Čo je kondenzátor? Ako to funguje? Kto vynašiel prvý kondenzátor na svete? - dnes tieto otázky podrobne odhalíme. Čo je teda toto zariadenie. Mnohí zo školy si to pamätajú kondenzátor - toto zariadenie je určené na akumuláciu a prenos náboja. Skladá sa z dvoch kovových dosiek, medzi ktorými je dielektrická vrstva.
  História tohto zariadenia sa začala v roku 1745, keď nemecký fyzik Ewald Jürgen von Kleist a holandský fyzik Peter van Muschenbruck náhodne vytvorili nádobu Leyden. Potom sa stala prvým kondenzátorom na svete. Najdôležitejšou vecou v kondenzátore je jeho kapacita a menovité napätie.
  Kapacita - to je schopnosť kondenzátora akumulovať elektrický náboj. Kapacita sa meria vo Farade (F). Najčastejšie hodnoty vo výpočtoch sú:

• pikofarad (10-12);
• nanofarad (10-9);
• mikrofarad (10 -6).

Uvediem príklad: kapacita našej planéty Zem je 710 uF. Aby sme dostali 1 Farada, je potrebný dirigent, ktorého potenciál sa zvýši o 1B, keď sa na neho prenesie náboj 1 Coulomb. tj je zrejmé, že 1 Farad je veľmi veľká kapacita, takže pri výpočte alebo projektovaní sa často používajú malé hodnoty (pcf, nF, μF). Mimochodom, tu je trochu cheat sheet: 1µF = 1000nF = 1000000pcF. Kondenzátory sa nachádzajú takmer vo všetkých elektrických zariadeniach: zariadenia, počítače,   , v kartách atď.
  A vedieť, že kapacita sa zvyšuje s plochou dosiek a znižuje sa so vzdialenosťou medzi nimi. Zdá sa, že všetko je s kapacitou jasné, teraz prejdeme k menovitému napätiu.

toto napätie, nad ktorým dochádza k dielektrickému poškodeniu.
Následkom toho sa prevádzka zariadenia zastaví, pretože pri dielektrickom poruche závisí menovité napätie ako na dielektriku samotnom (materiál), tak aj na vzdialenosti medzi doskami. Je tiež potrebné vedieť, že menovité napätie musí byť aspoň dvakrát vyššie ako napätie, ktoré naň bude pôsobiť počas prevádzky. Inými slovami, ak je napájací zdroj dimenzovaný na 12V, menovité napätie kondenzátora by nemalo byť menšie ako 12 * 2 = 24V. S menovitým napätím dúfam, že všetko je jasné, ideme ďalej.
  Čo si myslíte, čo určuje čas nabíjania a vybíjania samotného kondenzátora? Pravdepodobne ste už odhadli, že z kapacity a všeobecnej odolnosti reťazca. To znamená, že čím väčšia je kapacita a odpor, tým viac času trvá na nabitie. Koniec koncov, ak je kapacita veľká, tak množstvo poplatku, ktorý sa má do nej vložiť, bude viac, a preto bude aj čas na nabíjanie a vybíjanie väčší. Je to ako s    Odpor znižuje prúd a ak je prúd malý, bude trvať dlhšie, kým sa nabije.
  V reálnom živote musíte mať na pamäti, že existuje tzv zvodový prúd , Nie veľa ľudí vie, že dielektrikum stále prechádza malým prúdom medzi platňami. A ak to zmešká, potom časom to vedie k strate počiatočného poplatku. tj ak je kondenzátor úplne nabitý, potom sa po určitom čase zníži jeho nabitie a zníži sa až do ďalšieho pripojenia k sieti.

