Un condensatore elettrico è un dispositivo in grado di immagazzinare carica ed energia. campo elettrico. Fondamentalmente, è costituito da una coppia di conduttori (piastre) separati da uno strato dielettrico. Lo spessore del dielettrico è sempre molto inferiore alla dimensione delle piastre. Sul schemi elettrici condensatore di sostituzione è indicato da 2 segmenti paralleli verticali (II).

Grandezze di base e unità di misura

Esistono diverse grandezze di base che definiscono un condensatore. Uno di questi è la sua capacità (lettera latina C) e la seconda è la tensione di esercizio (latina U). La capacità elettrica (o semplicemente la capacità) nel sistema SI è misurata in farad (F). Inoltre, come unità di capacità, 1 farad - questo è molto - non viene quasi mai utilizzato nella pratica. Ad esempio, la carica elettrica del pianeta Terra è di soli 710 microfarad. Pertanto, nella maggior parte dei casi viene misurato in quantità derivate da farad: in picofarad (pF) con un valore di capacità molto piccolo (1 pF \u003d 1/10 6 μF), in microfarad (μF) con un valore sufficientemente grande (1 μF \u003d 1 / 10 6 F). Per calcolare la capacità elettrica, è necessario dividere la quantità di carica accumulata tra le piastre per il modulo della differenza di potenziale tra di esse (tensione ai capi del condensatore). La carica del condensatore in questo caso è la carica che si accumula su una delle piastre del dispositivo in questione. Su 2 conduttori del dispositivo sono identici nel modulo, ma differiscono nel segno, quindi la loro somma è sempre uguale a zero. La carica di un condensatore è misurata in coulomb (C) ed è indicata dalla lettera Q.

Tensione sull'apparecchio elettrico

Uno dei parametri più importanti del dispositivo che stiamo considerando è la tensione di rottura, la differenza di potenziale tra i due conduttori del condensatore, che porta alla rottura elettrica dello strato dielettrico. La tensione massima alla quale non si verifica alcuna rottura del dispositivo è determinata dalla forma dei conduttori, dalle proprietà del dielettrico e dal suo spessore. Le condizioni di funzionamento in cui la tensione sulle piastre dell'apparecchio elettrico è prossima alla tensione di rottura sono inaccettabili. La normale tensione di esercizio sul condensatore è diverse volte inferiore alla tensione di rottura (da due a tre volte). Pertanto, quando si sceglie, prestare attenzione alla tensione e alla capacità nominali. Nella maggior parte dei casi, il valore di queste quantità è indicato sul dispositivo stesso o sul passaporto. L'inclusione di un condensatore nella rete per una tensione superiore alla tensione nominale minaccia di rottura e una deviazione del valore della capacità dal valore nominale può portare al rilascio di armoniche più elevate nella rete e al surriscaldamento del dispositivo.

Aspetto dei condensatori

Il design dei condensatori può essere molto vario. Dipende dal valore della capacità elettrica del dispositivo e dal suo scopo. I parametri del dispositivo in questione non dovrebbero essere modificati fattori esterni, quindi i piatti hanno una forma in cui campo elettrico, creato dalle cariche elettriche, è concentrato in un piccolo spazio tra i conduttori del condensatore. Pertanto, possono essere costituiti da due sfere concentriche, due piatti piani o due cilindri coassiali. Pertanto, i condensatori possono essere cilindrici, sferici e piatti a seconda della forma dei conduttori.

Condensatori permanenti

In base alla natura della variazione della capacità elettrica, i condensatori sono suddivisi in dispositivi con capacità costante e variabile o trimmer. Diamo un'occhiata più da vicino a ciascuno di questi tipi. I dispositivi la cui capacità non cambia durante il funzionamento, cioè è costante (il valore della capacità può ancora oscillare entro limiti accettabili a seconda della temperatura) è condensatori fissi. Ci sono anche apparecchi elettrici che cambiano la loro capacità elettrica durante il funzionamento, sono chiamati variabili.

Da cosa dipende C in un condensatore?

