Un condensator electric (din latinescul condensator, - cel care condensează, se îngroașă), un dispozitiv conceput pentru a obține valorile necesare ale capacității electrice și capabil să acumuleze (redistribuie) sarcini electrice.

Un condensator electric este format din doi (uneori mai mulți) electrozi (plăci) conductivi mobili sau fiși separați de un dielectric. Plăcile trebuie să aibă o astfel de formă geometrică și să fie astfel amplasate una față de cealaltă încât să fie create de ele câmp electric era concentrat în spațiul dintre ele. De regulă, distanța dintre plăci, egală cu grosimea dielectricului, este mică în comparație cu dimensiunile liniare ale plăcilor. Prin urmare, câmpul electric care apare atunci când plăcile sunt conectate la o sursă cu tensiune U, este aproape complet concentrat între plăci. În acest caz, capacitățile intrinseci parțiale ale plăcilor electrice sunt neglijabile.

Astfel, un condensator se numește sistem format, de regulă, din doi conductori încărcați opus, în timp ce sarcina care trebuie transferată de la un conductor la altul pentru a încărca unul dintre ei negativ și celălalt pozitiv se numește sarcina condensator. Diferenta potentiala Uîntre plăcile condensatorului este direct proporțională cu mărimea sarcinii Q situate pe fiecare dintre ele:

DIN- coeficientul care caracterizeaza condensatorul se numeste capacitate electrica a condensatorului sau capacitate.

Numeric, capacitatea condensatorului electric C este egală cu sarcina Q a uneia dintre plăci la o tensiune de 1 volt:

C = Q/U.

În SI, unitatea de capacitate este farad - 1 F. O capacitate egală cu un farad este deținută de un astfel de condensator, între plăcile cărora există o diferență de potențial egală cu un volt, cu o sarcină pe fiecare dintre plăci egală. la un pandantiv.

Parametrii, proiectarea și domeniul de aplicare a condensatorilor sunt determinate de dielectricul care îi separă plăcile, prin urmare, clasificarea principală a condensatoarelor electrice se realizează în funcție de tipul de dielectric. În funcție de tipul de dielectric folosit, condensatoarele pot fi de aer, hârtie, mică, ceramică, electrolitică etc.

În funcție de capacitate, se disting condensatorii de capacitate fixă ​​și condensatorii de capacitate variabilă. Condensatoarele variabile și semivariabile sunt fabricate cu capacitate controlată mecanic și electric. O modificare a capacității într-un condensator electric controlat mecanic se realizează cel mai adesea prin schimbarea zonei plăcilor sale sau (mai rar) prin schimbarea decalajului dintre plăci. Protozoare condensator de aer capacitatea variabilă constă din două sisteme izolate de plăci metalice care intră una în alta atunci când mânerul este rotit: un grup (rotor) se poate deplasa astfel încât plăcile sale să intre în golurile dintre plăcile altui grup (stator). Împingând și trăgând un sistem de plăci în altul, puteți modifica capacitatea condensatorului. Condensatoarele electrice de capacitate variabilă cu un dielectric solid (ceramic, mica, sticlă, film) sunt utilizate în principal ca semivariabile (subindice) cu o modificare relativ mică a capacității. În prezent, condensatoarele variabile controlate sunt utilizate pe scară largă - varicaps și variconds.

Capacitatea unui condensator electric depinde de constanta dielectrică a dielectricului care umple condensatorul și de forma și dimensiunea plăcilor sale. După forma plăcilor, se disting condensatoare plate, cilindrice, sferice.

Un condensator plat are două farfurii plate, distanța dintre care d mici în comparație cu dimensiunile lor liniare. Acest lucru face posibilă neglijarea regiunilor mici de neomogenitate câmp electric la marginile plăcilor și să presupunem că întregul câmp este uniform și concentrat între plăci. Încărcarea condensatorului Q este sarcina de pe o placă încărcată pozitiv.

Capacitate condensator plat DIN:

C= ee o S/d

S este aria fiecărei căptușeli sau cea mai mică dintre ele, d- distanta dintre placi, e o- constanta electrica, e- relativă constanta dielectrică substanță între plăci. Umplerea spațiului dintre plăci cu un dielectric crește capacitatea în interior e o singura data.

Energia stocată de un încărcat tensiune constantă U condensatorul electric plat este egal cu:

W = CU2/2.

Împreună cu un condensator plat, este adesea folosit un condensator plat cu plăci multiple, care conține n plăci conectate în paralel.

Capacitatea unui condensator cilindric, ale cărui plăci sunt doi cilindri cavi coaxiali introduși unul în celălalt și separați de un dielectric, este egală cu:

C \u003d 2pee o h¤ln (r 2 / r 1),

unde r2 și r1 sunt razele cilindrilor exterior și respectiv interior și h este lungimea cilindrului. În acest caz, distorsiunile omogenității câmpului electric la marginile plăcilor (efectul marginii) nu sunt luate în considerare și, prin urmare, aceste calcule dau valori de capacitate oarecum subestimate. C.

Capacitatea unui condensator sferic, care este o sferă introdusă unul în celălalt, este egală cu:

C \u003d 4pee sau r 2 r 1 / (r 2 -r 1),

Unde r2și r1 sunt razele sferelor exterioare și, respectiv, interioare.

Pe lângă capacitatea, un condensator electric are rezistență activă. Rși inductanță L. De obicei, condensatoare electrice folosit la frecvente mult mai mici decat cea rezonanta, la care inductanta sa este de obicei neglijata. Rezistența activă a unui condensator depinde de rezistivitatea dielectricului, de materialul plăcilor și conductorilor, de forma și dimensiunea condensatorului, de frecvența și de temperatură. Dependența reactanței condensatoarelor electrice de frecvență este utilizată în filtrele electrice.

Când plăcile sunt conectate la o sursă de tensiune constantă, condensatorul este încărcat la tensiunea sursei. Curentul care continuă să curgă prin condensator după ce acesta a fost încărcat se numește curent de scurgere.

Condensatorii sunt caracterizați de tensiunea de defalcare - diferența de potențial dintre plăcile condensatorului, la care are loc o defecțiune - o descărcare electrică are loc prin stratul dielectric din condensator. Tensiunea de avarie depinde de forma plăcilor, de proprietățile dielectricului și de grosimea acestuia.

Plăcile condensatorului sunt atrase unele de altele. Forța de atracție dintre plăcile unui condensator se numește forță ponderomotoare și se calculează prin formula:

F \u003d -Q 2 / 2ee o S

Semnul minus indică faptul că forța ponderomotoare este o forță de atracție.

După aplicație, se disting condensatoarele electrice de joasă tensiune și frecvență joasă (capacitate specifică mare DIN), joasă tensiune înaltă frecvență (înaltă DIN), tensiune înaltă curent continuu, înaltă tensiune joasă și înaltă frecvență (putere reactivă specifică mare).

Pentru a crește capacitatea și a varia valorile posibile ale acesteia, condensatoarele sunt conectate în baterii, folosind conexiunile lor în serie, paralele sau mixte (formate din serie și paralele).

