielektrični kondenzatori presvučeni papirom od plastike mogli bi imati puno veće radne napone.
2. Keramički kondenzatori vrlo su popularni u malim audio i RF krugovima. Oni su prilično jeftini i mogu se dobiti u raznim vrijednostima od 1 pF do 1 µF sa značajnim radnim naponima, a osim toga prepoznati su po vrlo malom propuštanju. Mogu se izrađivati ​​i u diskovima i u cilindričnim konstrukcijama i u obliku metaliziranih keramičkih ploča.
3. Kondenzatori od srebrne liskune su skuplji od keramičkih kondenzatora, ali imaju izvanrednu visokofrekventnu radnu sposobnost i vrlo puno manja dopuštena odstupanja, pa se obično smatraju pogodnima za vitalne primjene. Mogli bi se proizvoditi s izuzetno visokim radnim naponima.
4. Polistirenski kondenzatori stvoreni su od metalne folije odvojene polistirenskim filmom, koja obično ima integrirani polistirenski poklopac koji jamči poboljšana svojstva izolacije. Poznati su po minimalnim gubicima s visokim frekvencijama, izvrsnoj stabilnosti i postojanosti. Vrijednosti mogu varirati od 10 pF do 100 000 pF, međutim radni napon obično se značajno smanjuje s porastom vrijednosti kapacitivnosti.
5. Polikarbonatni kondenzatori imaju tendenciju da se obično proizvode u obliku pravokutnih dijelova koji završavaju kao žice koje se lako mogu umetnuti u rupe na PCB-u. Oni pružaju visoke vrijednosti (čak 1µF) u malim dimenzijama, zajedno sa značajkama smanjenih gubitaka i minimalne induktivnosti. Baš kao polistirenski kondenzatori, radni naponi postaju ugroženi višim vrijednostima kapacitivnosti.
6. Kondenzatori od poliesterskog filma su također proizvedeni za izravno sastavljanje u tiskanim pločama, vrijednosti od 0,01 µF do 2,2 µF. To su obično veće veličine u usporedbi s polikarbonatnim kondenzatorima. Njihova mala unutarnja induktivnost omogućuje im da budu posebno pogodni za funkcije spajanja i razdvajanja u elektroničkim krugovima. Vrijednosti kondenzatora od poliesterskog filma obično se spominju s kodom u boji koji sadrži 5 prstenova u boji.
7. Milarni kondenzatori mogao bi se smatrati standardnim filmskim kondenzatorom, koji se obično nalazi u vrijednostima od 0,001 µF do 0,22 µF, s radnim naponom do 100 volti dc.

Razne vrste kondenzatora koje se koriste u većini elektroničkih sklopova su kako slijedi:

Keramički kondenzator:

Kondenzator, naime, keramički kondenzator koristi se za više aplikacija, uključujući RF i audio.

Raspon vrijednosti keramičkog kondenzatora je između nekoliko pikofarada i 0,1 mikrofarada. Keramički kondenzatori su najčešće korišteni u industriji jer su to najpouzdaniji i najjeftiniji tip kondenzatora na raspolaganju.

Također, još jedan razlog njegove uobičajene i široke upotrebe je taj što je faktor gubitka keramičkog kondenzatora vrlo nizak. Ali faktor gubitka kondenzatora također ovisi o dielektriku koji se koristi u kondenzatoru.

Keramički kondenzatori se koriste u oba oblika površinskog montiranja i olovni zbog konstrukcijskih svojstava kondenzatora.

Elektrolitički kondenzator:

Jedna vrsta kondenzatora koja je polarizirane prirode su elektrolitski kondenzatori.

Vrijednosti kapacitivnosti koje nudi elektrolitski kondenzator vrlo su visoke i kreću se više od 1µF. elektrolitski kondenzatori koriste se u industriji obično za primjene koje se izvode na niskim frekvencijama, poput aplikacija za odvajanje, napajanja i audio spajanja.

To je zato što ove aplikacije imaju ograničenje frekvencije od gotovo 100 kHz.

Tantalski kondenzator:

Druga vrsta kondenzatora koja je polarizirane prirode je tantalni kondenzator. Razina kapacitivnosti koju pruža tantalni kondenzator pri njihovoj zapremini je vrlo visoka.