La capacità dipende dalla superficie dei suoi conduttori e dalla distanza tra loro. Esistono diversi modi per modificare queste impostazioni. Considera un condensatore, che consiste in due tipi di piastre: mobili e fisse. Le piastre mobili si muovono rispetto a quelle fisse, a seguito delle quali cambia la capacità del condensatore. Gli analoghi variabili vengono utilizzati per configurare i dispositivi analogici. Inoltre, la capacità può essere modificata durante il funzionamento. Nella maggior parte dei casi, i condensatori trimmer vengono utilizzati per configurare apparecchiature di fabbrica, ad esempio per selezionare empiricamente la capacità quando il calcolo è impossibile.

Condensatore nel circuito

Il dispositivo in questione nel circuito DC conduce corrente solo nel momento in cui è collegato alla rete (in questo caso il dispositivo viene caricato o ricaricato alla tensione di alimentazione). Una volta che il condensatore è completamente carico, nessuna corrente lo attraversa. Quando il dispositivo è collegato a un circuito con i processi di scarica e carica si alternano tra loro. Il periodo della loro alternanza è uguale alla tensione sinusoidale applicata.

Caratteristiche dei condensatori

Il condensatore, a seconda dello stato dell'elettrolita e del materiale di cui è costituito, può essere secco, liquido, ossido-semiconduttore, ossido-metallo. I condensatori a liquido sono ben raffreddati, questi dispositivi possono funzionare con carichi significativi e hanno una proprietà così importante come l'autoriparazione del dielettrico durante la rottura. I dispositivi elettrici considerati di tipo a secco hanno un design abbastanza semplice, una perdita di tensione leggermente inferiore e una corrente di dispersione. Al momento, sono gli elettrodomestici a secco i più popolari. Il principale vantaggio dei condensatori elettrolitici è il loro basso costo, le dimensioni compatte e l'elevata capacità elettrica. Gli analoghi dell'ossido sono polari (un collegamento errato porta alla rottura).

Come connettere

Collegamento di un condensatore a un circuito con corrente continua avviene come segue: il più (anodo) della sorgente di corrente è collegato all'elettrodo, che è ricoperto da una pellicola di ossido. Il mancato rispetto di questo requisito può causare la rottura del dielettrico. È per questo motivo che i condensatori liquidi devono essere collegati ad un circuito con una sorgente di corrente alternata, collegando due sezioni identiche in serie contrapposte. Oppure applicare uno strato di ossido su entrambi gli elettrodi. Si ottiene così un apparecchio elettrico non polare che opera in reti sia con costante che con No, e in entrambi i casi la capacità risultante diventa la metà. Unipolare condensatori elettrici hanno dimensioni significative, ma possono essere inseriti in circuiti a corrente alternata.

L'applicazione principale dei condensatori

La parola "condensatore" può essere ascoltata dai dipendenti di varie imprese industriali e istituti di design. Dopo aver affrontato il principio di funzionamento, le caratteristiche e i processi fisici, scopriremo perché i condensatori sono necessari, ad esempio, nei sistemi di alimentazione? In questi sistemi, le batterie sono ampiamente utilizzate nella costruzione e nella ricostruzione delle imprese industriali per compensare la potenza reattiva del KRM (scaricando la rete da overflow indesiderati), che riduce i costi dell'elettricità, fa risparmiare sui prodotti via cavo e fornisce elettricità al consumatore. migliore qualità. La scelta ottimale di potenza, modalità e luogo di connessione delle sorgenti (Q) nelle reti dei sistemi elettrici (EPS) ha un impatto significativo sugli indicatori economici e tecnici dell'efficienza dell'EPS. Esistono due tipi di KRM: trasversale e longitudinale. Con compensazione trasversale, i banchi di condensatori sono collegati ai bus della sottostazione in parallelo al carico e sono chiamati shunt (SHBK). Con compensazione longitudinale, le batterie sono incluse nel taglio della linea elettrica e sono denominate SPC (dispositivi di compensazione longitudinale). Le batterie sono costituite da singoli dispositivi che possono essere collegati diversi modi: condensatori connessione seriale o parallelo. All'aumentare del numero di dispositivi collegati in serie, la tensione aumenta. I CPC vengono utilizzati anche per equalizzare i carichi per fasi, aumentare la produttività e l'efficienza dei forni ad arco e minerali (quando il CPC viene acceso tramite speciali trasformatori).

Nel vano portaoggetti di ogni automobilista puoi trovare un paio di questi elettrodomestici. Perché sono necessari condensatori in un'auto? Lì vengono utilizzati nelle apparecchiature di amplificazione dei sistemi acustici per una riproduzione del suono di alta qualità.