Creșterea capacității se realizează prin conectarea condensatoarelor în paralel cu bateria. În acest caz, condensatoarele sunt conectate prin plăci încărcate similar. Cu o astfel de conexiune, valoarea conservată pe toți condensatorii este diferența de potențial, iar sarcinile sunt însumate. Capacitatea totală a bateriei atunci când condensatoarele sunt conectate în paralel este egală cu suma capacităților condensatorilor individuali:

C \u003d C 1 + C 2 + ... + C n

Când condensatoarele sunt conectate în serie, capacitatea rezultată este întotdeauna mai mică decât cea mai mică capacitate utilizată în baterie și fiecare condensator reprezintă doar o parte din diferența de potențial dintre bornele bateriei, ceea ce reduce foarte mult posibilitatea defecțiunii condensatorului. La conexiuni seriale condensatoarele sunt conectate prin plăcile lor opuse. În acest caz, se adaugă reciprocele capacităților și capacitatea rezultată se determină după cum urmează:

1/C = (1/C n).

Condensatorii electrici sunt utilizați în circuitele electrice (capacitate concentrate), industria energiei electrice (compensatoare de putere reactivă), generatoare de impulsuri de tensiune, în scopuri de măsurare (condensatoare de măsurare și senzori capacitivi).

Principiul dispozitivului celui mai simplu condensator (plat). prezentată în fig. unu.

Orez. 1. Principiul dispozitivului unui condensator plat.

1 căptușeală,
2 dielectric

Capacitatea acestui condensator este determinată de formula binecunoscută

Definit prin formula

Folosind plăci de folie și un film dielectric multistrat, este posibil să se producă condensatoare tip rolă cu o capacitate de stocare specifică variind aproximativ de la 0,1 J/kg la 1 J/kg sau de la 0,03 mWh/kg la 0,3 mWh/kg. Datorită capacității specifice scăzute de stocare, condensatoarele de acest tip nu sunt potrivite pentru stocarea pe termen lung a unei cantități semnificative de energie, dar sunt utilizate pe scară largă ca surse de putere reactivă în circuite. curent alternativși ca capacități.

Energia poate fi stocată mult mai eficient în condensatoare electrolitice, al cărui principiu este prezentat în Fig. 2.

Orez. 2. .

1 foaie de metal sau folie (aluminiu, tantal etc.),
2 dielectric de oxid de metal (Al2O3, Ta2O5 sau altele),
3 hârtie etc., impregnată cu electrolit (H3BO3, H2SO4, MnO2 sau altele) și glicerină

Deoarece grosimea stratului dielectric în acest caz rămâne de obicei în limita 0,1 µm, acești condensatori pot fi fabricați cu o capacitate foarte mare (până la 1 F), dar pentru o tensiune relativ mică (de obicei câțiva volți).

Poate fi și mai multă capacitate ultracondensatori (supercondensatori, ionistori), ale căror plăci sunt un strat electric dublu gros de câteva zecimi de nanometru la interfața dintre electrodul din grafit microporos și electrolit (Fig. 3).

Orez. 3. .

1 electrozi de grafit microporos,
2 electroliți

Suprafața efectivă a plăcilor unor astfel de condensatoare, datorită porozității, ajunge până la 10.000 m2 pentru fiecare gram de masă a electrodului, ceea ce face posibilă obținerea unui capacitate mare pentru condensatoare foarte mici. În prezent, ultracondensatoarele sunt produse pentru tensiuni de până la 2,7 V și capacități de până la 3 kF. Capacitatea lor specifică de stocare variază de obicei între 0,5 Wh/kg și 50 Wh/kg și există prototipuri cu capacitate specifică de stocare de până la 300 Wh/kg.

Tehnologia de fabricație ultracondensatori este foarte complex, iar costul pe unitatea de energie stocată în ele este deci mult mai mare decât cel al altor condensatoare, ajungând până la 50.000 ?/kWh. În ciuda acestui fapt, datorită simplității designului, dimensiunilor mici, fiabilității, eficienței ridicate (95% sau mai mult) și durabilității (câteva milioane de cicluri de încărcare-descărcare), au început să fie utilizate atât în vehicule, și în centralele industriale în loc de baterii electrochimice și alte mijloace de stocare a energiei. Ele sunt deosebit de avantajoase atunci când energia este consumată sub formă de impulsuri scurte (de exemplu, pentru a alimenta demarorul motoarelor cu ardere internă) sau când este necesară o încărcare rapidă (a doua) a dispozitivului de stocare. De exemplu, în 2005, Shanghai a început operarea de probă a autobuzelor cu ultracondensatori, a căror bancă de condensatoare este încărcată în timp ce autobuzul este parcat la fiecare stație.

Cel mai vechi condensator si in acelasi timp cea mai veche baterie energie electrica Pot fi luate în considerare obiectele de chihlimbar, a căror electrificare, la frecare cu o cârpă de lână, a fost descoperită de filozoful grec Thales în jurul anului 590 î.Hr. X. El a numit acest fenomen și electronic (de la cuvântul grecesc electron, „chihlimbar”). Primele generatoare electrostatice, inventate în secolul al XVII-lea, au fost și condensatoare sferice sau cilindrice, pe suprafața cărora se putea acumula o sarcină electrică suficientă pentru a provoca fenomene de descărcare. Primul condensator real este încă considerat un balon de amplificare, inventat la 11 octombrie 1745 în cursul experimentelor de electrizare a apei de către un fizician amator, Dean Kamminsky (Cammin) catedrală Ewald Jurgen von Kleist (1700-1748) (Fig. 4);

Orez. 4. Condensatorul lui Ewald Jurgen von Kleist.

1 sticla umpluta cu apa
2 unghii, care împreună cu apa formează căptușeala superioară,
3 fire la generatorul electrostatic,
4 plăci metalice (căptușeală inferioară).
tensiune U

Cu acest dispozitiv, se pot distinge clar două plăci și un dielectric între ele. Primul condensator plat a fost realizat în 1747 de către medicul londonez John Bevis (John Bevis, 1693–1771), iar termenul de condensator (it. condensatore, „condense”) a fost introdus în 1782 de profesorul de fizică experimentală de la Universitatea din Pavia (Pavia, Italia) Alessandro Volta ( Alessandro Volta, 1745-1827). Primii condensatori electrolitici au fost dezvoltați în 1853 de către șeful Institutului de Fiziologie Koenigsberg (Konigsberg, Germania) Hermann von Helmholtz (1821–1894), iar primul ultracondensator cu electrozi de grafit poros a fost înaintat spre brevetare în 1954 de către un cercetător de la industria electrică. concern de inginerie General Electric ( General Electric, SUA) Howard I. Becker. Uz practic ultracondensatorii au început să se dezvolte rapid în primii ani ai secolului XXI.

În toate dispozitivele de inginerie radio și electronice, cu excepția tranzistoarelor și microcircuitelor, sunt utilizați condensatori. În unele circuite sunt mai multe, în altele mai puțin, dar practic nu există circuit electronic fără condensatori.

