Конденсатор в цепи переменного и постоянного тока: что это такое, виды
Элементная база для конструирования электронных устройств усложняется. Приборы объединяются в интегральные схемы с заданным функционалом и программным управлением. Но в основе разработок — базовые приборы: конденсаторы, резисторы, диоды и транзисторы.
Что такое конденсатор?
Прибор, который накапливает электроэнергию в виде электрических зарядов, называется конденсатором.
Количество электричества или электрический заряд в физике измеряют в кулонах (Кл). Электрическую ёмкость считают в фарадах (Ф).
Уединенный проводник электроёмкостью в 1 фараду — металлический шар с радиусом, равным 13 радиусам Солнца. Поэтому конденсатор включает в себя минимум 2 проводника, которые разделяет диэлектрик. В простых конструкциях прибора — бумага.
Работа конденсатора в цепи постоянного тока осуществляется при включении и выключении питания.Только в переходные моменты меняется потенциал на обкладках.
Конденсатор в цепи переменного тока перезаряжается с частотой, равной частоте напряжения источника питания. В результате непрерывных зарядов и разрядов ток проходит через элемент. Выше частота — быстрее перезаряжается прибор.
Сопротивление цепи с конденсатором зависит от частоты тока. При нулевой частоте постоянного тока величина сопротивления стремится к бесконечности. С увеличением частоты переменного тока сопротивление уменьшается.
Где применяются конденсаторы?
Работа электронных, радиотехнических и электрических устройств невозможна без конденсаторов.
В электротехнике прибор используется для сдвига фаз при запуске асинхронных двигателей. Без сдвига фаз трехфазный асинхронный двигатель в переменной однофазной сети не функционирует.
Конденсаторы с ёмкостью в несколько фарад — ионисторы, используются в электромобилях, как источники питания двигателя.
Для понимания, зачем нужен конденсатор, нужно знать, что 10-12% измерительных устройств работают по принципу изменения электрической ёмкости при изменении параметров внешней среды. Реакция ёмкости специальных приборов используется для:
- регистрации слабых перемещений через увеличение или уменьшение расстояния между обкладками;
- определения влажности с помощью фиксирования изменений сопротивления диэлектрика;
- измерения уровня жидкости, которая меняет ёмкость элемента при заполнении.
Трудно представить, как конструируют автоматику и релейную защиту без конденсаторов. Некоторые логики защит учитывают кратность перезаряда прибора.
Ёмкостные элементы используются в схемах устройств мобильной связи, радио и телевизионной техники. Конденсаторы применяют в:
- усилителях высоких и низких частот;
- блоках питания;
- частотных фильтрах;
- усилителях звука;
- процессорах и других микросхемах.
Легко найти ответ на вопрос, для чего нужен конденсатор, если посмотреть на электрические схемы электронных устройств.
Принцип работы
В цепи постоянного тока положительные заряды собираются на одной пластине, отрицательные — на другой. За счет взаимного притяжения частицы удерживаются в приборе, а диэлектрик между ними не дает соединиться. Тоньше диэлектрик — крепче связаны заряды.
Конденсатор берет нужное для заполнения ёмкости количество электричества, и ток прекращается.
При постоянном напряжении в цепи элемент удерживает заряд до выключения питания. После чего разряжается через нагрузки в цепи.
Переменный ток через конденсатор движется иначе. Первая ¼ периода колебания — момент заряда прибора. Амплитуда зарядного тока уменьшается по экспоненте, и к концу четверти снижается до нуля. ЭДС в этот момент достигает амплитуды.
Во второй ¼ периода ЭДС падает, и элемент начинает разряжаться. Снижение ЭДС вначале небольшое и ток разряда, соответственно, тоже. Он нарастает по той же экспоненциальной зависимости. К концу периода ЭДС равна нулю, ток — амплитудному значению.
В третьей ¼ периода колебания ЭДС меняет направление, переходит через нуль и увеличивается. Знак заряда на обкладках изменяется на противоположный. Ток уменьшается по величине и сохраняет направление. В этот момент электрический ток опережает по фазе напряжение на 90°.
В катушках индуктивности происходит наоборот: напряжение опережает ток. Это свойство стоит на первом месте при выборе, какие цепи использовать в схеме: RC или RL.
В завершении цикла при последней ¼ колебания ЭДС падает до нуля, а ток достигает амплитудного значения.
«Ёмкость» разряжается и заряжается по 2 раза за период и проводит переменный ток.
Это теоретическое описание процессов. Чтобы понять, как работает элемент в цепи непосредственно в устройстве, рассчитывают индуктивное и емкостное сопротивление цепи, параметры остальных участников, и учитывают влияние внешней среды.
Характеристики и свойства
К параметрам конденсатора, которые используют для создания и ремонта электронных устройств, относят:
- Ёмкость — С. Определяет количество заряда, которое удерживает прибор. На корпусе указывается значение номинальной ёмкости. Для создания требуемых значений элементы включают в цепь параллельно или последовательно. Эксплуатационные величины не совпадают с расчетными.
- Резонансная частота — fр. Если частота тока больше резонансной, то проявляются индуктивные свойства элемента. Это затрудняет работу. Чтобы обеспечить расчетную мощность в цепи, конденсатор разумно использовать на частотах меньше резонансных значений.
- Номинальное напряжение — Uн. Для предупреждения пробоя элемента рабочее напряжение устанавливают меньше номинального. Параметр указывается на корпусе конденсатора.
- Полярность. При неверном подключении произойдет пробой и выход из строя.
- Электрическое сопротивление изоляции — Rd. Определяет ток утечки прибора. В устройствах детали располагаются близко друг к другу. При высоком токе утечки возможны паразитные связи в цепях. Это приводит к неисправностям. Ток утечки ухудшает емкостные свойства элемента.
- Температурный коэффициент — TKE. Значение определяет, как ёмкость прибора меняется п
Меняем конденсаторы на материнской плате » PCmodern. ru
Освоив данный метод пайки, вы легко сможете ремонтировать материнские платы, блоки питания и видеокарты.
Итак, для пайки нам понадобятся следующие инструменты:
- ремонтируемая деталь (например, материнка),
- пальник или термофен,
- припой,
- флюс,
- оплётка,
- плоскогубцы,
- конденсатор,
- обезжириватель,
- кисточка.
Вздутие конденсаторов вызывает повышенное напряжение, высокая температура или заводской брак.
Как подобрать нужный конденсатор
На каждом конденсаторе имеется маркировка. Там указано 4 параметра:- напряжение в вольтах,
- емкость в микрофарадах,
- рабочая температура,
- маркировка полярности.
Что касается маркировки полярностей на конденсаторе, то минус отмечается серой или золотой полосой.
На ремонтируемой детали (в моем случае это материнская плата) полярность обозначается в виде двухцветного круга, рассеченного пополам.
Закрашенная часть круга — это минус. Конденсатор ставится на плату минус к минусу, плюс к плюсу.
Единственное исключение – это платы фирмы Asus. У них маркировка полярности сделана наоборот, т.е. закрашенный полукруг у них — это плюс.
Именно на материнской плате Asus мы сегодня и будем проводить замену конденсаторов.
Нам нужно определить, какие конденсаторы вздулись или полопались. Мне пришлось ломать «кондер» для демонстрации. Истинно вздутые конденсаторы выглядят немного иначе, но, надеюсь, что суть вам ясна.
Также мы должны найти этот конденсатор на обратной стороне платы.
Итак, мы с вами определили конденсатор под замену с обеих сторон материнки. Теперь можно приступать к пайке.
Отпаиваем старый конденсатор
Не забываем о технике безопасности и подкладываем под плату силиконовый коврик.
На ножки целевого конденсатора наносим флюс для того, чтобы пайка получилась качественной.
Для того что бы выпаять старый конденсатор было проще, желательно нагреть место пайки термофеном. Выставляем температуру на 300-320 градусов на паяльной станции.
И прогреваем место пайки на расстоянии 4-5 см.
Далее подготавливаем паяльник – для этого смачиваем жало флюсом и накладываем припой, делая каплю «жидкой пайки» на конце жала.
Должно получиться вот так.
Это нужно для того, чтобы старый (заводской) припой смешался с новым. Это упростит пайку.
Не забываем выставить температуру 300-320 градусов. Это температура плавления припоя.
На заготовленные ножки конденсатора прикладываем паяльник так, чтобы капля полностью покрыла ножку.
Стараемся вытащить конденсатор с другой стороны. Ни в коем случае не тянем его руками, так как можно сильно обжечься.
Можно поставить материнку вот так.
После того, как вы выпаяли старый конденсатор, нужно убрать припой из отверстий на плате.
Это можно сделать оловоотсосом или же оплёткой. По мне так проще второй вариант.
Положите оплетку поверх отверстий и ведите жалом, пока не увидите, что медные усики забрали весь припой на себя.
Для большей эффективности сквозь оплётку проткните отверстия, но не прикладывайте чрезмерных усилий, так как можно повредить текстолит.
Ставим новый конденсатор
И вот финишная прямая.Вставляем новый конденсатор в выпаянное нами отверстие.
Не забывайте про полярность на плате и конденсаторе (в особенности, что касается плат Asus).
С обратной стороны у нас должно получиться вот так.
Наносим флюс по самый верх этих ножек и, проводя каплей «жидкой пайки» снизу вверх по ножке, запаиваем деталь. Припой сам сольётся по ножке и встанет на плату. Если конденсатор не шатается, значит, у вас всё получилось.
По окончании работ обязательно снимите остатки флюса обезжиривателем.
Дело в том, что оставленный флюс начнет разрушать текстолит на плате.
Ножки нужно будет обрезать, но прямо под корень их не рубите, так как конденсатор просто выпадет, и вся работа пойдет насмарку.
Вот и всё. Материнская плата снова работает, компьютер включается, а вы прокачали свой скил!
Финальный результат выглядит так.
Те самые ножки.
Лицевая сторона. Все готово!
Источник: httрs://tehnichка.рro/change-capacitor-on-motherboard/
Конденсаторы Материнка Ремонт
Как определить полярность конденсатора и не перепутать?
Все конденсаторы имеют высокий показатель удельной емкости. Это объяснятся применением оксидной пленки в качестве диэлектрика, который располагается между обкладками. Этот слой появляется на поверхности металла – AL, Ta, Nb. Она характеризуется большой электрической прочностью, а также своими вентильными свойствами. Ее толщина колеблется от 0,01 до 1мкм.
Если создается напряжение в 100 вольт, создается напряженность на этом слое в 107В на см. Таким образом приближается к максимальному пределу своей прочность, исходя из теории ионной кристаллов.
В статье разобраны все аспекты как определить полярность конденсаторы и что такое полярность конденсаторов. В качестве дополнения есть ролик и скачиваемый файл на эту тему.
Полярность конденсаторов.
Параметры, которыми характеризуется конденсаторы
Вообще говоря, таких параметров много. У нас тут не нобелевская лекция, поэтому ограничимся только необходимым минимумом, который пригодится в практической деятельности. Номинальное рабочее напряжение. Конденсатор может использоваться в режимах, когда напряжение на нём не превышает рабочего. Использовать, например, электролитический конденсатор с рабочим напряжением 10 В в цепях +5 В или +3 В можно.
Чем больше рабочее напряжение электролитического конденсатора при равной ёмкости, тем больше его габариты. Рабочее напряжение на керамических и других конденсаторах может явно не указываться или не указываться вообще — особенно, если конденсатор имеет маленькие размеры. ESR (Equivalent Series Resistance) — эквивалентное последовательное сопротивление. Выводы конденсатора и их контакты с обкладками имеет не нулевое, хотя и очень небольшое сопротивление. Это сопротивление активное, поэтому, в соответствии с законами Ома и Джоуля-Ленца, при протекании тока на этом сопротивление будет рассеиваться тепло.
Маркировка конденсаторов.
Это приведет к нагреву конденсатора. Поэтому на электролитических конденсаторах обычно указывает максимальную рабочую температуру. В компьютерных блоках питания и материнских платах используются специальные конденсаторы — с пониженным ESR. Величина ESR может для таких конденсаторов быть в пределах от сотых до десятых долей Ома. Что будет, если вместо конденсатора с пониженным ESR при ремонте блоков питания или материнских плат поставить обычный? Некоторое время он поработает. Но так как его ESR больше, то через цепь такого конденсатора будет протекать больший ток, который вызовет ускоренную деградацию конденсатора. Поэтому он быстро выйдет из строя.
Величиной ESR можно узнать по специальной маркировке (чаще всего 2 латинских буквы) на корпусе конденсатора. Соответствие этих букв реальным значениям ESR указывается в даташите.
Параллельное соединение
Несколько конденсаторов могут включаться последовательно или параллельно. При параллельном соединении ёмкости всех конденсаторов суммируются. При последовательном соединении общая ёмкость батареи конденсаторов меньше самой маленькой, так как складываются величины, обратные емкости. Но зато напряжение, при котором можно работать такая батарея, будет больше рабочего напряжения одного конденсатора.
Материал в тему: все о переменном конденсаторе.
На материнских платах в цепи низковольтного источника напряжения, питающего ядро процессора, используется несколько однотипных конденсаторов, соединенных параллельно. Интересный вопрос: почему бы не поставить один конденсатор емкостью, эквивалентной емкости батареи конденсаторов? Дело в том, что у параллельно соединенных конденсаторов суммарное ESR будет гораздо меньше, чем ESR одного конденсатора. Потому что при параллельном соединении сопротивлений общее сопротивление уменьшается.
Соединения конденсаторов.
Что будет если перепутать полярность
Если ошибиться с полярностью электролитического конденсатора – он обязательно выйдет из строя! Сопротивление конденсатора при обратной полярности небольшое, поэтому через его цепь потечет значительный ток. Это вызовет быстрый перегрев, закипание электролита, пары которого разорвут корпус. Такой же эффект вызовет и увеличение рабочего напряжения выше указанного на корпусе. Чтобы исключить нехорошие последствия, верхняя крышка корпуса делается профилированной, с канавками-углублениями на верхней крышке.
