Un condensator electric este un dispozitiv care poate stoca încărcare și energie. câmp electric. Practic, constă dintr-o pereche de conductori (plăci) separate printr-un strat dielectric. Grosimea dielectricului este întotdeauna mult mai mică decât dimensiunea plăcilor. Pe scheme electrice condensatorul de substituție este indicat prin 2 segmente paralele verticale (II).

Mărimi de bază și unități de măsură

Există mai multe mărimi de bază care definesc un condensator. Una dintre ele este capacitatea sa (litera latină C), iar a doua este tensiunea de funcționare (U latină). Capacitatea electrică (sau pur și simplu capacitatea) în sistemul SI este măsurată în farazi (F). Mai mult, ca unitate de capacitate, 1 farad - aceasta este o mulțime - nu este aproape niciodată folosit în practică. De exemplu, sarcina electrică a planetei Pământ este de doar 710 microfaradi. Prin urmare, în majoritatea cazurilor, se măsoară în cantități derivate din farad: în picofarads (pF) cu o valoare a capacității foarte mică (1 pF \u003d 1/10 6 μF), în microfarads (μF) cu o valoare suficient de mare (1 μF \u003d 1 / 10 6 F). Pentru a calcula capacitatea electrică, este necesar să împărțiți cantitatea de sarcină acumulată între plăci la modulul diferenței de potențial dintre ele (tensiune pe condensator). Încărcarea condensatorului în acest caz este încărcarea acumulată pe una dintre plăcile dispozitivului în cauză. Pe 2 conductori ai dispozitivului, aceștia sunt identici ca modul, dar diferă ca semn, astfel încât suma lor este întotdeauna egală cu zero. Sarcina unui condensator este măsurată în coulombs (C) și este notă cu litera Q.

Tensiune la aparatul electric

Unul dintre cei mai importanți parametri ai dispozitivului pe care îl luăm în considerare este tensiunea de defalcare - diferența de potențial dintre cei doi conductori ai condensatorului, ceea ce duce la defectarea electrică a stratului dielectric. Tensiunea maximă la care nu există defecțiune a dispozitivului este determinată de forma conductorilor, proprietățile dielectricului și grosimea acestuia. Condițiile de funcționare în care tensiunea de pe plăcuțele aparatului electric este aproape de tensiunea de avarie sunt inacceptabile. Tensiunea normală de funcționare a condensatorului este de câteva ori mai mică decât tensiunea de avarie (de două până la trei ori). Prin urmare, atunci când alegeți, acordați atenție tensiunii nominale și capacității. În cele mai multe cazuri, valoarea acestor cantități este indicată pe dispozitiv în sine sau în pașaport. Includerea unui condensator în rețea pentru o tensiune care depășește tensiunea nominală amenință să se defecteze, iar o abatere a valorii capacității de la valoarea nominală poate duce la eliberarea de armonici mai mari în rețea și la supraîncălzirea dispozitivului.

Aspectul condensatorilor

Designul condensatoarelor poate fi foarte divers. Depinde de valoarea capacității electrice a dispozitivului și de scopul acestuia. Parametrii dispozitivului în cauză nu ar trebui să fie afectați factori externi, deci farfuriile au o forma in care câmp electric, creat de sarcini electrice, este concentrat într-un mic spațiu între conductorii condensatorului. Prin urmare, ele pot consta din două sfere concentrice, două farfurii plate sau doi cilindri coaxiali. Prin urmare, condensatoarele pot fi cilindrice, sferice și plate în funcție de forma conductorilor.

Condensatori permanenți

În funcție de natura modificării capacității electrice, condensatoarele sunt împărțite în dispozitive cu o capacitate constantă, variabilă sau trimmere. Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre aceste tipuri. Dispozitivele a căror capacitate nu se modifică în timpul funcționării, adică este constantă (valoarea capacității poate varia în continuare în limite acceptabile în funcție de temperatură) este condensatoare fixe. Exista si aparate electrice care isi modifica capacitatea electrica in timpul functionarii, se numesc variabile.

De ce depinde C dintr-un condensator?

Capacitatea depinde de suprafața conductorilor săi și de distanța dintre ei. Există mai multe moduri de a modifica aceste setări. Luați în considerare un condensator, care constă din două tipuri de plăci: mobile și fixe. Plăcile mobile se mișcă în raport cu cele fixe, drept urmare capacitatea condensatorului se modifică. Analogii variabili sunt utilizați pentru configurarea dispozitivelor analogice. În plus, capacitatea poate fi modificată în timpul funcționării. Condensatorii trimmer sunt în majoritatea cazurilor utilizați pentru a configura echipamentele din fabrică, de exemplu, pentru a selecta capacitatea empiric atunci când calculul este imposibil.