În același timp, condensatoarele pot îndeplini o varietate de sarcini în dispozitive. În primul rând, acestea sunt capacitățile din filtrele redresoarelor și stabilizatorilor. Cu ajutorul condensatoarelor, se transmite un semnal între treptele de amplificare, se construiesc filtre trece-jos și înalte, se stabilesc intervale de timp în întârzieri și se selectează frecvența de oscilație în diverse generatoare.

Condensatorii își urmăresc pedigree-ul de la Borcanul Leiden, care la mijlocul secolului al XVIII-lea a fost folosit de omul de știință olandez Pieter van Mushenbroek în experimentele sale. A locuit în orașul Leiden, așa că nu este greu de ghicit de ce această bancă a fost numită așa.

De fapt, era un borcan obișnuit de sticlă, căptușit în interior și în exterior cu folie de staniol - staniole. A fost folosit în aceleași scopuri ca aluminiul modern, dar apoi aluminiul nu a fost încă descoperit.

Singura sursă de electricitate în acele vremuri era un electrofor capabil să dezvolte tensiuni de până la câteva sute de kilovolți. De la ea a fost acuzat borcanul din Leyden. Manualele de fizică descriu cazul în care Mushenbrook și-a descărcat cutia printr-un lanț de zece paznici care se țineau de mână.

La acea vreme, nimeni nu știa că consecințele ar putea fi tragice. Lovitura s-a dovedit a fi destul de sensibilă, dar nu fatală. Nu s-a ajuns la asta, deoarece capacitatea borcanului Leyden era nesemnificativă, impulsul s-a dovedit a fi foarte scurt, astfel încât puterea de descărcare a fost scăzută.

Cum funcționează un condensator

Dispozitivul condensatorului nu este practic diferit de borcanul Leyden: toate aceleași două plăci separate de un dielectric. Așa sunt reprezentați condensatorii pe circuitele electrice moderne. Figura 1 prezintă un dispozitiv schematic al unui condensator plat și o formulă pentru calculul acestuia.

Figura 1. Dispozitivul unui condensator plat

Aici S este aria plăcilor în metri patrati, d este distanța dintre plăci în metri, C este capacitatea în faradi, ε este permisivitatea mediului. Toate cantitățile incluse în formulă sunt indicate în sistemul SI. Această formulă este valabilă pentru cel mai simplu condensator plat: pur și simplu puteți așeza două plăci metalice una lângă alta, din care se trag concluzii. Aerul poate servi ca dielectric.

Din această formulă, se poate înțelege că capacitatea condensatorului este cu atât mai mare, cu cât aria plăcilor este mai mare și distanța dintre ele este mai mică. Pentru condensatoarele cu altă geometrie, formula poate fi diferită, de exemplu, pentru capacitatea unui singur conductor sau a unui cablu electric. Dar dependența capacității de aria plăcilor și distanța dintre ele este aceeași cu cea a unui condensator plat: cu cât aria este mai mare și cu cât distanța este mai mică, cu atât capacitatea este mai mare.

De fapt, plăcile nu sunt întotdeauna făcute plate. Pentru mulți condensatori, cum ar fi cei din metal-hârtie, plăcile sunt folii de aluminiu laminate împreună cu un dielectric de hârtie într-o bilă strânsă, sub forma unei carcase metalice.

Pentru a crește rezistența electrică, hârtia subțire de condensator este impregnată cu compuși izolatori, cel mai adesea ulei de transformator. Acest design vă permite să faceți condensatori cu o capacitate de până la câteva sute de microfaradi. Condensatorii cu alți dielectrici sunt aranjați aproximativ în același mod.

Formula nu conține nicio restricție privind aria plăcilor S și distanța dintre plăci d. Dacă presupunem că plăcile pot fi separate foarte departe și, în același timp, aria plăcilor poate fi destul de nesemnificativă, atunci o oarecare capacitate, deși mică, va rămâne în continuare. Un astfel de raționament sugerează că chiar și doar doi conductori situati unul lângă celălalt au capacitate electrică.

Această împrejurare este utilizată pe scară largă în tehnologia de înaltă frecvență: în unele cazuri, condensatorii sunt fabricați pur și simplu sub formă de piste de cablare imprimate sau chiar doar două fire răsucite împreună în izolație din polietilenă. Fideii obișnuiți de sârmă sau cabluri au și capacitate, iar odată cu creșterea lungimii, aceasta crește.

Pe lângă capacitatea C, orice cablu are și rezistența R. Ambele proprietăți fizice distribuite pe lungimea cablului, iar atunci când transmit semnale pulsate, acestea funcționează ca un circuit RC integrator, prezentat în Figura 2.

Imagine. 2

În figură, totul este simplu: aici este circuitul, aici este semnalul de intrare și aici este la ieșire. Impulsul este distorsionat dincolo de recunoaștere, dar acest lucru a fost făcut intenționat, pentru care a fost asamblat circuitul. Între timp, vorbim despre efectul capacității cablului asupra semnalului puls. În loc de puls, un astfel de „clopot” va apărea la celălalt capăt al cablului, iar dacă pulsul este scurt, atunci este posibil să nu ajungă deloc la celălalt capăt al cablului, poate chiar să dispară.

fapt istoric

Aici este destul de potrivit să ne amintim povestea modului în care a fost așezat cablul transatlantic. Prima încercare din 1857 a eșuat: punctele telegrafice - liniuțe (impulsuri dreptunghiulare) au fost distorsionate, astfel încât nimic să nu poată fi demontat la celălalt capăt al liniei lungi de 4000 km.

A doua încercare a fost făcută în 1865. În acest moment, fizicianul englez W. Thompson dezvoltase teoria transmiterii datelor pe linii lungi. În lumina acestei teorii, așezarea cablurilor s-a dovedit a fi mai reușită, semnalele au fost recepționate.

Pentru această ispravă științifică, regina Victoria i-a acordat omului de știință titlul de cavaler și titlul de Lord Kelvin. Acesta era numele unui orășel de pe coasta Irlandei, unde a început instalarea cablurilor. Dar acesta este doar un cuvânt, iar acum să revenim la ultima literă din formulă, și anume, la permisivitatea mediului ε.

Un pic despre dielectrici

Acest ε se află în numitorul formulei, prin urmare, creșterea sa va atrage după sine o creștere a capacității. Pentru majoritatea dielectricilor utilizați, cum ar fi aerul, lavsanul, polietilena, fluoroplastul, această constantă este practic aceeași cu cea a vidului. Dar, în același timp, există multe substanțe a căror constantă dielectrică este mult mai mare. Dacă un condensator de aer este umplut cu acetonă sau alcool, atunci capacitatea acestuia va crește de 15 ... 20 de ori.

Dar astfel de substanțe, pe lângă ε ridicat, au și o conductivitate destul de mare, așa că va fi rău ca un astfel de condensator să mențină o încărcare, se va descărca rapid prin el însuși. Acest fenomen dăunător se numește curent de scurgere. Prin urmare, pentru dielectrici se dezvoltă materiale speciale, care permit, cu o capacitate specifică mare a condensatoarelor, să furnizeze curenți de scurgere acceptabili. Acesta este ceea ce explică o astfel de varietate de tipuri și tipuri de condensatoare, fiecare dintre acestea fiind proiectat pentru condiții specifice.

condensator electrolitic

Condensatoarele electrolitice au cea mai mare capacitate specifică (raport capacitate / volum). Capacitatea „electroliților” ajunge până la 100.000 de microfaradi, tensiune de funcționare de până la 600V. Astfel de condensatoare funcționează bine numai pe frecvente joase, cel mai adesea în filtrele de alimentare. Condensatoarele electrolitice sunt conectate în funcție de polaritate.

