Sähkökondensaattori on laite, joka voi varastoida varausta ja energiaa. sähkökenttä. Pohjimmiltaan se koostuu johtimien (levyjen) parista, jotka on erotettu eristekerroksella. Eristeen paksuus on aina paljon pienempi kuin levyjen koko. Käytössä sähkökaaviot Korvauskondensaattori on osoitettu 2 pystysuoralla rinnakkaisella segmentillä (II).

Perussuureet ja mittayksiköt

On olemassa useita perussuureita, jotka määrittelevät kondensaattorin. Yksi niistä on sen kapasiteetti (latinalainen kirjain C) ja toinen on käyttöjännite (latinalainen U). Sähköinen kapasiteetti (tai yksinkertaisesti kapasitanssi) SI-järjestelmässä mitataan faradeina (F). Lisäksi kapasitanssin yksikkönä 1 faradia - tämä on paljon - ei käytetä käytännössä koskaan. Esimerkiksi maapallon sähkövaraus on vain 710 mikrofaradia. Siksi useimmissa tapauksissa se mitataan faradista johdetuilla määrillä: pikofaradeissa (pF) hyvin pienellä kapasitanssiarvolla (1 pF \u003d 1/10 6 μF), mikrofaradeissa (μF) riittävän suurella arvolla (1 μF) \u003d 1/10 6 F). Sähkökapasiteetin laskemiseksi on tarpeen jakaa levyjen välillä kertyneen varauksen määrä niiden välisen potentiaalieron moduulilla (jännite kondensaattorin yli). Kondensaattorin varaus on tässä tapauksessa kyseessä olevan laitteen yhdelle levylle kerääntyvä varaus. Laitteen kahdella johtimella ne ovat moduuliltaan identtisiä, mutta eroavat etumerkillään, joten niiden summa on aina nolla. Kondensaattorin varaus mitataan kuloneina (C), ja sitä merkitään kirjaimella Q.

Jännite sähkölaitteessa

Yksi harkitsemamme laitteen tärkeimmistä parametreista on läpilyöntijännite - kondensaattorin kahden johtimen välinen potentiaaliero, joka johtaa dielektrisen kerroksen sähköiseen hajoamiseen. Suurin jännite, jolla laite ei hajoa, määräytyy johtimien muodon, eristeen ominaisuuksien ja sen paksuuden mukaan. Käyttöolosuhteita, joissa sähkölaitteen levyjen jännite on lähellä läpilyöntijännitettä, ei voida hyväksyä. Kondensaattorin normaali käyttöjännite on useita kertoja pienempi kuin läpilyöntijännite (kaksi-kolme kertaa). Siksi valitessasi kiinnitä huomiota nimellisjännitteeseen ja kapasitanssiin. Useimmissa tapauksissa näiden määrien arvo ilmoitetaan itse laitteessa tai passissa. Kondensaattorin liittäminen verkkoon nimellisjännitteen ylittävälle jännitteelle uhkaa rikkoutua, ja kapasitanssiarvon poikkeama nimellisarvosta voi johtaa korkeampien harmonisten vapautumiseen verkkoon ja laitteen ylikuumenemiseen.

Kondensaattorien ulkonäkö

Lauhduttimien rakenne voi olla hyvin monipuolinen. Se riippuu laitteen sähkökapasiteetin arvosta ja sen tarkoituksesta. Kyseisen laitteen parametreihin ei pitäisi vaikuttaa ulkoiset tekijät, joten levyillä on muoto, jossa sähkökenttä, joka syntyy sähkövarauksista, on keskittynyt pieneen rakoon kondensaattorin johtimien välillä. Siksi ne voivat koostua kahdesta samankeskisestä pallosta, kahdesta litteät lautaset tai kaksi koaksiaalista sylinteriä. Siksi kondensaattorit voivat olla sylinterimäisiä, pallomaisia ​​ja litteitä johtimien muodosta riippuen.