Typy kondenzátorov

Preskúmali sme hlavné charakteristiky a zistili, čo určuje čas nabíjania a vybíjania a ako ovplyvňuje zvodový prúd náboj kondenzátora. Všetky kondenzátory sa líšia veľkosťou a vnútornými vlastnosťami. Preto je lepšie poznať typy kondenzátorov, je to užitočné v rádiovej technike, elektronike ... Vľavo je krátke označenie (BM, CD, BMT, atď.) A vpravo je jeho dešifrovanie:

BM - papier malý

BMT - papier s malými rozmermi

CD - keramický disk

KLS - keramický odliatok

KM - keramický monolit

KPK-M - vyžínacia keramika malá

CSR - sľuda lisovaná

CT - keramická trubica

MBG - zapečatený kovový papier

MBGO - jednovrstvový papier s kovovým papierom

MBGT - tepelne odolná kov a papier

MBGP - kovový papier, utesnený, jednovrstvový

MBM - kovový papier malý

PM - polystyrén malej veľkosti

ON - otvorený film

PSO - otvorené fólie

Polarizované a nepolarizované kondenzátory

Po dôkladnej kontrole prípadu môžete vidieť označenie na póloch "+" a "-". Kondenzátory, ktoré majú takéto označenia, sa nazývajú polarizovaťa tých, ktorí ich nemajú - nepolyarizirovannye, Tieto symboly sa musia brať do úvahy (plus až plus, min až mínus), v opačnom prípade kondenzátor zlyhá, ak je pripojenie nesprávne. Toto označenie však nie je dostupné pre všetky zariadenia. Napríklad tie zariadenia s kapacitanciou vyššou ako 0,5 μF sú polarizované a nelarizované zahŕňajú keramické disky a iné kondenzátory kondenzátorov.

Hlavným prvkom straty je dielektrikum, S rastúcou frekvenciou, vlhkosťou prostredia alebo    straty. Napríklad, keď sa teplota zmení, vzdialenosť medzi doskami tiež mení vlastnosti kondenzátora. Minimálne straty sú tie zariadenia, ktorých dielektrikum je vyrobené z vysokofrekvenčnej keramiky, ako aj papierové a feroelektrické dielektriká.
  V závislosti od konštrukcie a dielektrických kondenzátorov sú charakteristické rôzne teplotný koeficient kapacity  (TKE). Ukazuje relatívnu zmenu kapacity pri zmene teploty o 1 ° C. Okrem toho teplotný koeficient kapacity môže byť kladný aj záporný. Podľa hodnoty a znaku TKE sú všetky kondenzátory rozdelené do skupín, ktorým sú priradené označenia písmen a farby karosérie.
  Pri výmene poškodeného kondenzátora sa musia zohľadniť straty.

Po prečítaní tohto textu ste sa dozvedeli, čo je kondenzátor a ako sa charakterizuje. Ďakujem za pozornosť)))

Dĺžka a vzdialenosť Hmotnosť Meranie objemu sypkých potravín a potravinárskych výrobkov Plocha Objem a merné jednotky v kulinárskych receptoch Teplota Tlak, mechanické namáhanie, Youngov modul Energia a práca Sila sily Čas Lineárna rýchlosť Plochý uhol Tepelná účinnosť a palivová účinnosť Čísla Jednotky merania informácií Informácie Výmenné kurzy Veľkosti dámske oblečenie a obuv Pánske oblečenie a obuv rozmery Uhlová rýchlosť a rýchlosť otáčania Zrýchlenie Uhol zrýchlenia Hustota Špecifický objem Moment zotrvačnosti Momen tony sily Krútiaci moment Špecifické teplo spaľovania (podľa hmotnosti) Hustota energie a špecifické teplo spaľovania paliva (podľa objemu) Teplotný rozdiel Teplotný rozťažný koeficient Tepelný odpor Špecifická tepelná vodivosť Špecifická tepelná kapacita Energetická expozícia, výkon tepelného žiarenia Hustota tepelného toku Koeficient prestupu tepla Objemový prietok Hmotnostný prietok Molový prietok Hustota hmotnostného toku Molová koncentrácia Hmotnostná koncentrácia v roztoku Dynamická (absolútna) viskozita Kinematická Vysoká viskozita Povrchové napätie Priepustnosť výparov Priepustnosť pár, rýchlosť prenosu pary Hladina zvuku Citlivosť mikrofónu Hladina akustického tlaku (SPL) Jas Intenzita svetla Intenzita osvetlenia Rozlíšenie v počítačovej grafike Frekvencia a vlnová dĺžka Optický výkon v dioptriách a ohniskovej vzdialenosti Optický výkon v dioptriách a zväčšenie objektívu (×) Elektrický výkon náboj Lineárna hustota náboja Hustota povrchového náboja Hustota hustého náboja Elektrický prúd Hustota lineárneho prúdu Povrchová hustota prúdu Intenzita elektrického poľa Elektrostatický potenciál a napätie Elektrický odpor Elektrický odpor Elektrická vodivosť Elektrická vodivosť Elektrická kapacitancia Induktancia Americký merač drôtu Úrovne v dBm (dBm alebo dBm), dBV (dBV), watty atď. Jednotky Magneticko-hnacia sila Magnetická sila Magnetická sila Magnetický indukcia Absorbovaná dávka dávky ionizujúceho žiarenia Rádioaktivita. Rádioaktívny rozklad Radiačné žiarenie. Expozičná dávka Žiarenie. Absorbovaná dávka Desatinné prefixy Prenos dát Typografia a spracovanie obrazu Jednotky výpočtu objemu dreva Výpočet molárnej hmotnosti Periodický systém chemických prvkov DI Mendeleeva