Electrozii din astfel de condensatoare sunt o peliculă subțire de oxid de metal, motiv pentru care acești condensatori sunt adesea numiți condensatori de oxid. Un strat subțire de aer între astfel de electrozi nu este un izolator foarte fiabil; prin urmare, se introduce un strat de electrolit între plăcile de oxid. Cel mai adesea acestea sunt soluții concentrate de acizi sau alcaline.

Figura 3 prezintă unul dintre acești condensatori.

Figura 3. Condensator electrolitic

Pentru a estima dimensiunea condensatorului, lângă el a fost fotografiată o simplă cutie de chibrituri. Pe lângă o capacitate suficient de mare în figură, puteți vedea și toleranța procentuală: nici mai mult, nici mai puțin de 70% din nominal.

În acele vremuri când computerele erau mari și erau numite computere, astfel de condensatori se aflau în unități de disc (în HDD-ul modern). Capacitatea de informare a unor astfel de unități nu poate provoca decât un zâmbet: două discuri cu un diametru de 350 mm stocau 5 megaocteți de informații, iar dispozitivul în sine cântărea 54 kg.

Scopul principal al supercondensatorilor afișați în figură a fost acela de a îndepărta capetele magnetice din zona de lucru a discului în cazul unei întreruperi bruște de curent. Astfel de condensatoare ar putea stoca o încărcare timp de câțiva ani, ceea ce a fost testat în practică.

Mai jos, cu condensatoare electrolitice, se va propune să se facă câteva experimente simple pentru a înțelege ce poate face un condensator.

Pentru funcționarea în circuite de curent alternativ, sunt produse condensatoare electrolitice nepolare, dar din anumite motive este foarte dificil să le obțineți. Pentru a rezolva cumva această problemă, „electroliții” polari obișnuiți sunt porniți în contra-serie: plus-minus-minus-plus.

Dacă un condensator electrolitic polar este conectat la un circuit de curent alternativ, la început se va încălzi și apoi se va auzi o explozie. Condensatoarele vechi domestice împrăștiate în toate direcțiile, în timp ce cele importate au un dispozitiv special pentru a evita loviturile puternice. Aceasta, de regulă, este fie o crestătură încrucișată pe partea inferioară a condensatorului, fie o gaură cu un dop de cauciuc situat acolo.

Chiar nu le plac condensatoarele electrolitice. supratensiune chiar dacă polaritatea este corectă. Prin urmare, nu este niciodată necesar să puneți „electroliți” într-un circuit în care se așteaptă o tensiune aproape de maxim pentru acest condensator.

Uneori, în unele forumuri, chiar de renume, începătorii pun întrebarea: „Condensatorul este de 470µF * 16V, dar am 470µF * 50V, pot să-l pun?”. Da, desigur că poți, dar înlocuirea inversă este inacceptabilă.

Condensatorul poate stoca energie

Vă va ajuta să înțelegeți această afirmație. circuit simplu prezentat în figura 4.

Figura 4. Circuit cu un condensator

Caracterul principal al acestui circuit este un condensator electrolitic C de o capacitate suficient de mare, astfel încât procesele de încărcare-descărcare să decurgă lent și chiar foarte clar. Acest lucru face posibilă observarea vizuală a funcționării circuitului folosind un bec convențional de la o lanternă. Aceste felinare au făcut loc de mult timp celor moderne cu LED-uri, dar becuri pentru ele sunt încă vândute. Prin urmare, colectați schema și conduita experimente simple foarte simplu.

Poate cineva va spune: „De ce? La urma urmei, totul este evident, iar dacă citești și descrierea...”. Se pare că nu există nimic de argumentat aici, dar orice, chiar și cel mai simplu lucru, rămâne mult timp în cap dacă înțelegerea lui a venit prin mâini.

Deci, schema este asamblată. Cum functioneazã?

În poziția comutatorului SA prezentată în diagramă, condensatorul C este încărcat de la sursa de alimentare GB prin rezistorul R din circuit: + GB __ R __ SA __ C __ -GB. Curentul de încărcare din diagramă este indicat printr-o săgeată cu indexul iz. Procesul de încărcare a unui condensator este prezentat în Figura 5.

Figura 5. Procesul de încărcare a condensatorului

Figura arată că tensiunea pe condensator crește de-a lungul unei linii curbe, numită în matematică exponențial. Curentul de încărcare reflectă direct tensiunea de încărcare. Pe măsură ce tensiunea pe condensator crește, curentul de încărcare devine mai mic. Și numai la momentul inițial corespunde formulei prezentate în figură.

După ceva timp, condensatorul se va încărca de la 0V la tensiunea de alimentare, în circuitul nostru până la 4,5V. Întrebarea este cum să determinați acest timp, cât să așteptați, când va fi încărcat condensatorul?

Constanta de timp „tau” τ = R*C

Această formulă înmulțește pur și simplu rezistența și capacitatea unui rezistor și condensator conectate în serie. Dacă, fără a neglija sistemul SI, înlocuim rezistența în Ohmi, capacitatea în Farads, atunci rezultatul va fi în secunde. Acesta este timpul necesar pentru ca condensatorul să se încarce până la 36,8% din tensiunea de alimentare. În consecință, pentru o încărcare de aproape 100%, va dura timp 5 * τ.

Adesea, neglijând sistemul SI, ei înlocuiesc rezistența în ohmi în formulă și capacitatea în microfarad, apoi timpul va fi în microsecunde. În cazul nostru, este mai convenabil să obțineți rezultatul în secunde, pentru care trebuie doar să înmulțiți microsecundele cu un milion sau, mai simplu, să mutați virgula cu șase cifre la stânga.

Pentru circuitul prezentat în figura 4, cu o capacitate a condensatorului de 2000uF și un rezistor de 500Ω, constanta de timp va fi τ = R*C = 500 * 2000 = 1.000.000 de microsecunde, sau exact o secundă. Astfel, va trebui să așteptați aproximativ 5 secunde până când condensatorul este complet încărcat.

Dacă după timpul specificat comutatorul SA este mutat în poziția corectă, atunci condensatorul C se va descărca prin becul EL. În acest moment, va exista o clipire scurtă, condensatorul se va descărca și lumina se va stinge. Direcția de descărcare a condensatorului este indicată de o săgeată cu indice ip. Timpul de descărcare este determinat și de constanta de timp τ. Graficul de descărcare este prezentat în Figura 6.

Figura 6. Graficul de descărcare a condensatorului

Condensatorul nu trece curentul continuu

O schemă și mai simplă, prezentată în Figura 7, va ajuta la verificarea acestei afirmații.

