Сайт установщиков

Конденсаторы

Суббота, 15 Декабрь 2012 19:33

Конденсатор

 
Рисунок 22. Конденсаторы различных типов и марок
 
Рисунок 23. Условное обозначение конденсатора
 
 
Само название «конденсатор» означает «накопитель».
 
Что он накапливает? Конденсатор накапливает электрический заряд и хранит в себе некоторое время время (до нескольких десятков часов). В этом отношении конденсатор можно сравнить с аккумулятором — тот также сперва собирает заряд, а потом отдает его по мере надобности.
Рисунок 24. Заряд и разряд конденсатора
 
В аккумуляторе накопление энергии происходит за счет сложных химических реакций, а в конденсаторе ничего подобного нет. В прямом смысле, лучший конденсатор — это токопроводящие пластины в вакууме. Но поскольку добиться идеальной пустоты (вакуума) сложно, самым простым конденсатором является устройство, состоящее из двух металлических пластин и воздушного промежутка между ними. Если пластины подключить к источнику питания, конденсатор накопит заряд. Затем, если вместо источника подсоединить, например, электрическую лампу, то она какое-то время будет светиться за счет запасенного в конденсаторе электричества. В настоящее время вместо воздуха в конденсаторах используют твердые диэлектрики (вещества, не проводящие электрический ток).
Рисунок 25. Устройство конденсатора
 
Отметим одно из важных свойств конденсатора — он не пропускает через себя постоянный ток. Переменный ток условно способен проходить через конденсатор.
 
Почему так происходит? Попробуем разобраться.
 
При включении разряженного конденсатора в электрическую цепь постоянного тока, он сразу же начнет заряжаться. При этом в цепи потечет ток, носители заряда будут скапливаться на пластинах конденсатора. По мере заряда частицам на обкладках становится «тесно», количество частиц, дополнительно попадающих на обкладки, уменьшается. Следовательно, ток в цепи также уменьшается. Как только «все места» на обкладках будут «заняты», ток прекратится.
 
Этот процесс можно сравнить с заполнением пустого автобуса на конечной остановке — как только открываются двери, внутрь врывается толпа пассажиров. Когда все сидячие и стоячие (и висячие) места заполнятся, внутрь не проникнет больше ни один пассажир, хотя на остановке их еще осталось достаточно много. Так же и в нашей цепи — несмотря на то, что цепь подключена к источнику, тока в ней после заряда конденсатора не будет.
 
Рисунок 26. Конденсатор и постоянный ток
 
В рассматриваемой цепи течет переменный ток, меняющий направление. В процессе заряда конденсатора в определенный момент направление тока меняется и начинается разряд конденсатора, а затем — его заряд, но уже противоположной полярности. Такие колебания будут происходить до тех пор, пока в цепи будет работать источник переменного тока. Таким образом, в каждый момент времени в цепи с переменным током и конденсатором постоянно наблюдается движение электронов, то есть течет ток.
 
Рисунок 27. Конденсатор и переменный ток
 
Это свойство конденсатора позволяет использовать его, например, для отделения постоянной составляющей электрического тока от переменной.
 
Основная характеристика конденсатора — емкость. Как и в случае с любой другой емкостью (например, канистрой), емкость конденсатора можно представить в виде его «вместимости», то есть: чем больше эта емкость, тем больше энергии сможет запасти в себе конденсатор.
 
Измеряется емкость в Фарадах, однако один Фарад — это очень большая емкость, поэтому чаще используют производные величины.
 
 Единицы емкости:
  • 1 мкФ (один микрофарад, uF) = 0,000 001 Ф (одна миллионная фарада)
  • 1 нФ (один нанофарад, nF) = 0,001 мкФ (одна тысячная микрофарада)
  • 1 пФ (один пикофарад, pF) = 0,000 001 мкФ (одна миллионная микрофарада)
В автомобильной аудиотехнике применяются специальные конденсаторы с емкостью в единицы (до 15) фарад, позволяющие компенсировать провалы напряжения питания на большой громкости.
 
Конденсаторы бывают полярными и неполярными. Полярные требуют соблюдения полярности подключения: чтобы вывод, отмеченный плюсом, был подключен именно к плюсу, а не к минусу. Что произойдет, если этого не соблюсти? Конденсатор выйдет из строя. Причем конденсатор «заявит» об этом громким хлопком и разбрызгиванием своего содержимого во все стороны. Поэтому старайтесь соблюдать маркировку на корпусе конденсатора и печатной плате (на всех платах в местах установки полярных конденсаторов нанесена полярность его подключения).
 
Рисунок 28. Полярный конденсатор
 
Неполярный конденсатор избавлен от этого недостатка, его можно включать в цепь, не задумываясь о соблюдении полярности.
 
Рисунок 29. Неполярные конденсаторы
 
Но отказаться от полярных конденсаторов полностью невозможно, так как все конденсаторы большой емкости — исключительно полярные.
 
Второй важный параметр конденсатора — рабочее напряжение. Поскольку между обкладками (пластинами) конденсатора находится тонкий слой диэлектрика, то превышение указанного напряжения может привести к электрическому пробою (короткому замыканию) внутри конденсатора и выходу его из строя.
 
 Неправильно выбранное рабочее напряжение конденсатора приводит к выходу его из строя или даже взрыву!
 
Рисунок 30. Взорвавшийся конденсатор
 
При выборе номинального напряжения конденсатора следует делать некоторый запас, то есть для цепи 12 В подойдет конденсатор, на котором написано, например, 16 В. Для этой же цепи можно взять конденсатор и на 25 В, но он, как правило, дороже и крупнее
 
На полярных конденсаторах большой емкости (>10 000 мкФ), непосредственно на корпусе указываются напряжение и полярность подключения, на неполярных — как правило, только емкость.
 
Конденсаторы в электронике используются как составная часть электрических фильтров, резонансных контуров и разделительных элементов в усилительных каскадах. Вместе с сопротивлением они используются как времязадающая цепь в генераторах и таймерах.
 
При монтаже автомобильных охранных систем конденсатор может использоваться, например, как замедлитель срабатывания или отпускания реле, чтобы реализовать небольшую задержку срабатывания. Или при подключении цепей контроля запуска двигателя для отсеивания постоянной составляющей тока от переменной.
 
Рисунок 31. Схема-подсказка "Конденсатор"
  • Оцените материал
    2
Прочитано 3572 раз Последнее изменение Суббота, 19 Январь 2013 15:57

РАССКАЗАТЬ ДРУЗЬЯМ

Добавить комментарий

Авторизация через социальные сети:

         


Защитный код
Обновить