1 farad [F] = 1 000 000 mikrofarad [μF]

referenčná hodnota

Prepočítaná hodnota

farad exafarad petafarad terafarad gigafarad megafarad kilo farad hectofarad defararad decifarad centipharad millifarad microfarad nanofarad picofarad femto farad atto farad pendant per volt abfarad cfmd mdfdmd mfmd mfmad mfarad microfarad nimfarad picofarad femtofarad atto farad pendant per volt

Metrický systém a SI

Viac o elektrickej kapacite

Všeobecné informácie

Kapacitancia je veličina, ktorá charakterizuje schopnosť vodiča akumulovať náboj rovnajúci sa pomeru elektrického náboja k potenciálnemu rozdielu medzi vodičmi:

C = Q / ∆φ

tu Q  - elektrický náboj meraný v príveskoch (C), \\ t   - rozdiel potenciálu, meraný vo voltoch (V).

V systéme SI sa meria elektrická intenzita vo farad (F). Táto jednotka je pomenovaná po anglickom fyzikovi Michaelovi Faradayovi.

Farad je veľmi veľká kapacita pre izolovaný vodič. Solitárna kovová guľa s polomerom 13 slnečných polomerov by teda mala kapacitu 1 farad. Kapacita kovovej gule veľkosti Zeme by bola okolo 710 mikrofarád (uF).

Keďže 1 farad je veľmi veľká kapacita, používajú sa menšie hodnoty, ako napríklad: microfarad (uF), ktorý sa rovná jednej milióntine farad; nanofarad (nF), rovný jednej miliardtine; picofarad (pf), čo sa rovná jednému triliónovému farad.

V systéme CGSE je hlavnou jednotkou kapacity centimeter (cm). Kapacita 1 cm je elektrická kapacita gule s polomerom 1 centimeter umiestnená vo vákuu. CGSE je pokročilý CGS systém pre elektrodynamiku, to znamená systém jednotiek, v ktorých sú centimetre, gramy a sekundy brané ako základné jednotky pre výpočet dĺžky, hmotnosti a času. V rozšírenom GHS, vrátane CGSE, sú niektoré fyzikálne konštanty brané ako jednotka na zjednodušenie vzorcov a uľahčenie výpočtov.