Figura 7. Diagrama cu un condensator într-un circuit DC

Dacă comutatorul SA este închis, va urma o clipire scurtă a becului, ceea ce indică faptul că condensatorul C a fost încărcat prin bec. Graficul de încărcare este prezentat și aici: în momentul în care comutatorul se închide, curentul este maxim, pe măsură ce condensatorul se încarcă, scade și după un timp se oprește complet.

Dacă condensatorul calitate bună, adică cu curent de scurgere scăzut (auto-descărcare), reînchiderea comutatorului nu va provoca fulgerare. Pentru a obține un alt blitz, condensatorul va trebui să fie descărcat.

Condensator în filtrele de putere

Condensatorul este plasat, de regulă, după redresor. Cel mai adesea, redresoarele sunt realizate cu undă completă. Cele mai comune circuite redresoare sunt prezentate în Figura 8.

Figura 8. Circuite redresoare

Redresoarele cu jumătate de undă sunt, de asemenea, folosite destul de des, de regulă, în cazurile în care puterea de sarcină este neglijabilă. Cea mai valoroasă calitate a unor astfel de redresoare este simplitatea: o singură diodă și o înfășurare a transformatorului.

Pentru un redresor cu undă completă, capacitatea condensatorului filtrului poate fi calculată prin formula

C = 1000000 * Po / 2*U*f*dU Tensiune AC Hz, dU amplitudinea pulsației V.

Un număr mare la numărătorul de 1000000 convertește capacitatea din faradii de sistem în microfarazii. Cele două din numitor sunt numărul de semicicluri ale redresorului: pentru o jumătate de undă, va apărea una în locul ei

C \u003d 1000000 * Po / U * f * dU,

Și pentru un redresor trifazat, formula va lua forma C \u003d 1000000 * Po / 3 * U * f * dU.

Supercondensator - ionistor

Recent, a apărut o nouă clasă de condensatoare electrolitice, așa-numitul ionistor. În proprietățile sale, este similar cu o baterie, totuși, cu mai multe limitări.

Ionistorul este încărcat la tensiunea nominală într-un timp scurt, literalmente în câteva minute, așa că este recomandabil să îl utilizați ca sursă de alimentare de rezervă. De fapt, ionistorul este un dispozitiv nepolar, singurul lucru care îi determină polaritatea este încărcarea din fabrică. Pentru a nu confunda această polaritate în viitor, este indicată prin semnul +.

Un rol important îl au condițiile de funcționare ale ionistorilor. La o temperatură de 70˚C la o tensiune de 0,8 din valoarea nominală, durabilitatea garantată nu este mai mare de 500 de ore. Dacă dispozitivul funcționează la o tensiune de 0,6 din tensiunea nominală, iar temperatura nu depășește 40 de grade, atunci funcționarea corectă este posibilă timp de 40.000 de ore sau mai mult.

Cea mai comună aplicație a unui ionistor sunt sursele putere de rezervă. Practic, acestea sunt cipuri de memorie sau ceasuri electronice. În acest caz, parametrul principal al ionistorului este un curent de scurgere mic, autodescărcarea acestuia.

Destul de promițătoare este utilizarea ionistorilor împreună cu panourile solare. De asemenea, afectează lipsa de criticitate a stării de încărcare și numărul practic nelimitat de cicluri de încărcare-descărcare. O altă proprietate valoroasă este că ionistorul nu necesită întreținere.

Citeste si

• Tipuri de lămpi de perete și caracteristici ale utilizării acestora
• Despre diferența de potențial, forța electromotoare și tensiune
• Ce poate fi determinat de contor, cu excepția consumului de energie electrică
• Cu privire la criteriile de evaluare a calității produselor electrice
• Ce este mai bun pentru o casă privată - intrare monofazată sau trifazată?
• Cum să alegi un stabilizator de tensiune pentru o casă de țară
• Efectul Peltier: efectul magic al curentului electric
• Practica cablajului și conectării unui cablu TV într-un apartament - caracteristici ale procesului
• Probleme de cablare: ce să faci și cum să le rezolvi?
• Lămpi fluorescente T5: perspective și probleme de aplicare
• Blocuri de prize retractabile: practică de utilizare și conectare
• Amplificatoare electronice. Partea 2. Amplificatoare de frecvență audio
• Funcționarea corectă a echipamentelor electrice și a cablajului într-o casă de țară
• Principalele puncte ale utilizării tensiunii sigure în viața de zi cu zi
• Instrumente și dispozitive necesare pentru începătorii pentru a studia electronica
• Ce este rezistența de contact tranzitorie și cum să o rezolvi
• Releu de tensiune: ce există, cum să alegeți și să vă conectați?
• Ce este mai bun pentru o casă privată - intrare monofazată sau trifazată?
• Condensatoare în circuite electronice. Partea 2. Comunicare interstage, filtre, generatoare
• Cum să asigurați confortul cu alimentare insuficientă
• Cum să vă asigurați că atunci când cumpărați o mașină dintr-un magazin că funcționează?
• Cum să alegeți o secțiune transversală a firului pentru rețelele de iluminat de 12 volți
• Metodă de conectare a unui încălzitor de apă și a unei pompe cu putere de rețea insuficientă
• Inductori și câmpuri magnetice. Partea 2. Inducția și inductanța electromagnetică
• amplificatoare operaționale. Partea 2. Amplificator operațional ideal
• Ce sunt microcontrolerele (scop, dispozitiv, software)
• Extinderea duratei de viață a unei lămpi fluorescente compacte (menajera)
• Circuite amplificatoare operaționale fără feedback
• Inlocuirea tabloului electric al apartamentului
• Dispozitivul și principiul de funcționare a întrerupătoarelor într-un circuit electric
• Un exemplu de utilizare a unui stabilizator de tensiune cu un optimizator de sarcină OEL-820
• Scăderea puterii în limita de răspundere a proprietarului casei
• Cum să organizezi iluminatul în dormitor?
• De ce cuprul și aluminiul nu pot fi combinate în cablajul electric?
• Modernizarea antrenării supapei sau despre inversarea motorului condensatorului
• Cum să extinzi și să montezi un cablu de intrare de alimentare într-un apartament
• Relee intermediare: scop, unde sunt utilizate și cum sunt alese

Condensatorul este un element circuit electric, constând din plăci de electrozi conductoare separate printr-un dielectric și concepute pentru a folosi capacitatea acestuia. Capacitatea unui condensator este raportul dintre sarcina condensatorului și diferența de potențial pe care sarcina o conferă condensatorului.

Materialele organice și anorganice, inclusiv peliculele de oxid ale unor metale, sunt utilizate ca dielectric în condensatoare. Atunci când unui condensator i se aplică o tensiune constantă, acesta este încărcat; este cheltuită o anumită cantitate de muncă, exprimată în jouli.

Condensatorii sunt utilizați în aproape toate domeniile ingineriei electrice.Condensatorii (împreună cu inductori și/sau rezistențe) sunt utilizați pentru a construi diferite circuite cu proprietăți dependente de frecvență, în special, filtre, circuite de feedback, circuite oscilatorii etc.

În sursele de alimentare secundare, condensatorii sunt utilizați pentru a netezi ondulațiile de tensiune redresate.