Jedan od nedostataka tantalnog kondenzatora je što u tantalovom kondenzatoru nema tolerancije prema obrnutom pristranosti, što može rezultirati eksplozijom kondenzatora kada je izložen stresu.

Još jedan nedostatak je taj što ima vrlo malu toleranciju na mreškaste struje i stoga one ne bi trebale biti izložene visokim naponima (poput napona koji je veći od njihovog radnog napona) i visokoj valovitoj struji. Tantalni kondenzatori dostupni su u oblicima površinskog montiranja i u olovnim.

Srebrni kondenzator sljude:

Iako se upotreba kondenzatora srebrne liskune znatno smanjila u trenutnoj eri, stabilnost koju pružaju kondenzatori srebrne liskune i dalje je vrlo visoka, uz visoku točnost i male gubitke.

Također, u kondenzatorima srebrne liskune ima dovoljno prostora. Aplikacije u kojima se primarno koriste uključuju RF aplikacije.

Maksimalne vrijednosti na koje je ograničen kondenzator srebrnog liskuna su približno 100pF.

Kondenzator polistirenskog filma:

Kondenzatori od polistirenskog filma pružaju kondenzator uske tolerancije gdje god je to potrebno. Također, ovi su kondenzatori relativno jeftiniji od ostalih kondenzatora.

Dielektrični sendvič ili ploče prisutne u kondenzatorima polistirenskog filma valjani su zajedno što rezultira oblikom kondenzatora u obliku cijevi.

Postavljanje dielektričnog sendviča i oblik kondenzatora ograničava odziv kondenzatora na visoke frekvencije zbog dodavanja induktivnosti i tako reagira na samo nekoliko 100 kHz.

Općenito dostupni polistirenski kondenzatori u obliku su olovnih elektroničkih komponenata.

Kondenzator od poliesterskog filma:

Tolerancija koju pruža kondenzator od poliesterskog filma je vrlo niska, pa se ovi kondenzatori koriste u situacijama kada je prethodno uzeto u obzir trošak.

Razina tolerancije velikog postotka dostupnih kondenzatora od poliesterskog filma iznosi 10% ili 5%, što se smatra dovoljnim za niz primjena.

Općenito dostupnost poliesterskih kondenzatora u obliku je olovnih elektroničkih komponenata.

Metalizirani kondenzator od poliesterskog filma

Kondenzatori metaliziranog poliesterskog filma sastoje se od poliesterskih filmova koji su metalizirani i u svakom drugom smislu slični su kondenzatorima od poliesterskog filma ili nekom drugom njegovom obliku.

Jedna od prednosti koja se postiže metalnim poliesterskim filmom je ta što izrađuje elektrode vrlo male širine, a time omogućava i uvrtanje kondenzatora u paket vrlo malih veličina.

Općenito dostupni metalizirani kondenzatori od poliesterskog filma su u obliku olovnih elektroničkih komponenata.

Polikarbonatni kondenzator:

Primjene u kojima je najkritičniji i presudan zahtjev visoke performanse i pouzdanost, te primjene koriste polikarbonatne kondenzatore.

Vrijednost kapacitivnosti drže polikarbonatni kondenzatori dulje vrijeme, jer je njihova tolerancija vrlo visoka. Tako visoke razine tolerancije postižu se zbog stabilnosti polikarbonatnog filma koji se koristi u polikarbonatnom kondenzatoru.

Uz to, faktor rasipanja polikarbonatnog kondenzatora vrlo je nizak i mogu podnijeti temperaturu širokog raspona i ostati stabilni.

Raspon temperature koji ovaj kondenzator može podnijeti je između -55ºC i + 125ºC. Unatoč svim tim svojstvima, proizvodnja i proizvodnja polikarbonatnih kondenzatora značajno se smanjila.

PPC ili polipropilenski kondenzator:

Kod ove vrste kondenzatora potrebna je razina tolerancije viša od one koju može pružiti poliesterski kondenzator, a zatim se u tim slučajevima koriste polipropilenski kondenzatori.

Materijal koji se koristi za dielektrik u polipropilenskom kondenzatoru je polipropilenski film.