Využitie kapacity

Kondenzátory - zariadenia na akumuláciu náboja v elektronických zariadeniach

Pojem elektrická kapacitancia sa vzťahuje nielen na vodič, ale aj na kondenzátor. Kondenzátor je systém dvoch vodičov oddelených dielektrikom alebo vákuom. V najjednoduchšom uskutočnení sa konštrukcia kondenzátora skladá z dvoch elektród vo forme dosiek (dosiek). Kondenzátor (z panciera. Kondenzát - „kondenzovať“, „zahusťovať“) je dvojelektródové zariadenie na akumuláciu náboja a energie elektromagnetického poľa, v najjednoduchšom prípade pozostáva z dvoch vodičov oddelených určitým druhom izolátora. Napríklad, niekedy rádioamatéri, v neprítomnosti hotových dielov, robia oddeľovacie kondenzátory pre svoje obvody z lakovaných drôtov rôznych priemerov, zatiaľ čo tenší drôt je navinutý na tenší. Nastavením počtu otáčok rádioamatéri zladia obvod zariadenia na požadovanú frekvenciu. Príklady obrazu kondenzátorov na elektrických obvodoch sú znázornené na obrázku.

Historické pozadie

Len pred 275 rokmi boli známe princípy vytvárania kondenzátorov. Preto v roku 1745 nemecký fyzik Ewald Jürgen von Kleist a holandský fyzik Peter van Muschenbruck vytvorili prvý kondenzátor, „Leyden jar“, v Leidene, kde steny sklenenej nádoby boli dielektrické a dosky experimentátora, ktorý držal nádobu, slúžili ako dosky. Takáto „banka“ umožnila akumulovať náboj rádu mikropripojenia (μC). Potom, čo bol vynájdený, experimenty a verejné vystúpenia boli často vykonávané s ním. Na tento účel bola banka najskôr nabitá statickou elektrinou, ktorá ju trením. Potom sa jeden z účastníkov dotkol plechovky rukou a dostal malý elektrický šok. Je známe, že 700 parížskych mníchov, ktorí sa držali za ruky, vykonali Leidenov experiment. V tom momente, keď sa prvý mních dotkol hlavy nádoby, všetkých 700 mníchov zmiešaných jedným kŕčom vykríkol hororom.

„Leyden Bank“ prišla do Ruska vďaka ruskému cárovi Petrovi I., ktorý sa počas svojich ciest v Európe stretol s Mushenbruckom a dozvedel sa viac o experimentoch s „Leyden Bank“. Peter I založil Akadémiu vied v Rusku a objednal rôzne zariadenia pre Akadémiu vied Mushenbrucku.

V budúcnosti sa kondenzátory zlepšili a zmenšili a ich kapacita - viac. Kondenzátory sú široko používané v elektronike. Napríklad kondenzátor a induktor tvoria oscilačný obvod, ktorý môže byť použitý na ladenie prijímača na požadovanú frekvenciu.

Existuje niekoľko typov kondenzátorov, ktoré sa líšia konštantnou alebo premenlivou kapacitou a dielektrickým materiálom.

Príklady kondenzátorov

Priemysel vyrába veľké množstvo typov kondenzátorov pre rôzne účely, ale ich hlavnými vlastnosťami sú kapacita a prevádzkové napätie.

Typické hodnoty kapacita  Kondenzátory sa líšia od pikofaradových jednotiek až po stovky mikrofarád, s výnimkou ionistorov, ktoré majú mierne odlišný charakter tvorby kapacity - vďaka dvojitej vrstve na elektródach - v tomto sú podobné elektrochemickým batériám. Superkondenzátory na báze nanotrubíc majú extrémne vyvinutý povrch elektród. Pre tieto typy kondenzátorov sú typické hodnoty kapacity desiatky farad a v niektorých prípadoch sú schopné nahradiť bežné elektrochemické batérie ako zdroje prúdu.

Druhým najdôležitejším parametrom kondenzátora je jeho prevádzkové napätie, Prekročenie tohto parametra môže viesť k zlyhaniu kondenzátora, preto pri budovaní reálnych obvodov je bežné použitie kondenzátorov s dvojnásobnou hodnotou prevádzkového napätia.