Condensator în circuit

Dispozitivul în cauză din circuitul DC conduce curent numai în momentul în care este conectat la rețea (în acest caz, dispozitivul este încărcat sau reîncărcat la tensiunea sursei). Odată ce condensatorul este complet încărcat, nu trece curent prin el. Când dispozitivul este conectat la un circuit cu procesele de descărcare și încărcare, acesta alternează unul cu celălalt. Perioada de alternanță a acestora este egală cu tensiunea sinusoidală aplicată.

Caracteristicile condensatoarelor

Condensatorul, în funcție de starea electrolitului și de materialul din care constă, poate fi uscat, lichid, oxid-semiconductor, oxid-metal. Condensatoarele lichide sunt bine răcite, aceste dispozitive pot funcționa la sarcini semnificative și au o proprietate atât de importantă precum autovindecarea dielectrică în timpul defecțiunii. Dispozitivele electrice de tip uscat considerate au un design destul de simplu, pierderi de tensiune și curent de scurgere puțin mai mici. În prezent, cele mai populare sunt aparatele uscate. Principalul avantaj al condensatoarelor electrolitice este costul redus, dimensiunea compactă și capacitatea electrică mare. Analogii de oxid sunt polari (conexiunea incorectă duce la defecțiune).

Cum să te conectezi

Conectarea unui condensator la un circuit cu curent continuu se produce astfel: plusul (anodul) sursei de curent este conectat la electrod, care este acoperit cu o peliculă de oxid. Nerespectarea acestei cerințe poate duce la o defecțiune dielectrică. Din acest motiv, condensatoarele lichide trebuie conectate la un circuit cu o sursă de curent alternativ, conectând două secțiuni identice în serii opuse. Sau aplicați un strat de oxid pe ambii electrozi. Astfel, se obține un aparat electric nepolar care funcționează în rețele atât cu constantă, cât și cu Nu, iar în ambele cazuri capacitatea rezultată devine la jumătate. Unipolar condensatoare electrice au dimensiuni semnificative, dar pot fi incluse în circuite cu curent alternativ.

Principala aplicație a condensatoarelor

Cuvântul „condensator” poate fi auzit de la lucrătorii diferitelor întreprinderi industriale și institute de proiectare. După ce ne-am ocupat de principiul funcționării, caracteristicile și procesele fizice, vom afla de ce sunt necesari condensatori, de exemplu, în sistemele de alimentare cu energie? În aceste sisteme, bateriile sunt utilizate pe scară largă în construcții și reconstrucție la întreprinderile industriale pentru a compensa puterea reactivă a KRM (descărcarea rețelei de la depășiri nedorite), ceea ce reduce costurile cu energia electrică, economisește produse prin cablu și livrează energie electrică către consumator. cea mai buna calitate. Alegerea optimă a puterii, metodei și locului de conectare a surselor (Q) în rețelele de sisteme de energie electrică (EPS) are un impact semnificativ asupra performanței economice și tehnice a EPS. Există două tipuri de KRM: transversal și longitudinal. Cu compensare transversală, băncile de condensatoare sunt conectate la magistralele stației în paralel cu sarcina și sunt numite șunt (SHBK). Cu compensare longitudinală, bateriile sunt incluse în tăierea liniei de alimentare și se numesc SPC (dispozitive de compensare longitudinală). Bateriile constau din dispozitive individuale care pot fi conectate căi diferite: condensatoare conexiune serială sau paralel. Pe măsură ce numărul dispozitivelor conectate în serie crește, crește tensiunea. CPC sunt, de asemenea, folosite pentru a egaliza sarcinile pe faze, pentru a crește productivitatea și eficiența cuptoarelor cu arc și minereu-termic (când CPC-ul este pornit prin transformatoare speciale).

În torpedoul fiecărui șofer puteți găsi câteva dintre aceste aparate electrice. De ce sunt necesari condensatori într-o mașină? Acolo sunt utilizate în echipamentele de amplificare ale sistemelor acustice pentru reproducerea sunetului de înaltă calitate.