При повышенном давлении внутри крышка расходится по этим канавкам, выпуская пары наружу. Следует отметить, что электролитические конденсаторы, использующиеся в компьютерных блоках питания и материнских платах, могут выйти из строя после нескольких лет эксплуатации в нормальном рабочем режиме. Дело в том, что в конденсаторах из-за наличия электролита постоянно протекают электрохимические процессы, усугубляющиеся тяжелым режимом работы и повышенной температурой.
Как определить полярность электролитического конденсатора
Если у вас оказался оксидная емкость со стертой маркировкой, то прежде чем задействовать ее в какой-либо радиолюбительской схеме, нужно обязательно определить полярность, т. к эти радио компоненты нельзя включать, не соблюдая полярность. Иначе из-за огромного тока утечки конденсатор не будет работать правильно Итак, чтобы узнать полярность нужно всего лишь заряжать емкость низким током, сравнимым с этими самыми утечками. При их появлении их, этот компонент, не сумеет зарядиться до напряжения, подаваемого от источника питания.
Если его подсоединить в правильной полярности, подавая плюс на положительный, а минус на отрицательный вывод, то конденсатор медленно зарядится. При обратной полярности, он зарядится до меньшего уровня- наполовину или даже ниже.
В последнем случае напряжение будет зависеть от соотношения зарядного тока, определяемого сопротивлением, и тока утечки. Но в любом случае, оно будет заметно ниже. Аналогичным способом определить полярность можно и при помощи миллиамперметра, включенного в разрыв цепи. Если он будет показывать наличие повышенного тока утечки, то конденсатор подключен неправильно.
Как определить полярность электролитического конденсатора.
Полярные и неполярные конденсаторы – в чем отличие
Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными. В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности?
В этом и попробуем сейчас разобраться. Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.
Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.
Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой. Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора. Отрицательная обкладка (катод) – просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.
Полярные и неполярные конденсаторы.
Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.
Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.
Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов. Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.
Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.
Полярность конденсатора.
А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.
На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.
Полярный и неполярный конденсатор
Полярные (электролитические) конденсаторы
Есть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика. Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки. Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора.
Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны. На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.
полярный и неполярный конденсатор
Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с большим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.
В данной статье были рассмотрены основные особенности трансформаторов. Больше информации можно найти в скачиваемой версии учебника по электромеханике Электрические конденсаторы В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:
www.nauchebe.net
www.masterkit.ru
www.radiostorage.net
www.texnic.ru
www.radioelementy.ru
ПредыдущаяКонденсаторыЧто такое плоские конденсаторы
СледующаяКонденсаторыСколько стоят керамические конденсаторы?
Как обозначаются конденсаторы на схемах: основные параметры и емкость
В электротехнике используются конденсирующие элементы разных типов и размеров. При чтении чертежей электрику необходимо знать обозначение конденсаторов на схеме и различать изображения устройств разных видов.Типы конденсаторных элементов
О конденсаторе
Это устройство обладает способностью хранения электрического заряда. Между его пластинами располагается слой диэлектрика, создающий изоляцию для пары проводящих поверхностей. Основной характеристикой устройства является емкость – способность к накоплению заряда. С точки зрения технологии, наиболее распространенные типы конденсаторов – электролитические и электростатические. Выбор используемого элемента зависит от особенностей электросхемы и того, какую функцию он должен выполнять.
Обозначение конденсаторов на схемах
В отношении того, как именно обозначается конденсатор на схеме, существует строгая стандартизация: устройство узнается по паре параллельных друг другу близко расположенных вертикальных черт. Эти линии символизируют обкладки. Устройство полагается подписывать литерой С, возле нее обозначить порядковый номер устройства в электросхеме. Рядом с этими обозначениями или под ними указывают значение емкости.
Условные обозначения конденсаторов
В России существует система условных графических обозначений, включающая УГО конденсатора. Визуальной репрезентации этих устройств, а также резисторов посвящен отдельный ГОСТ, входящий в Единую систему конструкторской документации. Используются также международные стандарты – IEEE.
Конденсатор с постоянной емкостью
Такие элементы выпускаются с поляризацией и без нее. Неполяризованные изделия мелкого размера имеют широкую сферу применения, их можно подсоединять в разных направлениях. На схеме их обозначают двумя параллельными короткими черточками, находящимися под прямым углом к линиям соединения. На корпусе устройства указывают его емкость, нередко без единиц измерения (0,1 – это 1 микрофарад).
Важно! За рубежом иногда используют аббревиатуру MFD для указания емкости. Она означает микрофарады.
Графическая репрезентация элемента с постоянной емкостью
Код номера конденсатора
Первая пара знаков показывает емкость, цифра следом за ними – количество нулей. Единица измерения – пикофарад. Иногда на такой маркировке присутствуют буквы, они обозначают допуск в процентах и номинальное напряжение.
Поляризованные конденсаторы
Самым распространенным типом полярного конденсаторного элемента является электролитический. Такие изделия выпускаются в форме цилиндров или в осевом исполнении. Первый вариант несколько компактнее и дешевле. Выводы у него находятся с одной из сторон, тогда как у осевых вариантов – на разных. Поскольку устройства относительно крупные, на их корпусах указываются номинальное напряжение (оно у них относительно низкое) и емкость.
Важно! При подключении этих изделий необходимо строго соблюдать полярность, иначе они могут выйти из строя или даже взорваться.
Так в схемах показывают поляризованные элементы
Танталовые конденсаторы
Эти изделия крайне компактны, ставят их в тех случаях, когда важно минимизировать габариты. В прошлом их маркировали двумя цветными полосами (каждый цвет соответствовал цифре) и пятнышком белого или серого цвета (в первом случае значение полос в микрофарадах делили на 10, во втором – на 100). Если повернуть предмет пятном на себя, на правой стороне будет находиться полюс «плюс». Возле выводов также рисовалась полоса, указывающая напряжение. Современные модели маркируются цифровыми значениями параметров.
Переменные конденсаторы
Из-за очень малой емкости эти детали имеют узкую сферу применения – в основном они используются в радиосхемах. Графически переменные элементы изображаются традиционным символом из пары коротких параллелей, зачеркнутых наклонной стрелой. Емкость указывают не четкой цифрой, а диапазоном.
Обозначение переменных изделий
Конденсаторы-триммеры
Это суперминиатюрные изделия, монтируемые прямо на печатную плату. Поскольку показатель емкости меняется только при настроечных работах, такие элементы получили название подстроечных. Графическое представление отличается от стандартного для переменных конденсаторов только тем, что вместо острия стрела снабжена перпендикулярной черточкой.
Ионистор
Это изделие с двухслойным строением и довольно большой емкостью (до 10 Ф). На границе электродной поверхности и электролита у таких устройств возникает пространство статичных носителей заряда. В отличие от электролитических вариаций, способ хранения энергии здесь – электростатическое поле. Сочетание большой площади поверхности и малой толщины пространства обеспечивает столь высокий показатель емкости. Обозначается как символ конденсаторного элемента с перпендикулярной ему вертикальной линией, помещенный в круг. При этом в верхней правой и нижней левой четвертях, на которые символ и вертикаль делят круг, находятся линии, сходные с графиком полусинусоиды.
Температурный коэффициент конденсатора
Этот показатель отражает склонность емкостного значения меняться под действием температурных колебаний. Рабочий показатель температуры сильно влияет на долговечность элемента. Коэффициент зависит от вида элемента, например, у изделий из керамики он небольшой, у электролитических – значительный.
Маркировка отечественных конденсаторов
Постсоветские производители маркируют свои изделия довольно подробно и унифицировано. В редких случаях возможны некоторые отличия в обозначениях.
Ёмкость
Это параметр всегда указывается первым, для дробных чисел его кодировка состоит из трех знаков. Первая цифра – это целая часть числа, отражающего значение емкости, третья – дробная часть, на второй позиции находится буква, обозначающая единицу измерения: m – миллифарад, n – нанофарад, p – пикофарад. Например, 3n6 – 3,6 нанофарад. Целые значения указываются так: число и рядом единица измерения с добавленной буквой F (3 pF – 3 пикофарада).
Важно! Если номинал не указан, целая цифра говорит о том, что значение указывалось в пикофарадах, десятичная дробь – в микрофарадах.
Номинальное напряжение
Если размер изделия достаточный, показатель указывают по стандартной схеме: 180 В (или V) – 180 вольт. На миниатюрных конденсаторах значение кодируют латинской буквой, например, 160 В – литерой Q.
Дата выпуска
Ее принято указывать четырьмя цифрами: первые две – это последние цифры года выпуска, вторые две – месяц (9608 – август 1996 года).
Расположение маркировки на корпусе
Поскольку указание параметров очень важно для монтажа схемы, данные показатели помещают на корпусе устройства самой первой строкой. В начале всегда указывают емкость.
Цветовая маркировка отечественных радиоэлементов
Это кодировка с использованием 4 цветных полос, где каждый цвет соотносится с определенной цифрой. Первые две полосы показывают емкость в пикофарадах, следующая – допустимое отклонение, последняя – номинальное напряжение.
Маркировка конденсаторов импортного производства
У американских и других импортных изделий кодировка емкости выглядит так: начальные две цифры – значение в пикофарадах, третья – число нулей.
Цветовая маркировка импортных конденсаторов
Данные о конденсаторах на схемах призваны информировать работающих с ними специалистов о видах используемых устройств и их основных характеристиках. При выборе используемого элемента нужно обращать внимание на маркировку.
Видео
Как определить не маркированный импортный электролитический SDM-конденсатор
Очень многие начинающие радиолюбители сталкиваются с проблемой определения характеристик таких накопительных устройств, как смд конденсаторы. Имеющие небольшой размер и используемые при такой технологии установки, как поверхностный монтаж, эти компоненты многих печатных плат имеют маркировку, отличающуюся от той, которая используется у более крупных аналогов для сквозного монтажа. В данной статье будут рассмотрены основные виды данных радиодеталей, их обозначение и его расшифровка.
SMD-конденсатор
Виды SMD-конденсаторов
Все используемые для поверхностного монтажа накопительные устройства бывают трех основных видов: керамические, электролитические и танталовые.
Электролитические
Такие компоненты для поверхностного монтажа состоят из:
- Алюминиевого цилиндрического корпуса, диаметром от 4 до 10 мм и высотой от 5,4 до 10,5 мм;
- Двух обкладок из тонкой фольги, разделенных пропитанной электролитом бумагой и скрученных в небольшой рулончик;
- Двух контактов (выводов), которые располагаются перпендикулярно осевой линии компонента. Так как электролитические смд накопители являются полярными, то к одному из контактов, обозначенному специальной полосой на торце корпуса, подключают отрицательный потенциал, ко второму – положительный.
- Монтажной площадки, предназначенной для фиксации компонента на рабочей поверхности.
Различные модели данных компонентов, имеющие номинал от 1 до 1000-150 мкФ, способны работать при напряжении от 4 до 1000 В.
Керамические
- Керамическое тело – большое количество тонких слоев керамического диэлектрика;
- Внутренние электроды – никелевые тонкие пластинки, расположенные между слоями керамического диэлектрика;
- Торцевые контактные электроды – два вывода, к каждому из которых подключена половина внутренних электродов.
В отличие от электролитических, такие компоненты имеют уплощенную прямоугольную форму, небольшие размеры (длина и ширина самых мелких радиодетали этого вида составляют всего 0,8 и 1,5-1,6 мм, соответственно). Однако, несмотря на небольшие размеры, такие смд компоненты могут работать при напряжении от 25 до 700-1000В, накапливая при этом заряд, величиной от 0,5-1,пФ до 3-3,3 мкФ.
Танталовые
Основными составными частями танталовых полярных накопительных смд устройств являются:
- Анод – контакт, на который подается электрический ток с отрицательным потенциалом;
- Катод – расположенный на противоположной стороне корпуса контакт, запитываемый положительным потенциалом;
- Диэлектрик – слой не проводящего электрический ток материала, располагающегося между анодом и катодом;
- Электролит – находящееся в жидком или твёрдом агрегатном состоянии, проводящее электрический ток вещество. Для предотвращения высыхания конденсатора чаще всего в качестве электролита используют гранулированный оксид марганца.
- Диэлектрик – оксид тантала, которым покрыт располагающийся в корпусе гранулированный анод.
Применяют такие небольшие по размерам накопительные устройства при рабочем напряжении от 6 до 32-35 В. Величина накапливаемого при этом заряда колеблется от 1 до 600-680 мкФ.
Как определить номинал и напряжение
Очень многие производители не указывают на своих изделиях такие основные для любого конденсатора характеристики, как рабочее напряжение и номинал (номинальная емкость).
Определение номинала данных электронных компонентов производится следующими способами:
- С помощью такого имеющего функцию измерения номинала контрольно-измерительного прибора, как мультиметр. Для измерения значения номинала контрольные щупы прибора подключают к специальным разъемам. Затем переключатель устанавливается на самый большой по значению предел измерения (в большинстве мультиметров это 200 мкФ). После этого щупы прикладывают к контактам конденсатора, спустя несколько секунд на дисплее прибора получают значение номинала накопительного устройства.
Важно! Перед измерением емкости смд накопитель обязательно разряжают – оставшийся в обкладках заряд может повредить электронные схемы мультиметра.
- С помощью специализированного измерительного прибора RLC.
Для того чтобы узнать рабочее напряжение накопительного SMD устройства, пользуются следующей простой методикой:
- При помощи мультиметра измеряют напряжение между выводами включенного в схему компонента;
- Полученное значение умножают на 1,5.
Рассчитанное таким способом рабочее напряжение будет примерным, более точное значение данной характеристики можно узнать из маркировочного кода конденсатора или его описания.
Маркировка конденсаторов: расшифровка цифр и букв
В зависимости от вида накопительного смд устройства, различают несколько методик их маркировки.
Маркировка керамических устройств
Устройства данного вида маркируются с помощью одной или двух латинских букв и цифры. Первая буква при этом обозначает производителя компонента, вторая – его номинальную ёмкость. Цифра в маркировочном коде указывает на степень номинала конденсатора в пикофарадах.