În electrotehnica industrială, condensatorii sunt utilizați pentru compensarea puterii reactive și în filtrele armonice superioare.

Condensatorii sunt capabili să acumuleze o sarcină mare și să creeze o tensiune mare pe plăci, care sunt utilizate în diverse scopuri, de exemplu, pentru a accelera particulele încărcate sau pentru a crea descărcări electrice puternice pe termen scurt.

Traductor de măsurare (MT) de deplasări mici: o mică modificare a distanței dintre plăci are un efect foarte vizibil asupra capacității condensatorului. IP de umiditate a aerului, lemn (modificarea compoziției dielectricului duce la o modificare a capacității).

Contor de nivel al lichidului. Un lichid neconductor umple spațiul dintre plăcile condensatorului, iar capacitatea condensatorului se modifică în funcție de nivel.

condensator cu defazare. Un astfel de condensator este necesar pentru pornirea și, în unele cazuri, pentru funcționarea motoarelor asincrone monofazate. Poate fi folosit și pentru pornirea și operarea motoarelor asincrone trifazate atunci când sunt alimentate de o tensiune monofazată.

Acumulatoare de energie electrică. În acest caz, plăcile condensatorului ar trebui să aibă o valoare destul de constantă a tensiunii și a curentului de descărcare. În acest caz, descărcarea în sine trebuie să fie semnificativă în timp.

În prezent, dezvoltarea experimentală a vehiculelor electrice și hibrizilor care utilizează condensatoare este în curs de desfășurare. Există, de asemenea, unele modele de tramvaie în care condensatoarele sunt folosite pentru a alimenta motoarele de tracțiune atunci când se circulă prin secțiuni dezactivate.

Clasificarea condensatoarelor.

Poza 1.

Denumirea convențională pe diagrame.

În funcție de scop, condensatoarele sunt împărțite în două grupuri mari: pentru scopuri generale și speciale.

Grupul de uz general include condensatoare utilizate pe scară largă utilizate în majoritatea tipurilor și claselor de echipamente. În mod tradițional, include cele mai comune condensatoare de joasă tensiune, care nu au cerințe speciale.

Toți ceilalți condensatori sunt speciali. Acestea includ: înaltă tensiune, puls, suprimarea zgomotului, dozimetrică, pornire etc.

În funcție de metoda de instalare, condensatoarele pot fi realizate pentru montarea în circuit imprimat și la suprafață, precum și ca parte a micromodulelor și microcircuitelor sau pentru interfațarea cu acestea. Bornele condensatorului pentru montaj la suprafață pot fi rigide sau moi, axiale sau radiale, din sârmă rotundă sau bandă, sub formă de petale, cu intrare de cablu, sub formă de știfturi de trecere, șuruburi de susținere etc.

Conform naturii protecției împotriva influențelor externe, condensatoarele sunt realizate: neprotejate, protejate, neizolate, izolate, sigilate și etanșate.

Condensatoarele neprotejate permit funcționarea în condiții de umiditate ridicată numai ca parte a echipamentelor închise ermetic. Condensatorii protejați permit funcționarea în echipamente de orice design. Condensatoarele goale (acoperite sau neacoperite) nu permit corpului lor să atingă șasiul echipamentului. Condensatoarele izolate au o acoperire izolatoare destul de bună și permit atingerea șasiului echipamentului. Condensatorii etanșați au o structură a corpului etanșată cu materiale organice. Condensatoarele închise ermetic au o carcasă ermetică care elimină posibilitatea de comunicare mediu inconjurator cu interiorul ei. Sigilarea se realizează folosind carcase ceramice și metalice sau baloane de sticlă. În funcție de tipul de dielectric, toți condensatorii pot fi împărțiți în grupuri: cu dielectric organic, anorganic, gazos și oxid.

Condensatoare(din latinescul condenso - condensez, ingroasa) - sunt elemente radio cu o capacitate electrica concentrata formata din doi sau mai multi electrozi (placi) despartiti printr-un dielectric (hartie speciala subtire, mica, ceramica etc.). Capacitatea condensatorului depinde de dimensiunea (aria) plăcilor, distanța dintre ele și proprietățile dielectricului.

O proprietate importantă a unui condensator este că pentru curent alternativ este o rezistență, a cărei valoare scade odată cu creșterea frecvenței.

Ca și rezistențele, condensatoarele sunt împărțite în condensatoare fixe, condensatoare variabile (KPI), reglare și autoreglare. Cele mai comune sunt condensatoarele fixe. Sunt utilizate în circuite oscilante, diferite filtre, precum și pentru separarea circuitelor DC și AC și ca elemente de blocare.

Condensatoare fixe. Denumirea grafică convențională a unui condensator de capacitate constantă - două linii paralele - simbolizează părțile sale principale: două plăci și un dielectric între ele (Fig. 54). În apropierea desemnării condensatorului din diagramă, este de obicei indicată capacitatea sa nominală și, uneori, tensiunea nominală. Unitatea de bază a capacității este farad (F) - capacitatea unui astfel de conductor solitar, al cărui potențial crește cu un volt cu o creștere a încărcăturii cu un pandantiv. Aceasta este o valoare foarte mare, care nu este folosită în practică. În inginerie radio, condensatorii sunt utilizați cu o capacitate de la fracțiuni de picofarad (pF) la zeci de mii de microfarad (μF). Amintiți-vă că 1 microfarad este egal cu o milioneme dintr-un farad, iar 1 pF este egal cu o milioneme dintr-un microfarad sau cu o trilionime dintr-un farad.

Conform GOST 2.702-75, capacitatea nominală de la 0 la 9.999 pF este indicată pe diagrame în picofaradi fără o desemnare a unității, de la 10.000 pF la 9.999 microfarad - în microfaradi cu desemnarea unității de măsură cu literele mk (Fig. . 55).

Capacitatea nominală și abaterea admisă de la aceasta și, în unele cazuri, tensiunea nominală, sunt indicate pe carcasele condensatorului.

În funcție de dimensiunile acestora, capacitatea nominală și abaterea admisă sunt indicate integral sau prescurtat (codificat). Denumirea completă a capacității constă din numărul și unitatea de măsură corespunzătoare și, ca în diagrame, capacitatea de la 0 la 9.999 pF este indicată în picofarads (22 pF, 3.300 pF etc.) și de la 0,01 la 9.999 uF - în microfarade (0,047 uF, 10 uF etc.). În etichetarea abreviată, unitățile de capacitate sunt notate cu literele P (picofarad), M (microfarad) și H (nanofarad; 1 nano-farad \u003d 1000 pF \u003d 0,001 microfarad). În acest caz, capacitatea de la 0 la 100 pF este indicată în picofaradi, plasând litera P fie după număr (dacă este întreg), fie la locul virgulei (4,7 pF - 4P7; 8,2 pF -8P2; 22 pF). - 22P; 91 pF - 91P etc.). Capacitatea de la 100 pF (0,1 nF) la 0,1 μF (100 nF) este indicată în nanofaradi, iar de la 0,1 μF și mai sus - în microfaradi. În acest caz, dacă capacitatea este exprimată în fracții de nanofarad sau microfarad, unitatea de măsură corespunzătoare este plasată în locul zero și punct zecimal (180 pF = 0,18 nF-H18; 470 pF = 0,47 nF -H47; 0,33). μF -MZZ; 0,5 μF - MbO etc.), iar dacă numărul constă dintr-o parte întreagă și o fracțiune - în locul punctului zecimal (1500 pF = 1,5 nF - 1H5; 6,8 μF - 6M8 etc.). Capacitatele condensatoarelor, exprimate ca un întreg al unităților de măsură corespunzătoare, sunt indicate în mod obișnuit (0,01 μF - YuN, 20 μF - 20M, 100 μF - 100M etc.). Pentru a indica abaterea admisibilă a capacității de la valoarea nominală, se folosesc aceleași denumiri codificate ca și pentru rezistențe.