Pysyvät kondensaattorit

Sähkökapasitanssin muutoksen luonteen mukaan kondensaattorit jaetaan laitteisiin, joissa on vakio, muuttuva kapasitanssi tai trimmerit. Tarkastellaanpa kutakin näistä tyypeistä tarkemmin. Laitteet, joiden kapasitanssi ei muutu käytön aikana, eli se on vakio (kapasitanssiarvo voi silti vaihdella hyväksytyissä rajoissa lämpötilasta riippuen) on kiinteät kondensaattorit. On myös sähkölaitteita, jotka muuttavat sähkökapasiteettiaan käytön aikana, niitä kutsutaan muuttujiksi.

Mistä C kondensaattorissa riippuu?

Kapasitanssi riippuu sen johtimien pinta-alasta ja niiden välisestä etäisyydestä. Näitä asetuksia voi muuttaa usealla eri tavalla. Harkitse kondensaattoria, joka koostuu kahden tyyppisistä levyistä: liikkuvista ja kiinteistä. Liikkuvat levyt liikkuvat suhteessa kiinteisiin levyihin, minkä seurauksena kondensaattorin kapasitanssi muuttuu. Muuttuvia analogeja käytetään analogisten laitteiden konfigurointiin. Lisäksi kapasiteettia voidaan muuttaa käytön aikana. Trimmerin kondensaattoreita käytetään useimmissa tapauksissa tehdaslaitteiden asettamiseen, esimerkiksi kapasitanssin valitsemiseen empiirisesti, kun laskeminen on mahdotonta.

Kondensaattori piirissä

Kyseinen laite DC-piirissä johtaa virtaa vain sillä hetkellä, kun se on kytketty verkkoon (tässä tapauksessa laite ladataan tai ladataan lähdejännitteeseen). Kun kondensaattori on latautunut täyteen, sen läpi ei kulje virtaa. Kun laite on kytketty piiriin, jossa purkaus- ja latausprosessit vuorottelevat keskenään. Niiden vuorottelujakso on yhtä suuri kuin käytetty sinimuotoinen jännite.

Kondensaattorien ominaisuudet

Kondensaattori, riippuen elektrolyytin tilasta ja materiaalista, josta se koostuu, voi olla kuiva, nestemäinen, oksidipuolijohde, oksidi-metalli. Nestekondensaattorit ovat hyvin jäähdytettyjä, nämä laitteet voivat toimia merkittävissä kuormissa ja niillä on niin tärkeä ominaisuus kuin dielektrinen itsekorjautuminen rikkoontumisen aikana. Tarkastetuilla kuivatyyppisillä sähkölaitteilla on melko yksinkertainen rakenne, hieman pienempi jännitehäviö ja vuotovirta. Tällä hetkellä kuivakoneet ovat suosituimpia. Elektrolyyttikondensaattorien tärkein etu on niiden edullinen hinta, pieni koko ja suuri sähkökapasiteetti. Oksidianalogit ovat polaarisia (virheellinen kytkentä johtaa häiriöihin).

Kuinka muodostaa yhteys

Kondensaattorin kytkeminen piiriin, jossa on tasavirta tapahtuu seuraavasti: virtalähteen plus (anodi) on kytketty elektrodiin, joka on peitetty oksidikalvolla. Tämän vaatimuksen noudattamatta jättäminen voi johtaa dielektrisen hajoamiseen. Tästä syystä nestekondensaattorit on kytkettävä piiriin, jossa on vaihtovirtalähde, joka yhdistää kaksi identtistä osaa vastakkaiseen sarjaan. Tai levitä oksidikerros molemmille elektrodeille. Näin saadaan ei-napainen sähkölaite, joka toimii verkoissa sekä vakio- että nollasuhteella, ja molemmissa tapauksissa tuloksena oleva kapasitanssi on puolet pienempi. Yksinapainen sähköiset kondensaattorit niillä on merkittävät mitat, mutta ne voidaan sisällyttää vaihtovirtapiireihin.