Таблица для расшифровки маркировки керамических SMD накопителей
Пример. Маркировка накопительного смд компонента KG3 расшифровывается как изделие, произведенное компанией «Kemet» и имеющее емкость 1,8×103 пкФ.
Маркировка электролитических SMD накопителей
Электролитические накопительные устройства для поверхностного монтажа маркируются 4 основными способами:
- В виде одной буквы, обозначающей рабочее напряжение, и трех цифр, две из которых указывают на значение емкости конденсатора, а третья – на степень номинала в пикофарадах.
- В виде двух букв, обозначающих рабочее напряжение и емкость, одной цифры, указывающей на степень номинала в пикофарадах.
Маркировка современных импортных электролитических конденсаторов
- Четырьмя символами – это обозначение, состоящее из одной буквы, означающей рабочее напряжение, двух цифр, указывающих на емкость компонента, и последней цифры, определяющей количество нулей после значения емкости.
- Двухстрочная – верхняя часть маркировки в виде цифры означает емкость компонента, нижняя – его рабочее напряжение.
Двухстрочная маркировка электролитических конденсаторов
Маркировка танталовых накопительных смд устройств
Маркировка танталовых смд накопителей состоит из следующих частей:
- Большой латинской буквы, указывающей на рабочее напряжение компонента;
- Трёхзначного числа, первые две цифры которого означают емкость накопителя, а последняя – количество нулей после значения емкости.
Обозначение танталовых смд накопительных компонентов
Пример. Маркировка танталового накопителя G103 означает, что он имеет рабочее напряжение 4 В и емкость 10 000 пикофарад.
Важно! При подключении танталовых и электролитических накопителей необходимо соблюдать полярность. Для этого на их корпуса наносится специальная полоса, имеющая черный цвет и обозначающая положительный (у танталовых накопителей) или отрицательный (у электролитических устройств) вывод. Неправильное подключение с игнорированием данных меток приведет к тому, что накопитель выйдет из строя.
Как маркируются большие конденсаторы
Большие накопительные смд устройства маркируются по тем же принципам, что их более мелкие аналоги. При больших размерах корпуса на таких компонентах часто пишется полное значение их емкости и рабочего напряжения.
На заметку. По поисковому запросу «smd конденсаторы без маркировки как определить», помимо сайтов, на первой странице выдачи полезную информацию по данной тематике содержат различные форумы радиолюбителей и специалистов, занимающихся ремонтом компьютерной и бытовой техники.Обозначение в схемах.
На электрических схемах накопительные смд устройства имеют такое же обозначение, как и у их используемых для сквозного монтажа аналогов.
Графическое обозначение смд накопителя на электрической схеме
Таким образом, умение читать и расшифровывать маркировочные коды позволяет правильно определять характеристики данных накопителей. Такие навыки очень важны при замене вышедших из строя накопителей, пайке сложных схем, чувствительных к перепадам вольт-амперных характеристик электрического тока.
Видео
Что такое конденсатор. Его параметры
Приветствую, друзья!
В первой части статьи мы рассмотрели, как устроен конденсатор.
Вы уже знаете, в каких единицах измеряется его ёмкость, как конденсаторы обозначаются в электрических схемах.
Вы уже знаете, где и как используются конденсаторы в компьютерной технике.
Конденсатор, как и любой компьютерный «кирпичик», обладает параметрами, которые характеризуют его работу.
Давайте углубим наши знания и посмотрим
Какими ещё параметрами характеризуются конденсаторы?
Вообще говоря, таких параметров много. У нас тут не нобелевская лекция, поэтому ограничимся только необходимым минимумом, который пригодится в практической деятельности.Номинальное рабочее напряжение. Конденсатор может использоваться в режимах, когда напряжение на нём не превышает рабочего.
Использовать, например, электролитический конденсатор с рабочим напряжением 10 В в цепях +5 В или +3 В можно.
Чем больше рабочее напряжение электролитического конденсатора при равной ёмкости, тем больше его габариты.
Рабочее напряжение на керамических и других конденсаторах может явно не указываться или не указываться вообще — особенно, если конденсатор имеет маленькие размеры.
Полная информация о всех параметрах конденсатора имеется в соответствующем даташите (справочных данных), который имеется на сайте фирмы — производителя.
ESR (Equivalent Series Resistance) — эквивалентное последовательное сопротивление. Выводы конденсатора и их контакты с обкладками имеет не нулевое, хотя и очень небольшое сопротивление. Это сопротивление активное, поэтому, в соответствии с законами Ома и Джоуля-Ленца, при протекании тока на этом сопротивление будет рассеиваться тепло.
Это приведет к нагреву конденсатора.
Поэтому на электролитических конденсаторах обычно указывает максимальную рабочую температуру.
В компьютерных блоках питания и материнских платах используются специальные конденсаторы — с пониженным ESR.
Величина ESR может для таких конденсаторов быть в пределах от сотых до десятых долей Ома.
Что будет, если вместо конденсатора с пониженным ESR при ремонте блоков питания или материнских плат поставить обычный? Некоторое время он поработает. Но так как его ESR больше, то через цепь такого конденсатора будет протекать больший ток, который вызовет ускоренную деградацию конденсатора. Поэтому он быстро выйдет из строя.
Величиной ESR можно узнать по специальной маркировке (чаще всего 2 латинских буквы) на корпусе конденсатора. Соответствие этих букв реальным значениям ESR указывается в даташите.
Параллельное соединение конденсаторов
Несколько конденсаторов могут включаться последовательно или параллельно. При параллельном соединении ёмкости всех конденсаторов суммируются. При последовательном соединении общая ёмкость батареи конденсаторов меньше самой маленькой, так как складываются величины, обратные емкости. Но зато напряжение, при котором можно работать такая батарея, будет больше рабочего напряжения одного конденсатора.
На материнских платах в цепи низковольтного источника напряжения, питающего ядро процессора, используется несколько однотипных конденсаторов, соединенных параллельно.
Интересный вопрос: почему бы не поставить один конденсатор емкостью, эквивалентной емкости батареи конденсаторов?
Дело в том, что у параллельно соединенных конденсаторов суммарное ESR будет гораздо меньше, чем ESR одного конденсатора. Потому что при параллельном соединении сопротивлений общее сопротивление уменьшается.
Что будет, если перепутать полярность конденсатора?
Если ошибиться с полярностью электролитического конденсатора – он обязательно выйдет из строя!
Сопротивление конденсатора при обратной полярности небольшое, поэтому через его цепь потечет значительный ток.
Это вызовет быстрый перегрев, закипание электролита, пары которого разорвут корпус.
Такой же эффект вызовет и увеличение рабочего напряжения выше указанного на корпусе.
Чтобы исключить нехорошие последствия, верхняя крышка корпуса делается профилированной, с канавками-углублениями на верхней крышке.
При повышенном давлении внутри крышка расходится по этим канавкам, выпуская пары наружу.
Следует отметить, что электролитические конденсаторы, использующиеся в компьютерных блоках питания и материнских платах, могут выйти из строя после нескольких лет эксплуатации в нормальном рабочем режиме.
Дело в том, что в конденсаторах из-за наличия электролита постоянно протекают электрохимические процессы, усугубляющиеся тяжелым режимом работы и повышенной температурой.
Как правильно заменить неисправные конденсаторы при ремонте материнской платы компьютера можно прочитать здесь.
Как измерить ёмкость и ESR конденсатора?
Ёмкость конденсатора можно измерить с помощью обычного цифрового мультиметра.
Большинство цифровых мультиметров могут измерять не только ток, напряжение или сопротивление, но и ёмкость.
При измерении емкости надо с помощью переключателя выбрать необходимый поддиапазон и использовать отдельные гнёзда с маркировкой «F».
Однако большинство мультиметров измеряет емкость не более 20 микрофарад. А если надо измерить ёмкость в несколько тысяч микрофарад?
В этом случае необходимо использовать комбинированные приборы — измерители ёмкости и ESR. Существует множество разновидностей таких приборов и приборчиков.
Автор использует в своей практике мультитестер с АлиЭкспресс.
Кроме измерения ESR и ёмкости, им можно проверять полупроводниковые приборы, сопротивления и индуктивности.
Удобная штука, доложу я вам!
Если проверять вздутые электролитические конденсаторы — выяснится, что у них повышенное ESR и сниженная емкость.
Иногда тестер вообще дают ошибку, не опознавая конденсатор как конденсатор. Может быть и так, что конденсатор по внешнему виду абсолютно нормальный, но имеет повышенное ESR (хотя и достаточную емкость).
Поэтому в блоке питания он нормально работать не будет!
Заканчивая, отметим, что конденсаторы небольшой ёмкости, использующиеся в «дежурке» компьютерного блока питания, имеют очень небольшие габариты. Электролита у них внутри немного, поэтому у них «не хватает силы» вздуться.
И только измеритель ESR позволит выявить их дефект.
Купить такой мультитестер можно здесь:
Питаться он может от батареи 6F22 («Крона»). Но можно использовать и адаптер AC/DC с выходным напряжением 9-12 В.
До встречи на блоге!
Полярность конденсатора
для различных типов на основе его маркировки
Полярность конденсатора— важный момент, который необходимо учитывать при подключении. Существуют различные конденсаторы, некоторые из них «поляризованные», а некоторые относятся к категории «неполяризованных». Оба типа имеют «два терминала». Разница между этими двумя типами конденсаторов очень проста. Если рассматриваемые конденсаторы поляризованы, то клеммы, классифицированные как «анод» и «катод».Они должны быть подключены с учетом полярности источника питания. Если рассматриваемые конденсаторы неполяризованные. Эти конденсаторы можно подключать без учета полярности.
Конденсаторы изначально классифицируются на основе значения емкости. Если емкость фиксированная, они классифицируются как «фиксированные конденсаторы». Если емкость переменная, они классифицируются как «переменные конденсаторы». Эти фиксированные конденсаторы подразделяются на «поляризованные» и «неполяризованные».Каждый тип конденсатора выбирается исходя из требований к емкости.
Что такое полярность конденсатора?
Конденсатор, состоящий из клемм, имеющих определенные значения напряжения, которые могут быть положительными или отрицательными. Классификация клемм этого типа приводит к определению конденсатора с полярностью или без полярности.
Символ поляризованного конденсатора
Указанное выше символическое представление также известно как схема полярности конденсатора.
Как определяется полярность конденсатора?
Есть несколько способов определения полярности конденсаторов. Один из них — «Маркировка» конденсаторов.
- У некоторых конденсаторов высота клемм может быть разной.
- На неполяризованном изображении упоминается как «NP» и «BP».
- Некоторые из них помечены знаком «Позитив». В некоторых случаях стрелки играют важную роль в определении полярности конденсаторов.
Выше приведены некоторые способы определения полярности конденсатора.Клемма с положительной полярностью известна как Анод , а другая клемма — Катод .
Керамический конденсатор
Эти конденсаторы являются наиболее популярными из-за их «малых размеров». Кроме того, когда нам требуется конденсатор с большей емкостью для хранения зарядов, предпочтение отдается керамическим конденсаторам. Этот компонент разработан с использованием пары электродов для проводимости. Эта пара разделена средой из непроводящего керамического материала, называемого диэлектриком.Это набор конденсаторов, который относится к категории неполяризованных конденсаторов.
Керамический конденсатор
Следовательно, он не имеет полярности. Это обеспечивает гибкость подключения этого конденсатора в схему.
Пленочный конденсатор
Даже эти конденсаторы не имеют полярности. По конструкции они подразделяются на различные типы. Эти типы также не обладают никакой полярностью.
Пленочный конденсатор
Электролитический конденсатор
Обсуждаемые выше конденсаторы считаются «конденсатором без полярности».Определение этих конденсаторов производится по маркировке. Наличие полосы указывает на то, что конкретный терминал является отрицательным. В типе «Осевой» предусмотрена стрелка для определения наличия отрицательной клеммы в конденсаторе. Это также указывает направление потока заряда в соответствующем конденсаторе.
Если вы могли видеть несколько конденсаторов, у некоторых конденсаторов положительный вывод длиннее, чем отрицательный. Танталовый конденсатор, который относится к категории электролитических конденсаторов, на его клеммах можно определить по присутствующему на нем значку плюса.
Неполяризованные конденсаторы можно подключить без каких-либо проблем с идентификацией клемм перед подключением. Но поляризованные должны быть связаны с вниманием, потому что это может привести к повреждению схемы. Даже это приводит к перегреву контура.
Маркировка полярности конденсаторов
Маркировка на конденсаторах помогает определить полярность.
- Полярность на большом конденсаторе.
Индикация полярности конденсатора
Знак «плюс» рядом с выводом указывает, что соответствующий вывод является положительным.Итак, он считается анодом. Другой вывод следует рассматривать как катод.
- Полярность конденсатора можно определить по стрелке.
Полярность конденсатора по стрелке
Стрелка, указывающая на клемму, считается отрицательной.
Это процесс, описанный в «Идентификации полярности конденсатора», который может быть выполнен. Но для неполяризованных конденсаторов должна быть какая-то идентификация. В случае неполяризованных конденсаторов он обозначен как NP на конденсаторе, например NPA или NPR, где NP означает неполяризованный, A означает осевой, а R означает радиальный.
Следовательно, существуют различные способы определения полярности конденсатора. Во время изготовления на нем могут быть обозначения. Некоторые конденсаторы даже помечены полосой. Тем не менее, при его фиксации в схемах необходимо соблюдать осторожность. Какие из перечисленных выше конденсаторов вы предпочитаете поляризованные или неполяризованные для высоковольтных устройств?
Полярность — learn.sparkfun.com
Добавлено в избранное Любимый 42Что такое полярность?
В области электроники полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет.Неполяризованный компонент — деталь без полярности — может быть подключен в любом направлении и по-прежнему функционировать так, как должен. Симметричный компонент редко имеет более двух выводов, и каждый вывод компонента эквивалентен. Вы можете подключить неполяризованный компонент в любом направлении, и он будет работать точно так же.