În funcție de circuitul în care sunt utilizați condensatorii, acestea sunt, de asemenea, prezentate cerințe diferite. Deci, un condensator care funcționează într-un circuit oscilant trebuie să aibă pierderi mici la frecvența de funcționare, stabilitate mare a capacității în timp și cu modificări de temperatură, umiditate, presiune etc.

Pierderile în condensatoare, determinate în principal de pierderile în dielectric, cresc odată cu creșterea temperaturii, umidității și frecvenței. Condensatoarele cu un dielectric din ceramică de înaltă frecvență, cu mica și dielectrici de film au cele mai mici pierderi, iar condensatoarele cu un dielectric de hârtie și ceramica feroelectrică au cele mai mari pierderi. Această circumstanță trebuie luată în considerare la înlocuirea condensatoarelor din echipamentele radio. O modificare a capacității unui condensator sub influența mediului (în principal temperatura acestuia) are loc din cauza unei modificări a dimensiunii plăcilor, a golurilor dintre ele și a proprietăților dielectricului. În funcție de proiectarea și dielectricul utilizat, condensatoarele sunt caracterizate printr-un coeficient de temperatură diferit al capacității (TKE), care arată modificarea relativă a capacității cu o schimbare a temperaturii cu un grad; TKE poate fi pozitiv sau negativ. În funcție de valoarea și semnul acestui parametru, condensatorii sunt împărțiți în grupuri, cărora li se atribuie denumiri de litereși culoarea corpului.

Pentru a menține reglarea circuitelor oscilatoare atunci când se lucrează într-un domeniu larg de temperatură, în serie și conexiune paralelă condensatoare, în care TKE au semne diferite. Din acest motiv, atunci când temperatura se schimbă, frecvența de reglare a unui astfel de circuit compensat cu temperatură rămâne aproape neschimbată.

Ca orice conductor, condensatorii au o anumită inductanță. Cu cât este mai mare, cu cât concluziile condensatorului sunt mai lungi și mai subțiri, cu atât dimensiunile plăcilor și conductoarelor interne de conectare ale acestuia sunt mai mari. Nai

condensatoarele de hârtie au o inductanță mai mare, în care căptușelile sunt realizate sub formă de benzi lungi de folie rulate împreună cu un dielectric într-o rolă rotundă sau altă rolă. Cu excepția cazului în care se acordă o atenție specială, astfel de condensatori funcționează slab la frecvențe mai mari de câțiva megaherți. Prin urmare, în practică, pentru a asigura funcționarea condensatorului de blocare într-un domeniu larg de frecvență, un mic condensator ceramic sau mica este conectat în paralel cu condensatorul de hârtie.

Cu toate acestea, există condensatoare de hârtie cu inductanță intrinsecă scăzută. În ele, benzile de folie sunt conectate la cabluri nu într-unul, ci în multe locuri. Acest lucru se realizează fie prin benzi de folie introduse în rolă în timpul înfășurării, fie prin deplasarea benzilor (plăci) la capetele opuse ale rolei și lipirea lor (Fig. 54).

Pentru a proteja împotriva interferențelor care pot pătrunde în dispozitiv prin circuitele de alimentare și invers, precum și pentru diferite blocări, se folosesc așa-numitele condensatoare de trecere. Un astfel de condensator are trei terminale, dintre care două sunt o tijă continuă purtătoare de curent care trece prin carcasa condensatorului. Una dintre plăcile condensatorului este atașată la această tijă. Al treilea terminal este o carcasă metalică cu care este conectată a doua placă. Corpul condensatorului de trecere este fixat direct pe șasiu sau pe ecran, iar firul care transportă curent (circuitul de alimentare) este lipit la terminalul său din mijloc. Datorită acestui design, curenții de înaltă frecvență sunt închiși pe șasiu sau pe scutul dispozitivului, în timp ce curenți continui trece nestingherit. Pe; frecvente inalte Se folosesc condensatoare ceramice de trecere, în care rolul uneia dintre plăci este jucat de conductorul central însuși, iar celălalt este un strat de metalizare depus pe tubul ceramic. Aceste caracteristici de proiectare sunt reflectate și în denumirea grafică convențională a condensatorului de trecere (Fig. 56). Căptușeala exterioară este indicată fie sub forma unui arc scurt (a), fie sub forma unui (b) sau a două (c) segmente de linii drepte cu plumb din mijloc. Ultima denumire este folosită atunci când descrie un condensator de trecere în peretele ecranului.

În același scop ca și condensatoarele de trecere, se folosesc condensatoare de referință, care sunt un fel de rafturi de montare montate pe un șasiu metalic. Căptușeala conectată la acesta se distinge în desemnarea unui astfel de condensator prin trei linii înclinate, simbolizând „împământarea” (Fig. 56, d).

Pentru a funcționa în domeniul de frecvență audio, precum și pentru a filtra tensiunile de alimentare rectificate, sunt necesari condensatori, a căror capacitate este măsurată în zeci, sute și chiar mii de microfaradi. Condensatoarele de oxid (denumirea veche este electrolitică) au o astfel de capacitate la dimensiuni suficient de mici. În ele, rolul unei căptușeli (anod) este jucat de un electrod de aluminiu sau tantal, rolul dielectricului este jucat de un strat subțire de oxid depus pe acesta, iar rolul celuilalt căptușeală (catod) este un electrolit special. , a cărei ieșire este adesea carcasa metalică a condensatorului. Spre deosebire de altele, majoritatea tipurilor de condensatoare de oxid sunt polari, adică necesită operatie normala tensiune de polarizare. Aceasta înseamnă că pot fi pornite doar într-un circuit de tensiune constantă sau pulsatorie și numai în acea polaritate (catod - la minus, anod - la plus), care este indicată pe carcasă. Nerespectarea acestei condiții duce la defectarea condensatorului, care este uneori însoțită de o explozie.

Polaritatea includerii unui condensator de oxid este prezentată în diagrame cu un semn „+” reprezentat pe placa care simbolizează anodul (Fig. 57, a). Acesta este termenul general pentru un condensator polarizat. Împreună cu acesta, în special pentru condensatoarele de oxid, GOST 2.728-74 a stabilit un simbol în care căptușeala pozitivă este descrisă ca un dreptunghi îngust (Fig. 57.6), iar semnul? + „în acest caz poate fi omis.