Kondensaattorien pääsovellus

Sana "kondensaattori" voidaan kuulla eri teollisuusyritysten ja suunnittelulaitosten työntekijöiltä. Käsiteltyään toimintaperiaatetta, ominaisuuksia ja fyysisiä prosesseja, selvitämme, miksi kondensaattoreita tarvitaan esimerkiksi tehonsyöttöjärjestelmissä? Näissä järjestelmissä akkuja käytetään laajalti rakentamisessa ja jälleenrakentamisessa teollisuusyrityksissä kompensoimaan KRM:n loistehoa (verkon purkaminen ei-toivotuilta ylivuodoilta), mikä vähentää sähkökustannuksia, säästää kaapelituotteissa ja toimittaa sähköä kuluttajalle. paras laatu. Sähkövoimajärjestelmien (EPS) verkkojen tehon, menetelmän ja lähteiden kytkentäpaikan (Q) optimaalinen valinta vaikuttaa merkittävästi EPS:n tehokkuuden taloudellisiin ja teknisiin tunnuslukuihin. KRM:ää on kahta tyyppiä: poikittais- ja pituussuuntainen. Poikittaiskompensoinnilla kondensaattoriparistot kytketään sähköaseman kiskoihin rinnakkain kuorman kanssa ja niitä kutsutaan shuntiksi (SHBK). Pitkittäiskompensoinnilla akut sisältyvät sähköjohdon katkaisuun ja niitä kutsutaan SPC:ksi (pitkittäiskompensointilaitteiksi). Akut koostuvat yksittäisistä laitteista, jotka voidaan kytkeä eri tavoilla: kondensaattorit sarjaliitäntä tai rinnakkain. Kun sarjaan kytkettyjen laitteiden määrä kasvaa, jännite kasvaa. CPC:tä käytetään myös tasaamaan kuormia vaiheittain, lisäämään kaari- ja malmilämpöuunien tuottavuutta ja tehokkuutta (kun CPC kytketään päälle erityisten muuntajien kautta).

Jokaisen autoilijan hansikaslokerosta löytyy pari tällaista sähkölaitetta. Miksi autoon tarvitaan kondensaattoreita? Siellä niitä käytetään akustisten järjestelmien vahvistuslaitteissa korkealaatuisen äänentoiston aikaansaamiseksi.

Monilla ihmisillä on usein kysymys. Mikä on kondensaattorin tarkoitus audiojärjestelmässä? Kuinka kytkeä kondensaattori?

Tässä artikkelissa yritän antaa lyhyen oppaan.

Syventymättä prosessin fysiikkaan sanon, että kondensaattori pystyy kerääntymään itsessään sähköenergiaa ja anna se heti pois. Se on ominaisuus energian välittömästä palautumisesta takaisin sähköpiiriin, jota käytetään auton audiossa. Kun soitat matalalla bassolla korkeatasoinenäänenvoimakkuutta vahvistimen virtapiirissä tapahtuu jännitehäviö, joka voidaan havaita subwooferin tahdissa vilkkuvilla valoilla. Vahvistimen tehonsyöttöpiiriin asennettu kondensaattori latautuu ja jännitteen putoaessa purkautuu välittömästi, mikä antaa lisäenergiaa takaisin piiriin. Siten jännitehäviö tasoittuu, millä on suotuisa vaikutus toistoon. matalat taajuudet korkealla äänenvoimakkuudella. Basso tiukenee, hyökkäys paranee. Lisäksi generaattorin ja akun kuormitus pienenee.

Autojen kondensaattorityypit.

Nykyään markkinoilla on erilaisia ​​​​autokondensaattoreita.

Riisi. 1. Erilaisia ​​kondensaattoreita.

Kun valitset kondensaattoria, sinun tulee kiinnittää huomiota ensisijaisesti sen kapasitanssiin. Kapasitanssiksi valitaan noin 1F (1 Farad) per 1000W.

Kondensaattorin liitäntä

Kondensaattori asennetaan mahdollisimman lähelle kuluttajaa (vahvistin). Johtojen pituus kondensaattorista vahvistimeen ei saa ylittää 60 cm, mitä pienempi, sen parempi.