Na zvýšenie hodnoty kapacity alebo prevádzkového napätia použite metódu kombinovania kondenzátorov do batérií. Keď sú dva kondenzátory rovnakého typu zapojené do série, prevádzkové napätie sa zdvojnásobí a celková kapacita je polovičná. Pri paralelnom pripojení dvoch kondenzátorov rovnakého typu zostáva prevádzkové napätie rovnaké a celková kapacita je dvojnásobná.

Tretí najdôležitejší parameter kondenzátora je teplotný koeficient zmeny kapacity (TKE), Poskytuje predstavu o zmene kapacity pri meniacej sa teplote.

V závislosti od účelu použitia sú kondenzátory rozdelené na univerzálne kondenzátory, pričom požiadavky, pre ktoré parametre sú nekritické, a špeciálne kondenzátory (vysokonapäťové, presné a s rôznymi TKE).

Označenie kondenzátora

Podobne ako rezistory, v závislosti od rozmerov výrobku, môže byť použitý úplný štítok označujúci menovitý výkon, triedu odchýlky a prevádzkové napätie. Pre malé verzie kondenzátorov použite kódové označenie troch alebo štyroch čísel, zmiešané alfanumerické označenie a farebné označenie.

Zodpovedajúce tabuľky prepočtu značiek pri menovitom, prevádzkovom napätí a TKE možno nájsť na internete, ale najúčinnejšou a najpraktickejšou metódou na kontrolu nominálnej a funkčnosti prvku reálneho obvodu zostáva priame meranie parametrov spájkovaného kondenzátora pomocou multimetra.

varovanie:  Pretože kondenzátory môžu akumulovať veľký náboj pri veľmi vysokom napätí, aby sa zabránilo elektrickému šoku, je potrebné vybiť kondenzátor pred meraním parametrov kondenzátora, skrátiť jeho svorky drôtom s vysokou odolnosťou voči vonkajšej izolácii. Najlepšie sa hodí pre toto štandardné meracie zariadenie.

Oxidové kondenzátory:  Tento typ kondenzátora má veľkú špecifickú kapacitu, to znamená kapacitu na jednotku hmotnosti kondenzátora. Jedna doska takýchto kondenzátorov je obvykle hliníkový pásik potiahnutý vrstvou oxidu hlinitého. Druhá doska je elektrolyt. Pretože oxidové kondenzátory majú polaritu, je zásadne dôležité zahrnúť takýto kondenzátor do obvodu presne v súlade s polaritou napätia.

Pevné kondenzátory:  namiesto tradičného elektrolytu používajú ako podšívku polymér s organickým prúdom alebo polovodič.

Variabilné kondenzátory:  kapacitancia môže byť zmenená mechanicky, elektrickým napätím alebo teplotou.

Filmové kondenzátory:  Kapacitný rozsah tohto typu kondenzátora je od asi 5 pF do 100 μF.

Existujú aj iné typy kondenzátorov.

ionistory

V súčasnej dobe, ionistors získavajú na popularite. Ionistor (superkondenzátor) je hybrid kondenzátora a zdroja chemického prúdu, ktorého náboj sa akumuluje na rozhraní medzi dvoma médiami, elektródou a elektrolytom. Začiatok vzniku ionistorov bol položený v roku 1957, kedy bol patentovaný kondenzátor s dvojitou elektrickou vrstvou na poréznych uhlíkových elektródach. Dvojitá vrstva, ako aj porézny materiál pomohli zvýšiť kapacitu takého kondenzátora zvýšením povrchovej plochy. Táto technológia bola v budúcnosti doplnená a vylepšená. Ionistory vstúpili na trh začiatkom osemdesiatych rokov minulého storočia.

S príchodom ionistorov bolo možné ich použiť v elektrických obvodoch ako zdroje napätia. Takéto superkondenzátory majú dlhú životnosť, nízku hmotnosť, vysokú rýchlosť nabíjania. V budúcnosti môže tento typ kondenzátora nahradiť bežné batérie. Hlavnými nevýhodami ionistorov sú ich špecifická energia, ktorá je nižšia ako energia elektrochemických batérií (nízka spotreba energie na jednotku hmotnosti), nízke prevádzkové napätie a výrazné samovybíjanie.