Molte persone hanno spesso una domanda. Qual è lo scopo di un condensatore in un sistema audio? Come collegare un condensatore?

In questo articolo cercherò di dare una breve guida.

Senza approfondire la fisica del processo, dirò che il condensatore è in grado di accumularsi su se stesso energia elettrica e regalalo all'istante. È la proprietà del ritorno istantaneo di energia al circuito elettrico utilizzato nell'autoradio. Quando si suonano i bassi alto livello volume nel circuito di alimentazione dell'amplificatore, c'è una caduta di tensione, che può essere osservata dalle lampadine che lampeggiano al ritmo del subwoofer. Il condensatore installato nel circuito di alimentazione dell'amplificatore si carica e, quando la tensione scende, si scarica istantaneamente, restituendo ulteriore energia al circuito. Pertanto, la caduta di tensione viene attenuata, il che ha un effetto benefico sulla riproduzione. basse frequenze ad alto volume. Il basso diventa più stretto, l'attacco migliora. Inoltre, si riduce il carico sul generatore e sulla batteria.

Tipi di condensatori per autoveicoli.

Ci sono una varietà di condensatori automobilistici oggi sul mercato.

Riso. 1. Una varietà di condensatori.

Quando si sceglie un condensatore, è necessario prestare attenzione principalmente alla sua capacità. La capacità è selezionata di circa 1F (1 Farad) per 1000 W.

Collegamento condensatore

Il condensatore è installato il più vicino possibile al consumatore (amplificatore). La lunghezza dei fili dal condensatore all'amplificatore non deve superare i 60 cm, più piccolo è, meglio è.

Riso. 2. Collegamento corretto condensatore

Quando si collega un condensatore a un circuito, è necessario prima caricarlo e solo successivamente collegarlo direttamente al circuito. Ciò è dovuto al fatto che un condensatore scarico è un normale conduttore, ad es. Se un condensatore scarico è collegato direttamente al circuito, si verificherà un cortocircuito.

Un resistore è solitamente incluso con il condensatore, ma consiglio di collegare il condensatore tramite una normale lampadina per auto. 3. All'inizio, quando un condensatore è collegato tramite una lampadina, brucerà a piena luminosità e quando il condensatore si carica, la luminosità diminuirà. Solo dopo che la lampadina si è spenta completamente o si è bruciata, ma in modo molto debole, puoi collegare il condensatore direttamente senza una lampadina.

Riso. 3. Collegamento di un condensatore tramite una lampadina

I costosi condensatori hanno un sistema di carica automatico; tali condensatori possono essere collegati al circuito senza precarica. Se non sei sicuro che il condensatore abbia un tale sistema, collega il condensatore con la precarica tramite una lampadina.

Alcuni condensatori hanno un voltmetro integrato. Di solito su tali condensatori, oltre ai terminali principali "+" e "-", c'è un terzo "Remote". In questo caso è necessario applicare un segnale di controllo +12 V a questo terminale per accendere il voltmetro. Puoi prenderlo dall'amplificatore - contatto remoto o da qualsiasi filo su cui appare + 12V all'accensione dell'ACC (la prima posizione della chiave nel blocchetto di accensione) o all'inserimento dell'accensione.

Condensatore(dalla parola latina "condensare" - "condensare", "addensare") - questo è un dispositivo bipolare con un certo valore o un valore variabile di capacità e bassa conduttività, che è in grado di concentrarsi, accumularsi e dare ad altri elementi circuito elettrico carica di corrente elettrica.

Un condensatore, o come viene anche chiamato semplicemente “conder” in breve, è un elemento di un circuito elettrico, costituito nella versione più semplice da due elettrodi a forma di piastre (o piastre), che accumulano scariche opposte e quindi sono separati tra loro da un dielettrico di piccolo spessore rispetto alle dimensioni dei rivestimenti elettricamente conduttivi stessi. In pratica Tuttavia, tutti i condensatori fabbricati sono rotoli multistrato di nastri per elettrodi a forma di cilindro o parallelepipedo, separati l'uno dall'altro da strati dielettrici.

Il principio di funzionamento del condensatore

Secondo il principio del lavoroè simile a una batteria solo a prima vista, ma è comunque molto diversa da essa per principio e velocità di carica-scarica, capacità massima.