Поляризованный компонент — деталь с полярностью — может быть подключен к цепи только в одном направлении.Поляризованный компонент может иметь два, двадцать или даже двести контактов, и каждый из них имеет уникальную функцию и / или положение. Если поляризованный компонент был неправильно подключен к цепи, в лучшем случае он не будет работать должным образом. В худшем случае неправильно подключенный поляризованный компонент будет дымить, искры и быть очень мертвой деталью.
Ассортимент поляризованных компонентов: батареи, интегральные схемы, транзисторы, регуляторы напряжения, электролитические конденсаторы и диоды, среди прочего.
Полярность — очень важное понятие, особенно когда речь идет о физическом построении схем. Включаете ли вы детали в макет, припаиваете их к печатной плате или вшиваете их в проект электронного текстиля, очень важно иметь возможность идентифицировать поляризованные компоненты и подключать их в правильном направлении. Так вот для чего мы здесь! В этом руководстве мы обсудим, какие компоненты имеют полярность, а какие нет, как определить полярность компонентов и как проверить некоторые компоненты на полярность.
Подумайте о прочтении
Если ваша голова еще не кружится, возможно, можно безопасно прочитать оставшуюся часть этого руководства. Полярность — это концепция, которая основывается на некоторых концепциях электроники более низкого уровня и усиливает некоторые другие. Если вы еще этого не сделали, подумайте о том, чтобы ознакомиться с некоторыми из приведенных ниже руководств, прежде чем читать это.
Что такое схема?
Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.
Как использовать макетную плату
Добро пожаловать в чудесный мир макетов. Здесь мы узнаем, что такое макетная плата и как с ее помощью построить вашу самую первую схему.
Как пользоваться мультиметром
Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.
Полярность диодов и светодиодов
Примечание: Мы будем иметь в виду поток тока относительно положительных зарядов (т. Е. Условного тока) в цепи.Диоды позволяют току течь только в одном направлении, и они всегда поляризованы на . У диода два вывода. Положительная сторона называется анодом , а отрицательная — катодом .
Обозначение диодной цепи с маркировкой анода и катода.
Ток через диод может течь только от анода к катоду, что объясняет, почему важно, чтобы диод был подключен в правильном направлении. Физически каждый диод должен иметь какую-то индикацию анода или катода. Обычно диод имеет линию рядом с выводом катода , которая совпадает с вертикальной линией в символе цепи диода.
Ниже приведены несколько примеров диодов. Верхний диод, выпрямитель 1N4001, имеет серое кольцо возле катода.Ниже на сигнальном диоде 1N4148 используется черное кольцо для маркировки катода. Внизу находится пара диодов для поверхностного монтажа, каждый из которых использует линию, чтобы отметить, какой вывод является катодом.
Обратите внимание на линии на каждом устройстве, обозначающие сторону катода, которые соответствуют линии на изображении выше.
Светодиоды
LED означает светоизлучающий диод , что означает, что, как и их диодные собратья, они поляризованы. Есть несколько идентификаторов для поиска положительных и отрицательных контактов светодиода.Вы можете попробовать найти более длинную ногу , которая должна указывать на положительный анодный штифт.
Или, если кто-то подрезал ножки, попробуйте найти плоский край на внешнем корпусе светодиода. Контакт, ближайший к плоскому краю , будет отрицательным катодным контактом.
Могут быть и другие индикаторы. У SMD-диодов есть ряд идентификаторов анодов / катодов. Иногда проще всего проверить полярность с помощью мультиметра. Установите мультиметр в положение диода (обычно обозначается символом диода) и прикоснитесь каждым щупом к одной из клемм светодиода.Если светодиод горит, положительный зонд касается анода, а отрицательный зонд касается катода. Если он не загорается, попробуйте поменять местами зонды.
Полярность маленького желтого светодиода для поверхностного монтажа проверяется с помощью мультиметра. Если положительный вывод касается анода, а отрицательный — катода, светодиод должен загореться.
Диоды, безусловно, не единственный поляризованный компонент. Есть масса деталей, которые не будут работать при неправильном подключении.Далее мы обсудим некоторые другие распространенные поляризованные компоненты, начиная с интегральных схем.
Полярность интегральной схемы
Интегральные схемы (ИС)могут иметь восемь или восемьдесят контактов, и каждый контакт на ИС имеет уникальную функцию и положение. При использовании микросхем очень важно соблюдать полярность. Есть большая вероятность, что они будут дымить, таять и испортиться при неправильном подключении.
ИС со сквозным отверстием обычно поставляются в двухрядном корпусе (DIP) — два ряда контактов, каждый из которых расположен на расстоянии 0.1 дюйм шириной, достаточной, чтобы охватить центр макета. Микросхемы DIP обычно имеют выемку , чтобы указать, какой из множества контактов является первым. Если не выемка, на ИС может быть выгравирована точка на корпусе рядом с контактом 1.
Микросхема с точкой и меткой для обозначения полярности. Иногда вы получаете и то, и другое, иногда только одно или другое.
Для всех корпусов ИС номера выводов последовательно увеличиваются при перемещении против часовой стрелки от вывода 1.
ИС для поверхностного монтажа могут иметь QFN, SOIC, SSOP или ряд других форм-факторов. Эти микросхемы обычно имеют точек рядом с контактом 1.
ATmega32U4 в корпусе TQFP, рядом с распиновкой таблицы данных.Конденсаторы электролитические
Не все конденсаторы поляризованы, но когда они поляризованы, очень важно, не перепутать полярность.
Керамические конденсаторы — маленькие (1 мкФ и менее), обычно желтые, — поляризованы , а не .Вы можете придерживаться их любым способом.
Керамические конденсаторы для сквозных отверстий и SMD 0,1 мкФ. Они НЕ поляризованы.Колпачки электролитические (в них есть электролиты), похожие на консервные банки, поляризованы . Отрицательный штифт крышки обычно обозначается знаком «-» с отметкой и / или цветной полосой вдоль банки. У них также может быть на более длинная положительная ветвь .
Ниже представлены электролитические конденсаторы емкостью 10 мкФ (слева) и 1 мФ, на каждом из которых есть символ тире, обозначающий отрицательный вывод, а также более длинный положительный вывод.
Подача отрицательного напряжения на электролитический конденсатор в течение длительного периода времени приводит к кратковременному, но катастрофическому отказу. Они сделают pop , и верхняя часть колпачка либо разбухнет, либо лопнет. С этого момента колпачок будет практически мертв, действуя как короткое замыкание.
Другие поляризованные компоненты
Батареи и блоки питания
Правильная полярность в вашей цепи начинается и заканчивается правильным подключением источника питания.Независимо от того, получает ли вы питание от настенной бородавки или от LiPo батареи, очень важно убедиться, что вы случайно не подключили их обратно и случайно не подали – 9 В или – 4,2 В.
Любой, кто когда-либо заменял батарейки, знает, как определить их полярность. На большинстве батарей положительные и отрицательные клеммы обозначаются символом «+» или «-». В других случаях это может быть красный провод для положительного и черный провод для отрицательного.
Набор аккумуляторов.Литий-полимерный, плоская ячейка, 9 В щелочной, AA щелочной и AA NiMH. У каждого есть способ представить положительные или отрицательные клеммы. Блоки питанияобычно имеют стандартизированный разъем, который обычно должен иметь полярность. У бочкового домкрата, например, два проводника: внешний и внутренний; внутренний / центральный провод обычно является положительной клеммой. Другие разъемы, такие как JST, имеют ключ и , поэтому вы просто не можете подключить их задним ходом.
Для дополнительной защиты от обратной полярности источника питания вы можете добавить защиту от обратной полярности с помощью диода или полевого МОП-транзистора.
Транзисторы, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения
Эти (традиционно) трехконтактные поляризованные компоненты объединяются вместе, поскольку они имеют одинаковые типы корпусов. Транзисторы со сквозным отверстием, полевые МОП-транзисторы и регуляторы напряжения обычно поставляются в корпусах TO-92 или TO-220, как показано ниже. Чтобы определить, какой из выводов является каким, найдите плоский край на корпусе TO-92 или металлический радиатор на TO-220 и сопоставьте его с выводом в таблице данных.
Выше транзистор 2N3904 в корпусе TO-92, обратите внимание на изогнутые и прямые края.Регулятор 3,3 В в корпусе TO-220, обратите внимание на металлический радиатор сзади.и т. Д.
Это лишь верхушка айсберга поляризованных компонентов. Даже неполяризованные компоненты, такие как резисторы, могут поставляться в поляризованных корпусах. Блок резисторов — группа из пяти или около того предварительно установленных резисторов — является одним из таких примеров.
Блок поляризованных резисторов. Массив из пяти 330 Ом; резисторы, соединенные вместе на одном конце. Точка представляет собой первый общий штифт.К счастью, каждый поляризованный компонент должен каким-то образом сообщать вам, какой вывод какой.Обязательно всегда читайте таблицы и проверяйте корпус на наличие точек или других маркеров.
Ресурсы и дальнейшее развитие
Теперь, когда вы знаете, что такое полярность и как ее идентифицировать, почему бы не ознакомиться с некоторыми из этих связанных руководств:
- Основные сведения о разъемах — существует ряд разъемов, имеющих собственную полярность. Обычно это отличный способ убедиться, что вы не подаете питание или какой-либо другой сигнал в обратном направлении.
- Диоды — наш яркий пример полярности компонентов. В этом руководстве подробно рассказывается, как работают диоды и какие типы диодов существуют.
- LilyPad Design Kit Эксперимент 1 — Схемы существуют не только на макетных и печатных платах, вы также можете вшивать их в рубашки и другой текстиль! Ознакомьтесь с руководствами по LilyPad Design Kit, чтобы узнать, как начать работу. Знание полярности очень важно для правильного подключения этих светодиодов.
и типы конденсаторов
Различные типы конденсаторов с характеристиками и областями применения
Конденсатор — один из наиболее часто используемых электронных компонентов, который используется практически в любых схемах.Его использование и характеристики зависят от типа конденсатора. В этой статье мы кратко обсудим разные типы конденсаторов.
Конденсатор:
Конденсатор — это пассивный электронный компонент с двумя выводами, который накапливает заряд в электрическом поле между своими металлическими пластинами. он состоит из двух металлических пластин (электродов), разделенных изолятором, известным как диэлектрик .
Емкость
Емкость — это способность конденсатора накапливать заряд на своих металлических пластинах (электродах).Его единица: Фарад Ф .
Один фарад — это величина емкости, когда заряд в один кулон вызывает разность потенциалов один вольт на его выводах. Емкость всегда положительная, отрицательной быть не может.
Символы различных типов конденсаторов
Символы различных типов конденсаторов и их альтернативные символы приведены ниже.
Типы конденсаторов: полярные и неполярные конденсаторы с символамиТипы конденсаторов
Существуют различные типы конденсаторов, классифицируемые в зависимости от их размеров, формы и материалов.Ниже приведены подробные сведения о различных типах конденсаторов.
Два основных типа конденсаторов: конденсаторы постоянной емкости и конденсаторы переменной емкости .
1) Конденсаторы постоянной емкости:
Как следует из названия, конденсатор постоянной емкости имеет фиксированное значение емкости. Это не может быть изменено. Конденсаторы постоянной емкости делятся на два типа:
1. 1. Полярные конденсаторы
1. 2. Неполярные конденсаторы
1.1) Полярные конденсаторы:
Полярные конденсаторы или поляризованные Конденсаторы — это такой тип конденсатора, выводы (электроды) которого имеют полярность; положительный и отрицательный.
Положительная клемма должна быть подключена к положительной клемме питания, а отрицательная — к отрицательной. При изменении полярности конденсатор разрушается. Конденсаторы этого типа используются только в приложениях DC .
Конденсаторы Polar подразделяются на два типа:
1.1.1. Конденсаторы электролитические
1.1.2. Суперконденсаторы
1.1.1) Электролитические конденсаторы:
Электролитический конденсатор — это тип полярного конденсатора, в котором в качестве одного из электродов используется электролит для сохранения большого заряда. Он состоит из двух металлических пластин, положительная (анодная) пластина которых покрыта изолирующим оксидным слоем через анодирование . Этот изолирующий слой действует как диэлектрик. Электролит используется как второй оконечный катод.Электролиты могут быть твердыми, жидкими или газообразными.
Конденсаторы такого типа имеют высокое значение емкости в диапазоне от 1 мкФ до 47000 мкФ . Они используются только в цепях DC .
Электролитические конденсаторы делятся на три семейства
1.1.1.1. Алюминиевые электролитические конденсаторы
1.1.1.2. Конденсаторы электролитические танталовые
1.1.1.3. Конденсаторы электролитические ниобиевые
1.1.1.1) Алюминиевые электролитические конденсаторы
В алюминиевых электролитических конденсаторах используются электроды из чистого алюминия. Однако анодный (положительный) электрод изготавливается путем формирования изолирующего слоя из оксида алюминия ( Al 2 O 3 ) посредством анодирования. Электролит (твердый или нетвердый) помещается на изолирующую поверхность анода. Этот электролит технически действует как катод. Второй алюминиевый электрод помещается поверх электролита, который действует как его электрическое соединение с отрицательной клеммой конденсатора.
В зависимости от электролита они делятся на два подтипа
1. Нетвердые или влажные алюминиевые электролитические конденсаторы
2. Твердые алюминиевые электролитические конденсаторы (SAL)
1) Нетвердые алюминиевые электролитические конденсаторы
В нетвердых алюминиевых электролитических конденсаторах используется жидкий или гелевый электролит. Они сделаны из двух алюминиевых фольг с бумагой между ними, пропитанной жидким или гелеобразным электролитом.Анодная алюминиевая фольга окисляется с образованием диэлектрика ( AL 2 O 3 ). Катодная фольга служит для электрического контакта с электролитом. Однако катодная фольга имеет естественный оксидный слой, образованный воздухом, что увеличивает ее емкость.