În circuitele dispozitivelor electronice, se poate găsi uneori denumirea unui condensator de oxid sub forma a două dreptunghiuri înguste (Fig. 57, c). Acesta este simbolul unui condensator cu oxid nepolar care poate funcționa în circuite de curent alternativ (adică fără tensiune de polarizare).

Condensatoarele de oxid sunt foarte sensibile la supratensiuni, astfel încât diagramele indică adesea nu numai capacitatea lor nominală, ci și tensiunea nominală.

Pentru a reduce dimensiunea, doi condensatori sunt uneori închise într-un singur caz, dar se fac doar trei concluzii (una este comună). Simbolul pentru un condensator dublu transmite clar această idee (Fig. 57, d).

Condensatoare variabile(KPE). Condensatorul variabil este format din două grupuri de plăci metalice, dintre care una se poate mișca fără probleme în raport cu cealaltă. În timpul acestei mișcări, plăcile părții mobile (rotor) sunt de obicei introduse în golurile dintre plăcile părții fixe (stator), drept urmare zona de suprapunere a unor plăci de altele și, prin urmare, capacitate, schimbare. Dielectricul din KPI este cel mai adesea aer. În echipamentele mici, cum ar fi receptoarele de buzunar cu tranzistori, aplicare largă a găsit KPI cu un dielectric solid, care este folosit ca o peliculă de dielectrici de înaltă frecvență rezistente la uzură (PTFE, polietilenă etc.). Parametrii KPI cu un dielectric solid sunt oarecum mai răi, dar sunt semnificativ

mai ieftin de fabricat și de dimensiuni mult mai mici decât PBC-urile dielectrice de aer.

Ne-am întâlnit deja cu simbolul KPI (vezi Fig. 2 și 29) - acesta este simbolul unui condensator de capacitate constantă, tăiat cu un semn de reglare. Cu toate acestea, din această denumire nu este clar care dintre plăci simbolizează rotorul și care - statorul. Pentru a arăta acest lucru în diagramă, rotorul este reprezentat ca un arc (Fig. 58).

Principalii parametri ai KPI, care fac posibilă evaluarea capacităților sale atunci când funcționează într-un circuit oscilator, sunt capacitatea minimă și maximă, care, de regulă, sunt indicate pe diagrama de lângă simbolul KPI.

În majoritatea receptoarelor radio și transmițătoarelor radio, blocurile KPI constând din două, trei sau mai multe secțiuni sunt folosite pentru a regla simultan mai multe circuite oscilatorii. Rotoarele din astfel de blocuri sunt fixate pe un arbore comun, prin rotire pe care se poate modifica simultan capacitatea tuturor secțiunilor. Plăcile extreme ale rotoarelor sunt adesea tăiate (de-a lungul razei). Acest lucru permite ca unitatea să fie reglată din fabrică, astfel încât capacitățile tuturor secțiunilor să fie aceleași în orice poziție a rotorului.

Condensatorii incluși în blocul KPI sunt afișați individual în diagrame. Pentru a arăta că acestea sunt unite într-un bloc, adică sunt controlate de un buton comun, săgețile care indică reglarea sunt conectate printr-o linie întreruptă de conexiune mecanică, așa cum se arată în fig. 59. Când descrieți KPI-ul unui bloc în diferite părți ale diagramei care sunt departe una de cealaltă, conexiunea mecanică nu este afișată, limitată doar de numerotarea corespunzătoare a secțiunilor din denumirea de referință (Fig. 59, secțiunile C 1.1, C 1,2 și C 1,3).

În echipamentele de măsurare, de exemplu, în brațele punților capacitive, se folosesc așa-numitele condensatoare diferențiale (din latină diferenta - diferență). Au două grupe de plăci de stator și unul - rotor, dispuse astfel încât, atunci când plăcile rotorului ies din golurile dintre plăcile unui grup de stator, ele intră în același timp între plăcile altuia. În acest caz, capacitatea dintre plăcile primului stator și plăcile rotorului scade, iar între plăcile rotorului și al doilea stator crește. Capacitatea totală dintre rotor și ambii statoare rămâne neschimbată. Astfel de „condensatori” sunt reprezentați în diagrame, așa cum se arată în Figura 60.

Condensatoare trimmer. Pentru a seta capacitatea inițială a circuitului oscilator, care determină frecvența maximă a reglajului acestuia, se folosesc condensatoare de reglare, a căror capacitate poate fi schimbată de la unități de picofarad la câteva zeci de picofarad (uneori mai mult). Principala cerință pentru ele este netezimea schimbării capacității și fiabilitatea fixării rotorului în poziția stabilită în timpul ajustării. Axele condensatoarelor de tuns (de obicei scurte) sunt fante, astfel încât capacitatea lor poate fi reglată doar cu ajutorul unei unealte (șurubelniță). Condensatoarele cu un dielectric solid sunt cele mai utilizate pe scară largă în echipamentele de difuzare.

Designul unui condensator ceramic trimmer (CPC) de unul dintre cele mai comune tipuri este prezentat în fig. 61, a. Este alcătuit dintr-o bază ceramică (stator) și un disc ceramic (rotor) fixat mobil pe acesta. Plăcile de condensator - straturi subțiri de argint - sunt aplicate prin ardere pe stator și pe partea exterioară a rotorului. Capacitatea este modificată prin rotirea rotorului. În cele mai simple echipamente, uneori sunt utilizați condensatori de tăiere cu sârmă. Un astfel de element constă dintr-o bucată de sârmă de cupru cu un diametru de 1 ... 2 și o lungime de 15 ... 20 mm, pe care este strâns, bobină la bobină, înfășurată fir izolat cu diametrul de 0,2 ... 0,3 mm (Fig. 61.6). Capacitatea se modifică prin desfășurarea firului și, pentru ca înfășurarea să nu alunece, este impregnată cu un fel de compus izolator (lac, lipici etc.).

Condensatoare trimmer notat pe diagrame prin simbolul principal, barat de semnul reglajului de acordare (Fig. 61, c).

Condensatoare autoreglabile. Folosind ceramică specială ca dielectric, a cărei permitivitate depinde puternic de intensitatea câmpului electric, este posibil să se obțină un condensator a cărui capacitate depinde de tensiunea de pe plăcile sale. Astfel de condensatoare se numesc variconde (de la cuvinte englezești vari (abil) - variabilă și cond (enser) - condensator). Când tensiunea se schimbă de la câțiva volți la capacitatea nominală variconda se schimbă de 3-6 ori.

Variconde poate fi utilizat în diverse dispozitive de automatizare, în generatoare de frecvență oscilante, modulatoare, pentru reglarea electrică a circuitelor oscilatoare etc.

Simbol variconda- un simbol al unui condensator cu un semn de autoreglare neliniar și litera latină U (Fig. 62, o).

Denumirea condensatoarelor termice utilizate în electronică ceas de mână. Factorul care modifică capacitatea unui astfel de condensator - temperatura mediului - este notat cu simbolul t ° (Fig. 62, b).

Literatură:
V.V. Frolov, Limba circuitelor radio, Moscova, 1998