Carica del condensatore. Al momento del collegamento alla fonte di alimentazione, c'è più spazio sugli elettrodi, quindi la corrente di carica sarà massima, ma man mano che la carica si accumula, la corrente diminuirà e scomparirà completamente dopo una carica completa. Durante la carica, le particelle caricate negativamente, gli elettroni, si raccolgono su una piastra e gli ioni, le particelle caricate positivamente, si raccolgono sull'altra. Il dielettrico funge da ostacolo al loro salto sul lato opposto del condensatore.

Durante la carica, anche la tensione aumenta da zero prima dell'inizio della carica e raggiunge un massimo alla fine, uguale alla tensione della fonte di alimentazione.

Scarica del condensatore. Se, dopo la fine della ricarica, spegnere la fonte di alimentazione e collegare il carico R, si trasformerà in una fonte di corrente. Quando un carico è collegato, si forma un circuito tra le piastre. Gli elettroni caricati negativamente si muovono attraverso il carico verso ioni caricati positivamente sull'altra piastra secondo la legge di attrazione tra cariche opposte.

Quando il carico è collegato, la corrente iniziale, secondo la legge di Ohm, sarà uguale alla tensione sugli elettrodi (pari alla tensione del generatore al termine della carica del condensatore), divisa per la resistenza del carico.
Dopo che la corrente è finita, il condensatore inizia a perdere gradualmente carica o scarica. Allo stesso tempo, il valore della tensione inizierà a diminuire, rispettivamente, secondo la legge di Ohm, e la corrente. Allo stesso tempo, maggiore è il livello di scarica delle piastre, minore sarà la velocità di caduta di tensione e corrente. Il processo terminerà dopo che la tensione sugli elettrodi del condensatore diventa zero.

Tempo di ricarica del condensatore dipende direttamente dal valore della sua capacità. Più è grande, più tempo impiegherà una maggiore quantità di carica per passare attraverso il circuito.

Tempo di scarico dipende dal carico collegato. Maggiore è la resistenza R collegata, minore sarà la corrente di scarica.

A cosa serve un condensatore?

I condensatori sono ampiamente utilizzati in tutti i circuiti elettronici e radio. Insieme a transistor e resistori, sono la base dell'ingegneria radio.

L'uso di condensatori in dispositivi elettrici e elettrodomestici:

• Una proprietà importante di un condensatore in catena corrente alternataè la sua capacità di agire come resistenza capacitiva (induttiva alla bobina). Se colleghi un condensatore e una lampadina in serie a una batteria, non si illuminerà. Ma se ti colleghi a una fonte di corrente alternata, si accenderà. E si illuminerà più luminoso, maggiore è la capacità del condensatore. A causa di questa proprietà, sono ampiamente utilizzati come filtro, che è in grado di sopprimere con successo le interferenze ad alta e bassa frequenza, l'ondulazione di tensione e le sovratensioni CA.
• Grazie a la capacità dei condensatori di accumulare carica per lungo tempo e quindi scaricati rapidamente in un circuito a bassa resistenza per creare un impulso, li rende indispensabili nella produzione di flash fotografici, acceleratori di tipo elettromagnetico, laser, ecc.
• Capacità del condensatore di immagazzinare e immagazzinare carica elettrica per lungo tempo, ha permesso di utilizzarla negli elementi per memorizzare informazioni. E anche come fonte di alimentazione per dispositivi a bassa potenza. Ad esempio, la sonda di un elettricista, che basta inserire nella presa per un paio di secondi fino a quando il condensatore incorporato in essa non si carica e quindi puoi far suonare i circuiti con esso tutto il giorno. Ma sfortunatamente, il condensatore è significativamente inferiore nella capacità di immagazzinare l'energia della batteria a causa delle correnti di dispersione (autoscarica) e dell'impossibilità di immagazzinare grandi quantità di energia.
• Vengono utilizzati condensatori quando si collega un motore elettrico da 380 a 220 volt. È collegato al terzo pin e, poiché sposta la fase di 90 gradi sul terzo pin, diventa possibile utilizzare un motore trifase in rete monofase 220 volt.
• Nell'industria Le unità condensatore vengono utilizzate per compensare l'energia reattiva.

Nel prossimo articolo considereremo in dettaglio le principali caratteristiche e tipi di condensatori.