Обычно используются нетвердые электролиты
- Borax (этиленгликоль и борная кислота), они имеют максимальное номинальное напряжение 600 В, при максимальной температуре 85 ° C от до 105 ° С .
- Органические растворители , такие как диметилформамид ( DFM ), диметилацетамид ( DMA ) или гамма-бутиролактон. Они имеют относительно высокотемпературный рейтинг ( GBL ) и ток утечки.
- Вода , содержащая растворители с водой до 70% известна своим низким ESR ( эффективное последовательное сопротивление ) и невысокой стоимостью.
Алюминиевая фольга с бумагой между ними наматывается.Они пропитаны электролитом и затем покрыты алюминиевым кожухом.
Преимущества и недостатки
Преимущества
- Недорого
- Механизм самовосстановления, образует новую форму оксида после подачи напряжения.
Недостатки
- Из-за испарения со временем высыхают, снижая здоровье.
- СОЭ со временем увеличивается.
- Используется только в цепях постоянного тока.
- Они чувствительны к механическим воздействиям.
Приложение
- Коррекция коэффициента мощности.
- Флэш-конденсатор для фотоаппарата.
- Фильтры ввода / вывода в источниках питания переменного тока
- Соединение, развязка.
2) Твердые алюминиевые электролитические конденсаторы (SAL)
SAL имеет ту же конструкцию, что и мокрый электролитический конденсатор, за исключением того, что в них используются твердые электролиты:
- Диоксид марганца (MnO 2 )
- Полимерный электролит
- Гибридные электролиты (твердый полимер с жидкостью)
Электролит зажат между двумя алюминиевыми фольгами после анодирования .Затем их складывают вместе для перламутрового типа или наматывают для радиального стиля .
Преимущества и недостатки
Преимущества
- Из-за того, что электролит сухой, не испаряется
- Они имеют более длительный срок службы
- Они имеют низкий ESR
Недостатки
- Они дорогие.
- Нет механизма самовосстановления, кроме гибридного полимерного конденсатора.
Приложения
Их применение аналогично применению нетвердых электролитических конденсаторов.
1.1.1.2) Танталовые электролитические конденсаторы
В электролитических конденсаторах такого типа в качестве анодного электрода используется металлический тантал . Поддон тантала окисляется с образованием изолирующего оксидного слоя, который действует как диэлектрик. Этот поддон погружают в электролит (твердый или жидкий). Электролит действует как катод. Однако слой из графита и серебра нанесен поверх электролита для электрического соединения катода.
Благодаря тонкому слою оксида танталовые конденсаторы имеют большую емкость на единицу объема по сравнению с другими электролитическими конденсаторами.Они меньше по размеру.
В зависимости от состояния электролита они подразделяются на два подсемейства:
1. Танталовые электролитические конденсаторы с жидким или нетвердым покрытием
2. Твердые электролитические конденсаторы
1) Мокрые или нетвердые -Твердые танталовые электролитические конденсаторы
В мокрых танталовых конденсаторах используется жидкий электролит, такой как серная кислота , поскольку слой оксида тантала инертен и стабилен.Эти конденсаторы работают при относительно высоких напряжениях до 630 В и с самым низким током утечки по сравнению с другими электролитическими конденсаторами.
2) Твердые танталовые электролитические конденсаторы
В твердом танталовом конденсаторе используются твердые электролиты, такие как диоксид марганца (MnO 2 ) или полимер.
MnO 2 электролиты обладают высокой стабильностью, тогда как проводимость полимерных электролитов со временем ухудшается.
Области применения танталового конденсатора
- Благодаря высокой емкости на единицу объема, он может заменить алюминиевый электролитический конденсатор там, где температура повышается из-за плотной упаковки компонентов.
- Они используются в медицинской электронике для получения высококачественных результатов.
- Благодаря низкому току утечки они используются в схемах выборки и хранения .
- Чаще всего применяется фильтрация в компьютерных блоках питания из-за небольшого размера и надежности.
Преимущества и недостатки
- Доступны небольшие размеры и высокая емкость.
- Он очень стабилен и надежен, что увеличивает срок его службы.
- Может работать в широком диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C .
- Они дорогие.
- Они не переносят обратное напряжение.
1.1.1.3) Ниобиевые электролитические конденсаторы
В ниобиевых электролитических конденсаторах анод выполнен из металлического ниобия (оксид ниобия).Он окисляется путем анодирования с образованием изолирующего слоя из пятиокиси ниобия . Этот слой действует как диэлектрик.
Майларовый конденсатор Характеристики, полярность, символ и техническое описание
Майларовые конденсаторы или полиэфирные конденсаторы ( PET ) представляют собой конденсаторы особого типа с некоторыми уникальными характеристиками по сравнению с керамическими и электролитическими конденсаторами. Они могут выдерживать высокие напряжения в относительно небольшом корпусе и обеспечивают высокую устойчивость к влаге.
Конфигурация контактов
Майларовые конденсаторы не имеют полярности, аналогичной полярности керамических конденсаторов. То есть их можно соединять в любом направлении. Они совместимы с макетными платами и могут быть легко использованы на перфокартах. Обозначение для майларового конденсатора — это всего лишь две простые линии, как показано выше, поскольку они не имеют полярности.
Примечание: Есть много типов конденсаторов; Майларовый конденсатор — это особый тип конденсатора с уникальными свойствами
Майларовый конденсатор Характеристики
- Диапазон емкости: 0.От 001 мкФ до 5,6 мкФ
- Диапазон напряжения: от 50 В до 630 В
- Допуск: ± 10%
- Диэлектрическая проницаемость: 3,2 при 1 МГц
- Коэффициент рассеяния: 0,5 при 1 кГц
- Дрейф емкости: 1,5
- Рабочая температура: 125 ° C (макс.)
Примечание: Более подробную информацию можно найти в таблице данных, указанной ниже.
Что такое майларовый конденсатор?
Майларовый конденсатор — это особый тип конденсатора с самого начала.Как мы знаем, конденсатор — это не что иное, как две параллельные пластины, разделенные диэлектрической средой. В качестве диэлектрической среды, используемой в конденсаторах этого типа, используется полиэфир, поэтому его также называют полиэфирным конденсатором p . Хотя существует много типов полиэфиров, термин «полиэстер» здесь относится к полиэтилентерефталату, который обозначает PET .
Из-за этого ПЭТ конденсатор обладает некоторыми особыми свойствами, которые делают его пригодным для определенных применений. То же обсуждается ниже.
Разница между майларовым / полиэфирным конденсатором и другими конденсаторами
Хотя керамический и электролитический конденсаторы являются наиболее часто используемыми конденсаторами, майларовый конденсатор имеет свои собственные применения благодаря следующим уникальным свойствам. Конденсатор из майлара имеет высокую диэлектрическую прочность; следовательно, мы можем построить высоковольтный конденсатор в меньшем корпусе по сравнению с электролитическими конденсаторами. Эти конденсаторы также могут работать при высоких температурах до 125 ° C с очень небольшим снижением номинального напряжения.
В отличие от электролитических конденсаторов, майларовые конденсаторы имеют очень низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), что делает их пригодными для высокочастотной фильтрации. Благодаря свойству полиэстера конденсатор может выдерживать резкие скачки напряжения и пики тока.
Приложения
- Приложения для фильтрации высоких частот
- Наружные работы с проблемой влажности
- Цепи обработки пиков высокого напряжения / тока
- Цепи связи и развязки.
2D-модель
Размер конденсатора зависит от номинального напряжения конденсатора. Пожалуйста, обратитесь к описанию майларового конденсатора , чтобы узнать размеры вашего майларового конденсатора.
Узнайте, как их использовать
Вы нашли полное руководство по конденсаторам.
В этом руководстве я покажу вам, что именно вам нужно знать о конденсаторах и о том, как их использовать в электронике.
Это часть нашей основной серии по резисторам, конденсаторам и индукторам
Что такое конденсатор?
Общий вопрос: как определить конденсатор? Лучшее определение конденсатора, которое я нашел:
конденсатор = электрический компонент, который хранит электрическую энергию в виде электрического поля
# 1 Урок: Главное, что вам нужно знать о конденсаторах, это то, что они «любят» поддерживать постоянное напряжение и будут использовать ток, чтобы это произошло.
Возможно, это пока не имеет для вас смысла, поэтому давайте рассмотрим еще несколько вещей, чтобы сделать это намного понятнее.
Емкость
Главное, что нужно знать о конденсаторах, — это то, что называется емкостью.Давайте посмотрим на хорошее определение емкости.
Что такое емкость?
Емкость довольно проста. Это способность чего-либо удерживать электрический заряд, который можно представить как набор электронов.
Можно сказать, что что-то с более высокой емкостью может удерживать больший заряд (скопление электронов) при заданном напряжении, чем что-то с более низкой емкостью.
Аналогия — ведра с водой. В этом примере ведро на 5 галлонов может вместить больше воды, чем ведро на 1 галлон. Емкость аналогична размеру ведра.
Емкости
Емкость измеряется в единицах, называемых фарадами, или сокращенно F. Он был назван в честь Майкла Фарадея, печально известного автора открытия электромагнетизма.
Если вы хотите углубиться в особенности Фарада, это 1 кулон на вольт (C / V).
Кулоны представляют электрическую заряд, который может переноситься с помощью электрического тока 1 А в течение 1 секунды.
Вольт — это просто мера электрического потенциала. Для сравнения: обычные батарейки типа AA и AAA обычно имеют напряжение 1,5 В.
Ключевым моментом здесь является то, что чем больше емкость конденсатора, тем больше заряда он может накапливать, и вы можете определить это по его рейтингу в Фарадах.
Для чего нужен конденсатор?
Теперь, когда мы знаем немного больше о емкости, давайте обсудим, как мы можем использовать эту способность.
Во всем, что связано с электричеством, всегда присутствует взаимодействие электрической энергии, которое перемещает электроны из одного места в другое.
И поскольку мы, люди, хотим иметь возможность манипулировать законами физики, становится необходимым иметь способность хранить электрическую энергию.
Вот где конденсаторы вступают в игру. Это компоненты, которые мы производим, чтобы дать нам определенную способность накапливать заряд, чтобы мы могли лучше управлять передачей электроэнергии.
Конденсаторы позволяют нам лучше контролировать накопление электрической энергии.
Символ конденсатора
С учетом сказанного, есть отличный способ представить конденсатор, чтобы мы могли поместить его в схему.
Следует отметить, что есть обычные конденсаторы, которым не важно, какую ориентацию напряжения вы подаете на них.
Есть также конденсаторы, которые работают хорошо, только если вы подаете более высокое напряжение на специальный вывод. Это называется поляризованным конденсатором. Фактически, они обычно взрываются, если вы получаете обратное напряжение.
Полярность конденсатора обозначается знаком «+» на одном из выводов конденсатора, что означает, что к нему должно быть подключено более высокое напряжение.
Что еще более интересно, так это то, что есть конденсаторы, в которых вы можете регулировать, чтобы изменить значение емкости. Он называется конденсатором переменной емкости.
Вот как обычно рисуются символы:
Как работает конденсатор?
Лучший способ понять, как работает конденсатор, — это посмотреть на модель с параллельными пластинами. Мы проверим это позже
Параллельный пластинчатый конденсатор
В этой модели показан конденсатор в его простейшей форме.Он состоит из двух проводящих пластин, разделенных диэлектрическим материалом.
Диэлектрик — это модное слово, означающее просто изолятор, который определенным образом реагирует на присутствие электрического поля.
Следует знать, что диэлектрический материал будет иметь свойство, называемое диэлектрической проницаемостью.
Диэлектрическая проницаемость — это величина сопротивления, которое материал развивает при воздействии электрического поля. Он обозначается символом Epsilon (ε) и изменяется в зависимости от материала.
Схема модели представлена ниже. Обратите внимание, что высота диэлектрика — это также расстояние (d) между обеими проводящими пластинами.
Формула емкости
Формула емкости для приведенной выше модели:
Где C — емкость, ε — диэлектрическая проницаемость, A — площадь поверхности проводящих пластин, а d — расстояние между проводящими пластинами, которое также является высотой диэлектрического материала. Результат — в Фарадах (F).
Как правило, проще записать ε как:
Таким образом, мы можем использовать k как относительную диэлектрическую проницаемость нашего диэлектрического материала, умноженную на диэлектрическую проницаемость пространства, которая составляет 8,854E-12 Ф / м. Обратите внимание, что k = 1 для воздуха.
Итак, площадь пластин и расстояние между ними — это вещи, которые мы можем изменить в зависимости от того, как мы сконструируем наш конденсатор. Диэлектрическая проницаемость — это свойство материала, который мы выбираем для нашего диэлектрика.
Собери свой собственный
Чтобы понять суть дела, давайте проведем небольшой забавный эксперимент, который вы можете провести дома.Построим конденсатор! Это не займет много времени.
Для этого домашнего конденсатора я использую алюминиевую фольгу для проводящих пластин и вощеную бумагу для диэлектрического материала.
Используя размеры 5 на 6 дюймов, я вырезал две токопроводящие пластины из алюминиевой фольги, а также вырезал кусок вощеной бумаги немного большего размера, чтобы предотвратить короткое замыкание двух пластин.
Изображение конденсатора можно увидеть ниже. Я просто сложил все 3 куска друг на друга с вощеной бумагой между кусками алюминиевой фольги.
Изображение конденсатора крупным планом можно увидеть ниже. Обратите внимание на то, как вощеная бумага находится между двумя листами алюминиевой фольги.
Затем я положил сверху тяжелую книгу, чтобы все выровнять, чтобы действительно уменьшить расстояние между пластинами. С помощью мультиметра я измерил емкость, подключив щупы к обоим кускам алюминиевой фольги.
Измерение дало емкость около 5 нанофарад, что также можно предсказать с помощью уравнения, если вы знаете диэлектрическую проницаемость и толщину вощеной бумаги.
А теперь представьте, если бы мы свернули этот конденсатор, убедившись, что пластины не соприкасаются друг с другом, и превратили его в небольшой пакет. У нас был бы хороший конденсатор 5 нФ.