Mulți oameni au adesea o întrebare. Care este scopul unui condensator într-un sistem audio? Cum se conectează un condensator?

În acest articol voi încerca să ofer un scurt ghid.

Fără să mă aprofundez în fizica procesului, voi spune că condensatorul este capabil să se acumuleze în sine energie electricași dă-l instantaneu. Este proprietatea întoarcerii instantanee a energiei înapoi la circuitul electric care este utilizat în audio auto. Când redați bas scăzut nivel inalt volumul în circuitul de alimentare al amplificatorului, există o cădere de tensiune, care poate fi observată de becurile care clipesc în ritmul subwooferului. Condensatorul instalat în circuitul de alimentare al amplificatorului este încărcat și, atunci când tensiunea scade, este descărcat instantaneu, dând energie suplimentară circuitului. Astfel, căderea de tensiune este netezită, ceea ce are un efect benefic asupra redării. frecvente joase la un nivel de volum ridicat. Basul devine mai strâns, atacul se îmbunătățește. În plus, sarcina generatorului și bateriei este redusă.

Tipuri de condensatoare auto.

Există o varietate de condensatoare auto pe piață astăzi.

Orez. 1. O varietate de condensatoare.

Atunci când alegeți un condensator, ar trebui să acordați atenție în primul rând capacității acestuia. Capacitatea este selectată de aproximativ 1F (1 Farad) la 1000W.

Conexiunea condensatorului

Condensatorul este instalat cât mai aproape de consumator (amplificator). Lungimea firelor de la condensator la amplificator nu trebuie să depășească 60 cm, cu cât este mai mică, cu atât mai bine.

Orez. 2. Conexiune corectă condensator

Când conectați un condensator la un circuit, acesta trebuie mai întâi încărcat și abia apoi conectat direct la circuit. Acest lucru se datorează faptului că un condensator neîncărcat este un conductor obișnuit, adică. Dacă un condensator neîncărcat este conectat direct la circuit, va avea loc un scurtcircuit.

Un rezistor este de obicei inclus cu condensatorul, dar recomand conectarea condensatorului printr-un bec obișnuit pentru mașină. 3. La început, când un condensator este conectat printr-un bec, acesta va arde la luminozitate maximă și pe măsură ce condensatorul se încarcă, luminozitatea va scădea. Abia după ce becul se stinge complet sau arde, dar foarte slab, puteți conecta condensatorul direct fără bec.

Orez. 3. Conectarea unui condensator printr-un bec

Condensatoarele scumpe au un sistem de încărcare automată; astfel de condensatoare pot fi conectate la circuit fără preîncărcare. Dacă nu sunteți sigur dacă condensatorul are un astfel de sistem, conectați condensatorul cu preîncărcare printr-un bec.

Unii condensatori au un voltmetru încorporat. De obicei, pe astfel de condensatoare, pe lângă bornele principale „+” și „-”, există o a treia „Telecomandă”. În acest caz, la această bornă trebuie aplicat un semnal de control +12 V pentru a porni voltmetrul. Il poti lua fie de la amplificator - contact de la distanta, fie de pe orice fir pe care apare + 12V la pornirea ACC-ului (prima pozitie a cheii in contactul) sau la punerea contactului.

Condensator(de la cuvântul latin „condensare” - „condensare”, „groșa”) - acesta este un dispozitiv bipolar cu o anumită valoare sau o valoare variabilă a capacității și conductibilitate scăzută, care este capabil să concentreze, să acumuleze și să dea altor elemente circuit electric sarcina curentului electric.

Un condensator, sau așa cum este numit și simplu „conder” pe scurt, este un element al unui circuit electric, constând în cea mai simplă versiune a doi electrozi sub formă de plăci (sau plăci), care acumulează descărcări opuse și, prin urmare, sunt separate între ele printr-un dielectric de grosime mică în comparație cu dimensiunile căptușelilor conductoare electric în sine. La practică Cu toate acestea, toți condensatorii fabricați sunt role multistrat de benzi cu electrozi sub formă de cilindru sau paralelipiped, separate între ele prin straturi dielectrice.

Principiul de funcționare al condensatorului

Conform principiului muncii este asemănător cu o baterie doar la prima vedere, dar totuși este foarte diferit de acesta în principiu și viteza de încărcare-descărcare, capacitate maximă.