Riisi. 2. Oikea kytkentä kondensaattori

Kun kondensaattori kytketään piiriin, se on ensin ladattava ja vasta sitten kytkettävä suoraan piiriin. Tämä johtuu siitä, että varaamaton kondensaattori on tavallinen johdin, ts. Jos lataamaton kondensaattori kytketään suoraan piiriin, tapahtuu oikosulku.

Kondensaattorin mukana tulee yleensä vastus, mutta suosittelen kytkemään kondensaattorin tavallisen auton hehkulampun kautta. 3. Alussa, kun kondensaattori kytketään hehkulampun kautta, se palaa täydellä kirkkaudella ja kondensaattorin latautuessa kirkkaus pienenee. Vasta kun lamppu on sammunut kokonaan tai palanut, mutta hyvin heikosti, voit kytkeä kondensaattorin suoraan ilman hehkulamppua.

Riisi. 3. Kondensaattorin kytkeminen hehkulampun kautta

Kallissa kondensaattoreissa on automaattinen latausjärjestelmä, tällaiset kondensaattorit voidaan kytkeä piiriin ilman esilatausta. Jos et ole varma, onko kondensaattorissa tällainen järjestelmä, kytke kondensaattori esilatauksella hehkulampun kautta.

Joissakin kondensaattoreissa on sisäänrakennettu volttimittari. Yleensä tällaisissa kondensaattoreissa on pääliittimien "+" ja "-" lisäksi kolmas "kaukosäädin". Tässä tapauksessa tähän liittimeen on syötettävä +12 V ohjaussignaali volttimittarin käynnistämiseksi. Voit ottaa sen joko vahvistimesta - kaukosäätimestä tai mistä tahansa johdosta, jossa näkyy + 12V, kun ACC on päällä (avaimen ensimmäinen asento virtalukossa) tai kun sytytysvirta on kytkettynä.

Kondensaattori(latinalaisesta sanasta "condensare" - "tiivistää", "paksuttaa") on kaksinapainen laite, jolla on tietty arvo tai muuttuva kapasitanssin arvo ja alhainen johtavuus, joka pystyy keskittymään, kerääntymään ja antamaan muille elementeille virtapiiri sähkövirran varaus.

Kondensaattori tai, kuten sitä kutsutaan myös yksinkertaisesti "conder" lyhyesti, on sähköpiirin elementti, joka koostuu yksinkertaisimmasta versiosta kahdesta elektrodista levyjen (tai levyjen) muodossa, jotka keräävät vastakkaisia ​​purkauksia ja siksi ne ovat erotettu toisistaan ​​dielektrillä, jonka paksuus on pieni verrattuna itse sähköä johtavien vuorausten mittoihin. Käytännössä Kaikki valmistetut kondensaattorit ovat kuitenkin monikerroksisia elektrodinauharullia sylinterin tai suuntaissärmiön muodossa, jotka on erotettu toisistaan ​​eristekerroksilla.

Kondensaattorin toimintaperiaate

Työperiaatteen mukaan se on samanlainen kuin akku vain ensi silmäyksellä, mutta silti se eroaa siitä hyvin periaatteessa ja lataus-purkausnopeudessa, maksimikapasiteetissa.

Kondensaattorin lataus. Virtalähteeseen liittämishetkellä elektrodeilla on eniten tilaa, joten latausvirta on maksimi, mutta kun varaus kertyy, virta pienenee ja katoaa kokonaan täyden latauksen jälkeen. Ladattaessa negatiivisesti varautuneet hiukkaset, elektronit, kerääntyvät yhdelle levylle ja ionit, positiivisesti varautuneet hiukkaset, kerääntyvät toiselle. Dielektriikka toimii esteenä niiden hyppäämiselle kondensaattorin vastakkaiselle puolelle.

Ladattaessa jännite myös kasvaa nollasta ennen latauksen alkua ja saavuttaa maksiminsa aivan lopussa, joka on yhtä suuri kuin virtalähteen jännite.