Довольно круто!
Накопитель энергии
Затем давайте поговорим об энергии, хранящейся в конденсаторе
Допустим, у вас есть новый конденсатор, который никогда не был в цепи. Когда на выводы конденсатора подается напряжение, ток течет в одну из пластин конденсатора, создавая накопление заряда, и вытекает из другой пластины, создавая отрицательный заряд.
Эта передача заряда создает электрическое поле на пластинах конденсатора.В зависимости от того, какое сопротивление последовательно с конденсатором, будет определяться скорость протекания тока в пластинах конденсатора и из них.
Заряд конденсатора
Время заряда конденсатора зависит от постоянной времени конденсатора.
Обычно в простой схеме с резистором и конденсатором, как показано ниже, резистор ограничивает прохождение тока.
Следовательно, постоянная времени для этой простой схемы равна:
постоянная времени = Tau τ = R * C
При указанных выше значениях схемы постоянная времени равна:
Tau τ = 1000 * 0,000001 = 0,001 секунды
Постоянной времени (RC) считается 1 тау, то есть время, за которое конденсатор достигнет 0,63 от своего полного установившегося напряжения в цепи.
И удобное практическое правило состоит в том, что конденсатор полностью заряжается примерно на 5 τ, или в 5 раз больше постоянной времени.Следовательно, в нашем примере время полной зарядки составляет:
время зарядки = 5 * (1000 * 0,000001) = 0,005 секунды
Если вам интересно, почему для зарядки конденсатора требуется 5 * RC в секундах, это потому, что конденсатор зарядка следует экспоненциальной кривой.
Чтобы рассчитать напряжение для этой экспоненциальной кривой зарядки, мы можем использовать это уравнение:
Где V (t) — напряжение на конденсаторе по прошествии определенного времени (t), Vo — напряжение от источника, а RC — постоянная времени.
Из нашей примерной схемы с источником 12 В, резистором 1 кОм и 1 конденсатором микрофарад, вот как напряжение на конденсаторе выглядит на графике во время его зарядки:
Обратите внимание, что 1 тау (RC) равен 0,001 секунде, а при 5 * RC = 0,005 секунды напряжение достигло устойчивого состояния 12 вольт.
Разряд конденсатора
То же самое происходит, когда источник напряжения отключен от цепи и конденсатор полностью заряжен.
Теперь конденсатор находится под более высоким напряжением, чем остальная часть цепи, и энергия будет течь от конденсатора в цепь.
Напряжение разряда конденсатора также экспоненциально спадает. Для его расчета мы можем использовать это уравнение:
Как и раньше, V (t) — это напряжение на конденсаторе в момент времени (t), RC — постоянная времени, а Vo — это напряжение на полностью заряженном конденсаторе в начале.
Вот как выглядит кривая разряда в той же схеме из предыдущего примера:
Посмотрите, что происходит при одной постоянной времени RC, а затем при 5 * RC = 0.005 секунд.
Как разрядить конденсатор
Возникает вопрос: как разрядить конденсатор?
Что ж, проще всего подумать о том, что вам нужно убрать конденсатор от любых источников напряжения, то есть удалить его из схемы или отключить источник напряжения.
Однако здесь следует учесть несколько моментов. Помните, безопасность превыше всего. Вам необходимо определить, до какого напряжения был заряжен конденсатор.
Если это высокое напряжение или напряжение выше 25 В, вам необходимо позаботиться о своей безопасности.Вы не хотите шокировать себя, других или что-либо в своем окружении. Чтобы убить тебя, не нужно много тока.
Если вы не знаете, что делаете, обратитесь за профессиональной помощью к тому, кто знает. Ваша ситуация может быть опасной.
Для цепей низкого напряжения (ниже 25 В) проще всего подключить сопротивление конденсатора, зависящее от напряжения, до которого он заряжается, и от емкости конденсатора в нем.
Используя приведенные выше уравнения, вы можете рассчитать постоянную времени, выбрав резистор для конкретного конденсатора, который вы разряжаете, чтобы определить, сколько времени потребуется для разряда.
Тем не менее, вы определенно не хотите получать слишком большой ток от конденсатора, который может повредить его, или, возможно, нагреть резистор и повредить его.
Скажем, у нас есть цепь на 25 В, и мы хотим разрядить в ней конденсатор емкостью 100 мкФ. Предполагая, что в цепи уже нет сопротивления, которое естественным образом истощило бы заряд.
Если мы отключим источник 25 В, а затем осторожно подключим резистор 10 000 Ом к клеммам конденсатора, то мы сможем рассчитать, взорвем ли мы резистор и сколько времени потребуется, чтобы разрядить конденсатор.2 * R = (0,0025 * 0,0025) * 10 кОм = 0,06 Вт
Поскольку большинство резисторов 10 кОм обычно имеют максимальную номинальную мощность 1/4 Вт, резистор может справиться с этим отлично. Зачем? Потому что 0,0625 Вт <0,25 Вт.
Теперь вопрос, сколько времени потребуется, чтобы разрядить конденсатор? Давайте вычислим постоянную времени:
постоянная времени = R * C = 10 кОм * 100 мкФ = 1 секунда
Далее мы используем эмпирическое правило 5 * RC и выясняем, что для разряда конденсатора потребуется 5 секунд. резистор 10кОм.
Импеданс конденсатора
Если немного глубже изучить поведение конденсаторов, то в первую очередь обратим внимание на термин импеданс.
Что интересно, конденсаторы «реагируют» определенным образом на различные частоты переменного тока (AC). Это называется емкостным реактивным сопротивлением.
Чтобы найти полное сопротивление конденсатора, мы используем простое уравнение:
Здесь у нас есть емкость (C), частота в радианах (w) и частота в герцах (f).
Как видно из уравнения, полное сопротивление конденсатора уменьшается с увеличением частоты. Вы можете использовать этот эффект, чтобы конденсаторы действовали как «закорачивающие пути» для определенных частот. Мы обсудим это позже.
Эквивалентное последовательное сопротивление
Мы часто рассматриваем конденсаторы в теоретическом смысле, имея в виду только емкость. Однако в реальном мире у них также есть встроенное сопротивление.
Итак, вы, вероятно, спросите, а разве конденсатор не имеет просто емкости? Теоретически да, но мы никогда не сможем создать идеальные компоненты, поскольку они всегда обладают пассивными дополнительными свойствами, возникающими в процессе создания вещей.
Это встроенное сопротивление известно как эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), которое является отличным способом моделирования некоторых реальных эффектов с помощью конденсаторов.
Сопротивление происходит от выводов конденсатора, а также от потерь в диэлектрике.
ESR конденсатора может изменяться в зависимости от типа конденсатора и, возможно, может меняться со временем.
Его можно измерить с помощью тщательно разработанного теста, и обычно его можно найти в таблице данных конденсатора.
Для некоторых приложений разработчики не обращают особого внимания на ESR конденсатора. Однако в некоторых схемах это имеет значение. Иногда может возникнуть проблема в схемотехнике, связанная с ней.
Я видел схемы, которые годами работали безупречно, а затем внезапно, с новыми сборками плат, проблемы возникали из ниоткуда.
После выявления проблемы основная причина заключалась в том, что несколько конденсаторов были заменены с одного типа на другой (танталовый на электролитический), но с тем же номиналом емкости.
ESR изменил и изменил поведение конструкции.
Типы конденсаторов
Оказывается, есть много разных способов сделать конденсатор из разных материалов. Давайте рассмотрим каждый из основных типов.
Керамика
Керамические конденсаторы получили свое название от керамического диэлектрика, используемого в их конструкции
Они бывают разных типов корпусов. Чаще всего они используются для развязки, о которой мы поговорим позже.Еще одно место, где они часто встречаются, — это схемы генераторов.
Они хорошо подходят для высоких частот и сильноточных импульсов.
Алюминий
Алюминиевые конденсаторы являются частью семейства электролитических. В этих конденсаторах в качестве диэлектрика используется оксид алюминия.
Этот тип очень распространен и довольно дешев. Они хорошо работают в низкочастотных приложениях, поэтому вы часто видите их в фильтрах источников питания постоянного тока и звуковых цепях.
Они поляризованы, поэтому вы должны быть осторожны при их подключении.В противном случае они довольно быстро взорвутся
Пленочные
Пленочные конденсаторы получили свое название потому, что диэлектрик сделан из пластиковой пленки.
Они очень хороши при работе с сильноточными импульсными нагрузками, поэтому часто встречаются в схемах двигателей и демпферов.
Тантал
Танталовые конденсаторы — еще один представитель семейства электролитических. В качестве диэлектрика они используют пятиокись тантала.
Тантал дороже, поэтому вы обычно найдете их в схемах, которые больше подходят для высоких характеристик и нуждаются в специфических характеристиках конденсатора этого типа.
Часто они более надежны, чем другие типы. Танталы поляризованы, поэтому их необходимо правильно подключить. При неправильном подключении они обычно имеют более медленное время выхода из строя, чем алюминий.
Однажды я включил печатную плату более чем на 5 минут, прежде чем тантал взорвался, потому что он был неправильно подключен.
Super
Суперконденсаторы считаются электрохимическими. Их часто называют электрическими двухслойными конденсаторами (EDLC).
Они отлично подходят для устранения разрыва между обычными конденсаторами и батареями.
Например, если у вас есть цепь, которой требуется небольшой ток питания для поддержания стабильности устройства памяти или для работы часов реального времени, вы можете использовать их для подачи тока, когда источник питания отключен или батарея разряжена.
Они могут быть удобной альтернативой батареям в таких приложениях, как аэрокосмическая промышленность, где использование батарей может быть запрещено
Тестер конденсаторов
В наши дни многие мультиметры будут иметь встроенную возможность тестирования конденсаторов.
Мне лично нравятся мультиметры с автоматическим выбором диапазона, поэтому они будут настраиваться, чтобы найти правильное измерение.
Если вы используете старый мультиметр, просто убедитесь, что вы установили диапазон измерения как раз выше ожидаемого значения вашего конденсатора.
Вы также хотите убедиться и получить правильную полярность конденсатора, если он поляризован, чтобы вы правильно подключили его к мультиметру.
Существуют специальные тестеры, если вам нужна более интенсивная работа .
Имейте в виду, что сложно, а то и невозможно измерить конденсатор, пока он находится в цепи.
Обычно специалисты по устранению неполадок проверяют наличие короткого замыкания на конденсаторе, когда он находится в цепи, что является обычным отказом, путем измерения сопротивления на нем. Если короткое замыкание верно, то вы просто заменяете конденсатор.
Упаковка конденсатора
Конденсаторы поставляются в самых разных упаковках, от сквозного монтажа, поверхностного монтажа до монтажа на шасси.
Самым распространенным корпусом бытовой электроники, с которым вы столкнетесь, является поверхностный монтаж. Если вы собираете схемы дома, вы обычно получаете сквозное отверстие, чтобы использовать их с макетными платами.
Сквозное отверстие
Эти конденсаторы были преобладающим типом корпусов несколько десятилетий назад. Они по-прежнему пользуются большой популярностью у любителей, а также в качестве прототипов. Платы с более высоким током все еще используют их.
На рисунке ниже вы можете увидеть несколько распространенных примеров, которые вам встретятся:
Слева направо: керамика, керамика, пленка, алюминий, электролитический
Маркировка значений
Для конденсаторов со сквозным отверстием на части будет маркировка, указывающая номинал конденсатора.Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как это сделать:
Поверхностный монтаж
Компоненты для поверхностного монтажа позволяют значительно уменьшить размер электроники за счет уменьшения плотности компонентов на печатных платах.
Для цепей низкого напряжения, которые составляют большую часть цифровой электроники, вы можете получить конденсаторы очень маленького размера в корпусах для поверхностного монтажа.
Обратите внимание на разницу между танталовыми и керамическими конденсаторами в схеме FPGA на следующем изображении.
Обратите внимание на то, что танталы достаточно велики, чтобы иметь четкую маркировку их значений, но керамика настолько мала, что на них нет никаких маркировок.
Размеры корпуса
Как и другие электрические компоненты, конденсаторы бывают разных размеров для поверхностного монтажа. Ключевым моментом является то, что существует как имперская, так и метрическая система.
В таблице ниже показаны некоторые распространенные размеры упаковки в британской системе кодирования.
Код упаковки (британский) | Длина (дюймы) | Ширина (дюймы) | ||
---|---|---|---|---|
1206 | 0.12 | 0,06 | ||
0805 | 0,08 | 0,05 | ||
0603 | ||||
0603 | 2000 97 0603 | 2000 97 0603 | 2000 979 0,04 | 0,02 |
0201 | 0,024 | 0,012 |
Характеристики и номиналы конденсатора нужно искать только тогда, когда нужно выбирать
но также:
- Допуск емкости
- Напряжение
- Диапазон температур
- Температурный коэффициент
Давайте посмотрим на пример детали.Очень распространенный конденсатор представляет собой керамический конденсатор емкостью 0,1 мкФ, который отлично подходит для снижения шума в цепях постоянного тока.
Если мы посмотрим на GRM155R71C104KA88J на Digikey, мы увидим различные характеристики, которые нас волнуют. Мы также можем покопаться в таблице данных, чтобы получить более подробную информацию.
Эта часть представляет собой конденсатор с точностью +/- 10% с максимальным номинальным напряжением 16 В. Он имеет широкий температурный диапазон и температурный коэффициент X7R.
Стандартные значения конденсатора
Теперь давайте рассмотрим некоторые общие значения, которые вы встретите в электронике.
Конденсатор 0,01 мкФ можно найти в схемах, которым требуется отфильтровывать более высокие частоты. Обычно это керамический конденсатор, и если это компонент со сквозным отверстием, он будет отмечен как конденсатор 103.
Конденсатор 0,1 мкФ — обычный конденсатор, который можно встретить почти везде. Обычно это керамический конденсатор, который хорошо работает при развязке шин питания постоянного тока. До сквозного отверстия маркировка будет как конденсатор 104.