Prednost koju polipropilenski kondenzator ima u odnosu na ostale kondenzatore je u tome što može podnijeti vrlo visoki napon u određenom vremenskom razdoblju, a time je promjena razine kapacitivnosti uslijed povećanja i smanjenja napona tijekom vremena vrlo mala.

Polipropilenski kondenzator također se koristi u slučajevima kada je frekvencija koja se koristi vrlo niska, uglavnom u rasponu od 100 kHz što je najveća granica.

Općenito je dostupan polipropilenski kondenzator u obliku olovnih elektroničkih komponenata.

Stakleni kondenzatori:

Dielektrik koji se koristi u staklenom kondenzatoru sastoji se od stakla. Iako su stakleni kondenzatori skupi, njihove su performanse vrlo visoke.

Kapacitet RF struje staklenih kondenzatora je vrlo visok, a gubici izuzetno mali. Uz to, u staklenim kondenzatorima nema nikakve piezo-električne buke.

Sva ta i neka dodatna svojstva staklenih kondenzatora čine ih najprikladnijim i idealnim za RF primjene koje zahtijevaju visoke performanse.

Superkondenzator:

Ostala imena po kojima je superkap poznat su ultrakondenzator ili superkondenzator.

Vrijednosti kapacitivnosti ovih kondenzatora su vrlo velike, jer je takvo njihovo ime. Razine kapacitivnosti ultrakondenzatora idu gotovo prema tisućama Farada.

Ultrakondenzator se koristi u industriji za opskrbu memorijom, zajedno s raznim primjenama u području automobilske primjene. Različiti glavni tipovi kondenzatora uključeni su u superkapu.

Uz njih postoje i razne druge vrste kondenzatora koji se koriste kada su primjene specijalizirane po prirodi.

Identifikacija kondenzatora uglavnom se vrši putem njihovih parametara kao što su vrijednosti označene na slučajevima kondenzatora. Kako bi se parametri prikazali na kompaktan način, oznake parametara vrše se u obliku koda.

PROMJENJIVI KAPACITORI

Varijabilni kondenzatori izrađeni su od zamjenskih dijelova metalnih ploča, pri čemu je jedan komplet nepomičan i nepomičan, a drugi pomični.

Ploče su odvojene dielektrikom koji može biti zračni ili čvrsti dielektrik. Kretanje jednog seta ploča pomiče cjelokupni presjek ploča, mijenjajući time kapacitet preko ploča.

Uz to, standardna razlika između kondenzatora za podešavanje koji se koriste za opetovanu manipulaciju (npr. Za podešavanje radio-prijemne stanice) i trimera kondenzatora namijenjenih preliminarnom postavljanju podešenog kruga.

Ugađajući kondenzatori imaju tendenciju da budu veći, snažnije strukture i obično su zračnog dielektričnog tipa.

Trimer kondenzatori Često se određuju dielektrikom od sljude ili filma koji ima smanjenu količinu ploča, pri čemu se kapacitivnost prilagođava okretanjem srednjeg vijka kako bi se promijenilo naprezanje na pločama i dielektrična sljuda.

Zbog činjenice da su kompaktnijih dimenzija, čak i tako, trimer kondenzator ponekad se može primijeniti poput kondenzatora za podešavanje na džepni krug FM radija, iako se proizvode ekskluzivni mini kondenzatori za ugradnju na ploču.

Što se tiče podešavanja kondenzatora, struktura lopatica govori o načinu na koji se kapacitivnost mijenja dok se vreteno pomiče.

Svi su ti atributi općenito kategorizirani u jednom od sljedećih opisa:

1. Linearno: gdje svaki stupanj rotacije vretena generira sličnu promjenu u kapacitivnosti. Ovo je najtipičnija vrsta odabrana za radio prijamnike.

2. Logaritamski: gdje svaki stupanj pomicanja vretena generira stalno različitu razinu frekvencije podešenog kruga.

3. Ravnomjerna frekvencija: gdje svaki pojedinačni stupanj kretanja vretena daje iste varijacije u frekvenciji u podešenom krugu. 4. Zakon kvadrata: u kojem je promjena kapacitivnosti proporcionalna kvadratu kuta kretanja vretena.