Kondensaattorin purkaus. Jos sammutat virtalähteen latauksen päätyttyä ja liität kuorman R, se muuttuu virtalähteeksi. Kun kuorma kytketään, levyjen väliin muodostuu piiri. Negatiivisesti varautuneet elektronit liikkuvat kuorman läpi positiivisesti varautuneisiin ioneihin toisella levyllä vastakkaisten varausten välisen vetovoimalain mukaan.

Kun kuorma on kytketty, alkuvirta Ohmin lain mukaan on yhtä suuri kuin elektrodien jännite (sama kuin virtalähteen jännite kondensaattorin latauksen lopussa), jaettuna kuormitusvastuksella.
Kun virta on mennyt, kondensaattori alkaa vähitellen menettää latausta tai purkautua. Samanaikaisesti jännitteen arvo alkaa laskea Ohmin lain mukaan ja virta. Samanaikaisesti mitä korkeampi levyjen purkaustaso, sitä pienempi on jännitteen ja virran pudotusnopeus. Prosessi päättyy, kun kondensaattorielektrodien jännite on nolla.

Kondensaattorin latausaika riippuu suoraan sen kapasitanssin arvosta. Mitä suurempi se on, sitä kauemmin kestää suuremman määrän varausta kulkea piirin läpi.

Purkausaika riippuu kytketystä kuormasta. Mitä suurempi vastus R on kytketty, sitä pienempi purkausvirta on.

Mihin kondensaattori on tarkoitettu?

Kondensaattoreita käytetään laajalti kaikissa elektronisissa ja radiopiireissä. Yhdessä transistorien ja vastusten kanssa ne ovat radiotekniikan perusta.

Kondensaattorien käyttö sähkölaitteissa ja kodinkoneet:

• Kondensaattorin tärkeä ominaisuus ketjussa vaihtovirta on sen kyky toimia kapasitiivisena vastuksena (induktiivinen kelassa). Jos kytket kondensaattorin ja hehkulampun sarjaan akkuun, se ei hehku. Mutta jos yhdistät vaihtovirtalähteeseen, se syttyy. Ja se hehkuu mitä kirkkaammin, sitä suurempi on kondensaattorin kapasitanssi. Tämän ominaisuuden ansiosta niitä käytetään laajalti suodattimena, joka pystyy melko menestyksekkäästi vaimentamaan korkeataajuisia ja matalataajuisia häiriöitä, jännitteen aaltoilua ja vaihtovirtapiikkejä.
• Kiitokset kondensaattorien kyky kerätä varausta pitkään ja puretaan sitten nopeasti matalavastuksen piirissä pulssin luomiseksi, mikä tekee niistä välttämättömiä salamavalokuvien, sähkömagneettisten kiihdyttimien, lasereiden jne. valmistuksessa.
• Kondensaattorin kyky varastoida ja varastoida sähkövaraus pitkään aikaan, mahdollisti sen käytön elementeissä tietojen tallentamiseen. Ja myös virtalähteenä pienitehoisille laitteille. Esimerkiksi sähköasentajan anturi, joka riittää työntämään pistorasiaan pariksi sekunniksi, kunnes sisäänrakennettu kondensaattori latautuu, ja sitten sillä voi soittaa piirejä koko päivän. Mutta valitettavasti, kondensaattori ei pysty varastoimaan akkuvirtaa huomattavasti vuotovirtojen (itsepurkauksen) ja kyvyttömyyden varastoida suuria tehomääriä vuoksi.
• Kondensaattoreita käytetään kun kytket sähkömoottorin 380-220 volttia. Se on kytketty kolmanteen nastaan, ja koska se siirtää vaihetta 90 astetta kolmannessa nastassa, on mahdollista käyttää kolmivaihemoottoria yksivaiheinen verkko 220 volttia.
• Teollisuudessa Kondensaattoriyksiköitä käytetään loisenergian kompensoimiseen.

Seuraavassa artikkelissa tarkastelemme yksityiskohtaisesti kondensaattorien pääominaisuuksia ja tyyppejä.