Конденсатор 1 мкФ и конденсатор 10 мкФ — другие распространенные конденсаторы, встречающиеся в схемах.Они хорошо помогают сгладить шум пульсации постоянного напряжения.
Что касается суперконденсаторов, конденсатор на 1 Фарад или даже конденсатор на 2 Фарада часто встречается на платах, которым требуется небольшой ток, даже если пропадает питание или умирает батарея.
Конечно, существует много разных емкостей конденсаторов. Обычно разработчик определяет, какой идеальный конденсатор необходим для схемы, а затем проверяет, что можно купить у дистрибьюторов.
Например, если вы перейдете в Digikey или Mouser, вы можете выполнить поиск конденсаторов, и их интерфейс выбора позволит вам выбрать наиболее близкое значение.
Частью проекта является выбор конденсатора, который пользуется большим спросом, чтобы вы не столкнулись с нехваткой деталей во время производства. Конечно, цена тоже немаловажный фактор.
Использование конденсаторов
Теперь, когда мы знаем о конденсаторах все, мы можем взглянуть на несколько очень удобных способов их использования в электронике.
Ток пульсации конденсатора
Ток пульсации — это всего лишь части переменного тока источника напряжения, приложенного к конденсатору.
Вам необходимо знать, что конденсатор будет выделять тепло из-за диэлектрических потерь, вызванных током пульсаций.
Следовательно, важно, чтобы выделяемое тепло не становилось слишком сильным, чтобы не повредить конденсатор.
Конденсаторыобычно имеют максимальный номинал, который не должен превышать ток пульсаций, поэтому это следует учитывать при проектировании схемы.
Конденсаторы, подключенные параллельно
Часто возникает необходимость использовать несколько конденсаторов разной емкости параллельно для задания разные частоты или просто получить более высокую общую емкость из множества более низких.
Уравнение для расчета эквивалентной емкости выглядит следующим образом:
Давайте быстро рассмотрим схему, чтобы продемонстрировать, насколько она проста.В схеме ниже у нас есть три конденсатора.
Чтобы вычислить эквивалентную емкость, мы делаем следующее:
общая емкость = C1 + C2 + C3 = 1 мкФ + 1 мкФ + 1 мкФ = 3 мкФ
Последовательные конденсаторы
Последовательные конденсаторы обычно не используются. готово, время от времени вы можете встретить его.
Некоторые разработчики будут использовать такое расположение, чтобы учесть падение напряжения на конденсаторах, чтобы можно было использовать конденсаторы с более низким номинальным напряжением для экономии средств.Как правило, это не очень хорошая практика проектирования.
Это сложно, потому что вы не можете гарантировать, что падение напряжения на каждом конденсаторе будет равномерным, поэтому, если это не сделать правильно, это часто приводит к отказу цепи. Определенно не рекомендуется, если вы действительно не понимаете динамику схемы.
Другая область, где он используется, — это безопасность, где короткое замыкание конденсатора может вызвать большой ущерб.
Последовательно подключив конденсатор к другому, в случае короткого замыкания один другой предотвратит короткое замыкание, продолжая работать.В этом случае вам нужно, чтобы оба конденсатора были рассчитаны на максимальное напряжение, намного превышающее напряжение схемы, чтобы избежать проблемы, упомянутой ранее.
Для расчета эквивалентной емкости последовательных конденсаторов используйте следующее уравнение:
А вот пример схемы, чтобы показать вам уравнение в действии. В этой схеме также имеется три конденсатора:
Чтобы вычислить эквивалентную емкость, сделаем следующее:
общая емкость = 1 / (1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3) = 1 / (1/1 мкФ + 1/2 мкФ + 1/3 мкФ) = 0.55 мкФ
Конденсатор связи
Конденсатор связи — это конденсатор, который используется для пропускания только частей переменного тока сигнала. Это также известно как связь по переменному току. Поскольку он пропускает только переменный ток, его также называют блокирующим конденсатором постоянного тока.
Для этого типа конденсатора существует множество аналоговых схем, в которых требуется пропускать только переменную часть сигнала.
Еще одним большим преимуществом является то, что, поскольку он удаляет постоянный ток из сигнала, он помогает уменьшить любые различия в уровнях напряжения, которые могут возникнуть между двумя системами.
Допустим, у вас есть проигрыватель Blue Ray и телевизор, разделенные 10-футовым кабелем, тогда разработчик обычно рассматривает возможность использования конденсатора на выходе и входе этих кабельных разъемов, чтобы удалить любое постоянное напряжение, которое может возникнуть между ними.
Конденсатор развязки
Конденсатор развязки, также известный как шунтирующий конденсатор, просто использует конденсатор, позволяющий нежелательному шуму переменного тока проходить через конденсатор и обратно на землю. Это помогает контролировать шум.
Конденсаторы разной емкости помогают отфильтровывать шумы различной частоты. Конечно, вы можете использовать несколько значений для задания нескольких частот, поместив конденсатор параллельно с другими
Вы будете постоянно видеть их рядом с выводами напряжения питания микросхем. Обычно можно найти значение 0,1 мкФ, или в таблице данных микросхемы указано идеальное значение.
Некоторым микросхемам даже требуется несколько значений на разных выводах, чтобы уменьшить шум.
Еще одно очевидное место использования этих конденсаторов — это цепь регулятора постоянного тока.В техническом описании регулятора, такого как 7805, будет указано несколько конденсаторов и конкретный тип, которые следует разместить как на входе, так и на выходе схемы.
Конденсаторы помогают поддерживать стабильность схемы, а также фильтруют шум пульсации.
Одно из моих любимых применений — удаление шума с цифровой земли. Если у вас есть плата в металлической коробке, то обычно у вас будет цифровое заземление и заземление корпуса (металлический ящик).
Вы должны быть осторожны, как эти основания соотносятся друг с другом.Обычно коробка подключается к другим устройствам с помощью кабелей, и это вызывает всевозможные помехи в вашу цифровую землю.
Одним из способов устранения шума является использование конденсатора между цифровой землей и землей шасси, который выбран для пропускания определенных частот шума, с которыми у вас возникли проблемы.
Хитрость в том, что вы хотите, чтобы этот конденсатор (или несколько) как можно ближе к разъему кабеля.
Если вы не поднесете его близко к кабельному разъему, то шум попадет в вашу цифровую землю и соединится со многими местами в схемах вашей платы.Я столько раз сталкивался с этой проблемой на протяжении многих лет.
Какая ваша любимая история с конденсаторами? Расскажите об этом в комментариях ниже.
Если вы готовы перейти к более сложным темам, обратите внимание на диоды или транзисторы.
Типы конденсаторов: работа и их применение
В любой электронной или электрической цепи конденсатор играет ключевую роль. Таким образом, каждый день может производиться от тысяч до миллионов конденсаторов различных типов.У каждого типа конденсатора есть свои преимущества, недостатки, функции и области применения. Таким образом, очень важно знать о каждом типе конденсатора при выборе для любого приложения. Эти конденсаторы варьируются от малых до больших, включая различные характеристики в зависимости от типа, что делает их уникальными. Маленькие и слабые конденсаторы можно найти в радиосхемах, тогда как большие конденсаторы используются в сглаживающих цепях. Конструирование небольших конденсаторов может быть выполнено с использованием керамических материалов, запечатанных эпоксидной смолой, тогда как конденсаторы промышленного назначения спроектированы с металлической фольгой с использованием тонких листов майлара, иначе пропитанных парафином бумаги.
Типы конденсаторов и их использование
Конденсатор является одним из наиболее часто используемых компонентов в проектировании электронных схем. Он играет важную роль во многих встроенных приложениях. Доступен с разными рейтингами. Он состоит из двух металлических пластин , разделенных непроводящим веществом, или диэлектриком . Часто это хранилища аналоговых сигналов и цифровых данных.
Сравнение конденсаторов различных типов обычно проводится в отношении диэлектрика, используемого между пластинами.Некоторые конденсаторы выглядят как трубки, небольшие конденсаторы часто изготавливаются из керамических материалов, а затем погружаются в эпоксидную смолу для их герметизации. Итак, вот несколько наиболее распространенных типов доступных конденсаторов. Посмотрим на них.
Диэлектрический конденсатор
Как правило, эти типы конденсаторов относятся к переменному типу, для настройки которых требуется постоянное изменение емкости передатчиков, приемников и транзисторных радиоприемников. Различные типы диэлектриков могут быть изготовлены из нескольких пластин и с воздушным зазором.Эти конденсаторы имеют набор фиксированных и подвижных пластин, которые перемещаются между фиксированными пластинами.
Положение подвижной пластины по сравнению с неподвижными пластинами определяет приблизительное значение емкости. В общем, емкость максимальна, когда два набора пластин полностью соединены. Настроечный конденсатор с высокой емкостью включает в себя довольно большие промежутки, в противном случае воздушные зазоры между двумя пластинами с напряжением пробоя, достигающим тысячи вольт.
Слюдяной конденсатор
Конденсатор, в котором в качестве диэлектрического материала используется слюда, известен как слюдяной конденсатор.Эти конденсаторы доступны в двух типах: зажимные и серебряные. Зажимной тип сейчас считается устаревшим из-за его более низких характеристик, но вместо него используется серебряный тип.
Эти конденсаторы изготавливаются путем размещения листов слюды с металлическим покрытием на обеих сторонах. После этого эта конструкция покрывается эпоксидной смолой для защиты от окружающей среды. Как правило, эти конденсаторы используются, когда требуются стабильные конденсаторы с относительно небольшими номиналами.
Минералы слюды чрезвычайно постоянны химически, механически и электрически из-за ее точной кристаллической структуры, которая включает типичные слои.Таким образом, возможно изготовление тонких листов толщиной от 0,025 до 0,125 мм.
Наиболее часто используемые слюда — флогопит и мусковит. В этом мусковит обладает хорошими электрическими свойствами, а второй — стойкостью к высоким температурам. Слюда исследуется в Индии, Южной Америке и Центральной Африке. Большая разница в составе сырья приводит к высокой стоимости, необходимой для экспертизы и категоризации. Слюда не реагирует на кислоты, воду и масляные растворители.
Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяном конденсаторе
Поляризованный конденсатор
Конденсатор с определенной полярностью, такой как положительная и отрицательная, называется поляризованным конденсатором. Всякий раз, когда эти конденсаторы используются в цепях, мы должны проверять, что они соединены с идеальной полярностью. Эти конденсаторы делятся на два типа: электролитические и суперконденсаторы.
Пленочные конденсаторы
Пленочные конденсаторы — это наиболее часто готовые из множества типов конденсаторов, состоящие из, как правило, обширной группы конденсаторов, отличающихся своими диэлектрическими свойствами.Они доступны практически любого номинала и напряжения до 1500 вольт. Они бывают с любым допуском от 10% до 0,01%. Пленочные конденсаторы также бывают разных форм и стилей корпуса.
Существует два типа пленочных конденсаторов: с радиальными выводами и с осевыми выводами. Электроды пленочных конденсаторов могут быть из металлизированного алюминия или цинка, нанесенного на одну или обе стороны пластиковой пленки, в результате чего получаются металлизированные пленочные конденсаторы, называемые пленочными конденсаторами. Пленочный конденсатор показан на рисунке ниже: Пленочные конденсаторы
Пленочные конденсаторыиногда называют пластиковыми конденсаторами, потому что в качестве диэлектриков они используют полистирол, поликарбонат или тефлон.Эти сорта пленки нуждаются в гораздо более толстой диэлектрической пленке, чтобы уменьшить опасность разрывов или проколов пленки, и поэтому они больше подходят для более низких значений емкости и больших размеров корпуса.
Пленочные конденсаторы физически больше и дороже, они не поляризованы, поэтому их можно использовать в приложениях с переменным напряжением, и они имеют гораздо более стабильные электрические параметры. В зависимости от емкости и коэффициента рассеяния, они могут применяться в приложениях класса 1 со стабильной частотой, заменяя керамические конденсаторы класса 1.
Керамические конденсаторы
Керамические конденсаторы используются в высокочастотных цепях, таких как аудио для RF. Они также являются лучшим выбором для компенсации высоких частот в аудиосхемах. Эти конденсаторы также называют дисковыми конденсаторами. Керамические конденсаторы изготавливаются путем покрытия двух сторон небольшого фарфорового или керамического диска серебром, а затем складываются вместе, образуя конденсатор. В керамических конденсаторах можно добиться как низкой, так и высокой емкости, изменяя толщину используемого керамического диска.Керамический конденсатор показан на рисунке ниже:
Керамические конденсаторыОни бывают номиналами от нескольких пикофарад до 1 микрофарада. Диапазон напряжения составляет от нескольких вольт до многих тысяч вольт. Керамика недорогая в производстве и бывает нескольких типов диэлектрика. Переносимость керамики невысока, но для той роли, которую она играет в жизни, они прекрасно работают.
Электролитические конденсаторы
Это наиболее часто используемые конденсаторы с широким допуском.Электролитические конденсаторы доступны с рабочим напряжением примерно до 500 В, хотя самые высокие значения емкости недоступны при высоком напряжении, а устройства с более высокой температурой доступны, но редко. Обычно существует два типа электролитических конденсаторов: танталовые и алюминиевые.
Танталовые конденсаторы обычно лучше выставляются, имеют более высокую стоимость и готовы только к более ограниченным параметрам. Диэлектрические свойства оксида тантала намного превосходят свойства оксида алюминия, что обеспечивает более легкий ток утечки и лучшую емкость емкости, что делает их пригодными для создания препятствий, развязки и фильтрации.
Толщина пленки оксида алюминия и повышенное напряжение пробоя дают конденсаторам исключительно высокие значения емкости для их размера. В конденсаторе фольговые пластины анодированы постоянным током, таким образом устанавливая край материала пластины и подтверждая полярность его стороны.