Încărcarea condensatorului.În momentul conectării la sursa de alimentare, există cel mai mult spațiu pe electrozi, prin urmare, curentul de încărcare va fi maxim, dar pe măsură ce încărcarea se acumulează, curentul va scădea și va dispărea complet după o încărcare completă. La încărcare, particulele încărcate negativ, electronii, se vor aduna pe o placă, iar ionii, particulele încărcate pozitiv, se vor aduna pe cealaltă. Dielectricul acționează ca un obstacol în calea săriturii lor pe partea opusă a condensatorului.

La încărcare, tensiunea crește și de la zero înainte de începerea încărcării și atinge un maxim la sfârșit, egal cu tensiunea sursei de alimentare.

Descărcarea condensatorului. Dacă, după terminarea încărcării, opriți sursa de alimentare și conectați sarcina R, atunci aceasta se va transforma într-o sursă de curent. Când o sarcină este conectată, se formează un circuit între plăci. Electronii încărcați negativ se deplasează prin sarcină către ionii încărcați pozitiv de pe cealaltă placă, conform legii de atracție între sarcini opuse.

Când sarcina este conectată, curentul inițial, conform legii lui Ohm, va fi egal cu tensiunea de pe electrozi (egal cu tensiunea sursei de alimentare la sfârșitul încărcării condensatorului), împărțit la rezistența de sarcină.
După ce curentul a dispărut, condensatorul începe să piardă treptat din încărcare sau descărcare. În același timp, valoarea tensiunii va începe să scadă, respectiv, conform legii lui Ohm, și curentul. În același timp, cu cât nivelul de descărcare al plăcilor este mai mare, cu atât rata de scădere a tensiunii și a curentului va fi mai mică. Procesul se va încheia după ce tensiunea de pe electrozii condensatorului devine zero.

Timp de încărcare a condensatorului depinde direct de valoarea capacității sale. Cu cât este mai mare, cu atât va fi nevoie de o cantitate mai mare de încărcare pentru a trece prin circuit.

Timp de descărcare depinde de sarcina conectată. Cu cât este conectată mai multă rezistență R, cu atât curentul de descărcare va fi mai mic.

Pentru ce este un condensator?

Condensatorii sunt utilizați pe scară largă în toate circuitele electronice și radio. Împreună cu tranzistoarele și rezistențele, ele sunt baza ingineriei radio.

Utilizarea condensatoarelor în dispozitivele electrice și aparate electrocasnice:

• O proprietate importantă a unui condensatorîn lanț curent alternativ este capacitatea sa de a acționa ca o rezistență capacitivă (inductivă la bobină). Dacă conectați un condensator și un bec în serie la o baterie, atunci acesta nu va străluci. Dar dacă vă conectați la o sursă de curent alternativ, aceasta se va aprinde. Și va străluci cu cât mai puternic, cu atât capacitatea condensatorului este mai mare. Datorită acestei proprietăți, ele sunt utilizate pe scară largă ca filtru, care este capabil să suprime cu succes interferența de înaltă și joasă frecvență, ondularea tensiunii și supratensiunile de curent alternativ.
• Mulțumită capacitatea condensatoarelor de a acumula încărcare pentru o perioadă lungă de timpși apoi descărcate rapid într-un circuit cu rezistență scăzută pentru a crea un impuls, le face indispensabile în producția de blițuri foto, acceleratoare de tip electromagnetic, lasere etc.
• Capacitatea condensatorului de a stoca și stocaîncărcare electrică pentru o lungă perioadă de timp, a făcut posibilă utilizarea în elemente pentru a stoca informații. Și, de asemenea, ca sursă de alimentare pentru dispozitivele cu consum redus. De exemplu, o sondă de electrician, care este suficientă pentru a introduce în priză câteva secunde până când condensatorul încorporat este încărcat în ea, apoi puteți suna circuitele cu ea toată ziua. Dar din pacate, condensatorul este semnificativ inferior în capacitatea de a stoca puterea bateriei din cauza curenților de scurgere (autodescărcare) și a incapacității de a stoca cantități mari de energie.
• Se folosesc condensatori la conectarea unui motor electric de 380 până la 220 volți. Este conectat la al treilea pin și, datorită faptului că schimbă faza cu 90 de grade pe al treilea pin, devine posibilă utilizarea unui motor trifazat în retea monofazata 220 volți.
• În industrie Unitățile condensatoare sunt folosite pentru a compensa energia reactivă.

În articolul următor, vom analiza în detaliu principalele caracteristici și tipuri de condensatoare.