Танталовые и алюминиевые конденсаторы показаны на рисунке ниже:
Электролитические конденсаторыЭлектролитические конденсаторы делятся на два типа
- Алюминиевые электролитические конденсаторы
- Танталовые электролитические конденсаторы
- Ниобиевые электролитические конденсаторы по ссылке
узнать больше об электролитических конденсаторах
Суперконденсаторы
Конденсаторы, которые обладают электрохимической емкостью с высокими значениями емкости по сравнению с другими конденсаторами, известны как суперконденсаторы.Их можно классифицировать как группу, состоящую из электролитических конденсаторов, а также аккумуляторных батарей, известных как ультраконденсаторы.
Использование этих конденсаторов дает несколько преимуществ, например:
- Значение емкости этого конденсатора высокое
- Заряд может сохраняться, а также очень быстро доставляться
- Эти конденсаторы могут выдерживать дополнительный заряд с циклами разрядки.
- Применения суперконденсаторов включают следующее.
- Эти конденсаторы используются в автобусах, автомобилях, поездах, кранах и лифтах.
- Они используются для рекуперативного торможения и для резервного копирования памяти.
- Эти конденсаторы доступны в различных типах, таких как двухслойные, псевдо и гибридные.
Неполяризованный конденсатор
Конденсаторы не имеют полярности, как положительную, иначе отрицательную. Электроды неполяризованных конденсаторов можно произвольно вставлять в цепь для обратной связи, связи, развязки, колебаний и компенсации.Эти конденсаторы имеют небольшую емкость, поэтому используются в чистых цепях переменного тока, а также используются для фильтрации высоких частот. Выбор этих конденсаторов может быть сделан очень удобно с аналогичными моделями и техническими характеристиками. Типы неполяризованных конденсаторов:
Керамические конденсаторы
Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке, чтобы узнать больше о керамических конденсаторах
Серебряные слюдяные конденсаторы
Пожалуйста, обратитесь по этой ссылке, чтобы узнать больше о слюдяных конденсаторах
Полиэфирные конденсаторы
Полиэфирные или майларовые конденсаторы дешев, точен и имеет небольшую утечку.Эти конденсаторы работают в диапазоне от 0,001 до 50 мкФ. Эти конденсаторы применимы там, где стабильность и точность не так важны.
Конденсаторы из полистирола
Эти конденсаторы чрезвычайно точны, имеют меньшую утечку. Они используются в фильтрах, а также там, где важны точность и стабильность. Они довольно дороги и работают в диапазоне от 10 пФ до 1 мФ.
Конденсаторы из поликарбоната
Эти конденсаторы дорогие и доступны в очень хорошем качестве, с высокой точностью и очень низкой утечкой.К сожалению, они были сняты с производства, и сейчас их трудно найти. Они хорошо работают в суровых и высокотемпературных условиях в диапазоне от 100 пФ до 20 мФ.
Полипропиленовые конденсаторы
Эти конденсаторы дорогие, и диапазон их рабочих характеристик может находиться в диапазоне от 100 пФ до 50 мФ. Они очень постоянны, точны во времени и имеют очень небольшую утечку.
Тефлоновые конденсаторы
Эти конденсаторы являются наиболее стабильными, точными и почти не имеют утечки.Они считаются лучшими конденсаторами. В широком диапазоне частотных вариаций образ поведения совершенно одинаков. Они работают в диапазоне от 100 пФ до 1 мФ.
Стеклянные конденсаторы
Эти конденсаторы очень прочные, стабильные и работают в диапазоне от 10 пФ до 1000 пФ. Но это тоже очень дорогие компоненты.
Полимерный конденсатор
Полимерный конденсатор — это электролитический конденсатор (e-cap), в котором вместо геля или жидких электролитов используется твердый электролит из проводящего полимера, такого как электролит.
Высыхания электролита легко избежать с помощью твердого электролита. Такая сушка — одна из особенностей, которые сокращают срок службы обычных электролитических конденсаторов. Эти конденсаторы подразделяются на разные типы, такие как полимерные танталовые электронные крышки, полимерные алюминиевые электронные крышки, гибридные полимерные алюминиевые крышки и полимерные ниобиевые.
В большинстве случаев в этих конденсаторах используется альтернатива электролитическим конденсаторам, только если максимальное номинальное напряжение не повышается.Максимальное номинальное напряжение твердотельных полимерных конденсаторов меньше по сравнению с самым высоким напряжением конденсаторов классического электролитического типа, например, до 35 вольт, хотя некоторые конденсаторы полимерного типа рассчитаны на самые высокие рабочие напряжения, такие как 100 вольт постоянного тока.
Эти конденсаторы имеют другие и лучшие качества по сравнению с более длительным сроком службы, высокой рабочей температурой, хорошей стабильностью, более низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) и гораздо более безопасным режимом отказа.
Конденсаторы с выводами и для поверхностного монтажа
Доступны конденсаторы, такие как конденсаторы с выводами и конденсаторы для поверхностного монтажа.Доступны почти все типы конденсаторов, такие как свинцовые версии, такие как керамические, электролитические, суперконденсаторы, серебряная слюда, пластиковая пленка, стекло и т. Д. Возможности поверхностного монтажа или поверхностного монтажа ограничены, но они должны выдерживать температуры, которые используются в процессе пайки. .
Когда у конденсатора нет выводов, а также в результате использования метода пайки, то конденсаторы SMD подвергаются полному повышению температуры самого припоя. В результате не все варианты доступны в качестве конденсаторов SMD.
К основным типам конденсаторов для поверхностного монтажа относятся керамические, танталовые и электролитические. Все они были разработаны, чтобы выдерживать очень высокие температуры пайки.
Конденсаторы специального назначения
Конденсаторы специального назначения используются в системах питания переменного тока, таких как системы ИБП и CVT до 660 В переменного тока. Выбор подходящих конденсаторов в основном играет важную роль в ожидаемом сроке службы конденсаторов. Следовательно, совершенно необходимо использовать конденсатор надлежащей емкости через номинальное напряжение-ток, чтобы соответствовать точному применению.Эти конденсаторы отличаются прочностью, долговечностью, ударопрочностью, точностью размеров и чрезвычайно прочностью.
Типы конденсаторов в цепях переменного тока
Когда конденсаторы используются в цепях переменного тока, тогда конденсаторы действуют иначе, чем резисторы, поскольку резисторы позволяют электронам проходить через них, что прямо пропорционально падению напряжения, тогда как сопротивление конденсаторов изменяется в пределах напряжение через подачу или потребление тока, потому что они заряжаются, иначе разрядятся до нового уровня напряжения.
Конденсаторы превращаются в заряженные по направлению к значению приложенного напряжения, которое действует как накопительное устройство для поддержания заряда до тех пор, пока напряжение питания не будет присутствовать во всем соединении постоянного тока. В конденсатор будет подаваться зарядный ток, препятствующий любым изменениям напряжения.
Например, рассмотрим схему, в которой используется конденсатор, а также источник переменного тока. Таким образом, между напряжением и током существует разность фаз в 90 градусов, при этом ток достигает своего пика в 90 градусов до того, как напряжение достигает своего пика.
Источник питания переменного тока генерирует колебательное напряжение. Когда емкость высока, то должен течь огромный источник питания, чтобы создать определенное напряжение на пластинах, и ток будет выше.
Частота напряжения выше, и тогда время, доступное для регулировки напряжения, короче, поэтому ток будет большим при увеличении частоты и емкости.
Переменные конденсаторы
Переменные конденсаторы — это конденсаторы, емкость которых может намеренно и многократно изменяться механически.Этот тип конденсатора используется для установки частоты резонанса в LC-цепях, например, для настройки радио для согласования импеданса в устройствах антенного тюнера. Конденсаторы переменной емкости
Применение конденсаторов
Конденсаторынаходят применение как в электротехнике, так и в электронике. Они используются в фильтрах, системах накопления энергии, пускателях двигателей и устройствах обработки сигналов.
Как узнать стоимость конденсаторов?
Конденсаторы — важные компоненты электронной схемы, без которых схема не может быть завершена.Использование конденсаторов включает в себя сглаживание пульсаций переменного тока в источнике питания, соединение и развязку сигналов в качестве буферов и т. Д. В схемах используются различные типы конденсаторов, такие как электролитический конденсатор, дисковый конденсатор, танталовый конденсатор и т. Д. Электролитические конденсаторы имеют номинал, напечатанный на корпусе, так что его контакты можно легко идентифицировать.
Обычно большой штифт положительный. Черная полоса возле отрицательного вывода указывает на полярность. Но в дисковых конденсаторах на корпусе напечатан только номер, поэтому очень сложно определить его значение в PF, KPF, uF, n и т. Д.Для некоторых конденсаторов значение печатается в мкФ, а для других используется код EIA. 104. Давайте посмотрим, как идентифицировать конденсатор и рассчитать его значение.
Число на конденсаторе представляет значение емкости в пикофарадах. Например, 8 = 8PF
Если третье число равно нулю, то значение находится в P, например. 100 = 100PF
Для трехзначного числа третье число представляет количество нулей после второй цифры, например, 104 = 10 — 0000 PF
Если значение получено в PF, его легко преобразовать в KPF или мкФ
PF / 1000 = KPF или n, PF / 10, 00000 = мкФ.Для значения емкости 104 или 100000 в пФ это будет 100 кпФ или н или 0,1 мкФ.
Формула преобразования
nx 1000 = PF PF / 1000 = n PF / 1000000 = мкФ мкФ x 1000000 = PF мкФ x 1000000/1000 = nn = 1 / 1000000000F мкФ = 1/1000000 F
Буква ниже значение емкости определяет значение допуска.
473 = 473 К
Для четырехзначного числа, если 4 -я цифра является нулем, то значение емкости выражается в пФ.
Например, 1500 = 1500PF
Если число представляет собой десятичное число с плавающей запятой, значение емкости выражается в мкФ.
Например, 0,1 = 0,1 мкФ
Если под цифрами указан алфавит, он представляет собой десятичную дробь, а значение выражается в KPF или n
Например. 2K2 = 2,2 KPF
Если значения указаны с косой чертой, первая цифра представляет значение в UF, вторая — допуск, а третья — максимальное номинальное напряжение
Например. 0,1 / 5/800 = 0,01 мкФ / 5% / 800 Вольт.
Некоторые общие дисковые конденсаторы
Без конденсатора проектирование схемы будет неполным, поскольку он играет активную роль в функционировании схемы.Конденсатор имеет две электродные пластины внутри, разделенные диэлектрическим материалом, таким как бумага, слюда и т. Д. Что происходит, когда электроды конденсатора подключены к источнику питания? Конденсатор заряжается до полного напряжения и сохраняет заряд. Конденсатор может накапливать ток, который измеряется в фарадах.
DISC-CAPSЕмкость конденсатора зависит от площади его электродных пластин и расстояния между ними. Дисковые конденсаторы не имеют полярности, поэтому их можно подключать любым способом.Дисковые конденсаторы в основном используются для развязки / развязки сигналов. Электролитические конденсаторы, с другой стороны, имеют полярность, поэтому, если полярность конденсатора изменится, он взорвется. Электролитические конденсаторы в основном используются в качестве фильтров, буферов и т. Д.
Каждый конденсатор имеет свою собственную емкость, которая выражается как заряд в конденсаторе, деленный на напряжение. Таким образом, Q / V. При использовании конденсатора в цепи следует учитывать некоторые важные параметры. Во-первых, его ценность.Выберите подходящее значение, низкое или высокое значение, в зависимости от схемы.
Значение напечатано на корпусе большинства конденсаторов в мкФ или в виде кода EIA. В конденсаторах с цветовой кодировкой значения представлены в виде цветных полос и с помощью таблицы цветового кода конденсатора; конденсатор легко идентифицировать. Ниже приведена цветовая диаграмма для обозначения конденсатора с цветной кодировкой.
Видите, как и у резисторов, каждая полоса на конденсаторе имеет значение. Значение первой полосы — это первое число на цветовой диаграмме.Точно так же значение Второй полосы — это Второе число на цветовой диаграмме. Третья полоса — это умножитель, как в случае резистора. Четвертая полоса — это допуск конденсатора. Пятая полоса — это корпус конденсатора, который представляет рабочее напряжение конденсатора. Красный цвет представляет 250 вольт, а желтый — 400 вольт.
Допуск и рабочее напряжение — два важных фактора, которые необходимо учитывать. Ни один из конденсаторов не имеет номинальной емкости и может варьироваться.
Поэтому используйте конденсатор хорошего качества, например танталовый, в чувствительных схемах, таких как схемы генератора. Если конденсатор используется в цепях переменного тока, он должен иметь рабочее напряжение 400 вольт. Рабочее напряжение электролитического конденсатора указано на его корпусе. Подбирайте конденсатор с рабочим напряжением в три раза превышающим напряжение блока питания.
Например, если источник питания 12 вольт, используйте конденсатор на 25 или 40 вольт. Для сглаживания лучше взять конденсатор емкостью 1000 мкФ, чтобы почти полностью убрать пульсации переменного тока.В источнике питания аудиосхем лучше использовать конденсатор емкостью 2200 мкФ или 4700 мкФ, так как пульсации могут создавать шум в цепи.
Ток утечки — еще одна проблема конденсаторов. Некоторые заряды будут протекать, даже если конденсатор заряжается. Это стих из схем таймера, так как временной цикл зависит от времени заряда / разряда конденсатора. Доступны танталовые конденсаторы с малой утечкой, которые используются в схемах таймера.
Описание функции конденсатора сброса в микроконтроллере
Сброс используется для запуска или перезапуска функций микроконтроллера AT80C51.Вывод сброса следует двум условиям для запуска микроконтроллера. Это
- Блок питания должен быть в указанном диапазоне.
- Длительность импульса сброса должна быть не менее двух машинных циклов.
Сброс должен оставаться активным до тех пор, пока не будут соблюдены все два условия.
В схеме этого типа конденсатор и резистор от источника питания подключены к контакту сброса №. 9. Пока переключатель питания находится в положении ON, конденсатор начинает заряжаться.В это время конденсатор вначале действует как короткое замыкание. Когда вывод сброса установлен на ВЫСОКИЙ, микроконтроллер переходит в состояние включения, и через некоторое время зарядка прекращается.