Ionistory sa používajú vo vozidlách Formule 1. V systémoch rekuperácie energie sa počas spomaľovania generuje elektrická energia, ktorá sa akumuluje v zotrvačníku, batériách alebo ionistoroch na ďalšie použitie.

V spotrebnej elektronike sa ionistory používajú na stabilizáciu hlavného napájacieho zdroja a ako záložný zdroj energie pre zariadenia, ako sú prehrávače, baterky, merače s automatickým napájaním a iné zariadenia s batériovým napájaním a rôznou záťažou, ktoré poskytujú energiu počas zvýšeného zaťaženia.

Vo verejnej doprave je používanie ionistorov obzvlášť sľubné pre trolejbusy, pretože je možné realizovať autonómny priebeh a zvýšiť manévrovateľnosť; V niektorých autobusoch a elektrických vozidlách sa používajú aj ionistory.

Elektromobily v súčasnosti vyrábajú mnohé spoločnosti, napríklad: General Motors, Nissan, Tesla Motors, Toronto Electric. Univerzita v Toronte v spolupráci s Toronto Electric vyvinula plne kanadské elektrické vozidlo A2B. Využíva ionistory spolu s chemickými zdrojmi energie, tzv. Motory tohto vozidla sú poháňané batériami s hmotnosťou 380 kg. Tiež na dobíjanie pomocou solárnych panelov inštalovaných na streche elektrického vozidla.

Kapacitné dotykové obrazovky

V moderných zariadeniach sa stále viac používajú dotykové obrazovky, ktoré vám umožňujú ovládať zariadenia dotykom na panely s indikátormi alebo obrazovkami. Dotykové obrazovky prichádzajú v rôznych typoch: odporové, kapacitné a iné. Môžu reagovať na jeden alebo viac súčasných dotykov. Princíp činnosti kapacitných obrazoviek je založený na skutočnosti, že predmet veľkej kapacity vedie striedavý prúd. V tomto prípade je subjektom ľudské telo.

Povrchové kapacity

Povrchová kapacitná dotyková obrazovka je teda sklenená doska potiahnutá transparentným odporovým materiálom. Ako odporový materiál sa zvyčajne používa s vysokou transparentnosťou a nízkou povrchovou odolnosťou zliatiny oxidu india a oxidu cínu. Elektródy napájajúce malé striedavé napätie do vodivej vrstvy sú umiestnené v rohoch obrazovky. Keď sa prstom dotknete tejto obrazovky, objaví sa zvodový prúd, ktorý snímače snímajú v štyroch rohoch a prenášajú do regulátora, ktorý určuje súradnice dotykového bodu.

Výhodou takýchto obrazoviek je trvanlivosť (približne 6,5 roka lisovania s intervalom jednej sekundy alebo približne 200 miliónov kliknutí). Majú vysokú transparentnosť (asi 90%). Vďaka týmto výhodám, kapacitné obrazovky od roku 2009 sa aktívne začali premiestňovať odporové obrazovky.

Nedostatok kapacitných obrazoviek spočíva v tom, že pri nízkych teplotách nepracujú dobre, existujú problémy s používaním takýchto obrazoviek v rukaviciach. Ak je vodivý povlak umiestnený na vonkajšom povrchu, potom je obrazovka veľmi zraniteľná, takže kapacitné obrazovky sa používajú len v tých zariadeniach, ktoré sú chránené pred poveternostnými podmienkami.

Premietacie kapacitné obrazovky

Okrem povrchovo-kapacitných obrazoviek sú tu aj projekčné kapacitné sitá. Ich rozdiel spočíva v tom, že mriežka elektród sa aplikuje na vnútornú stranu obrazovky. Elektróda, ktorej sa dotýkajú, spolu s ľudským telom tvorí kondenzátor. Vďaka mriežke môžete získať presné súradnice dotyku. Projekčná kapacitná obrazovka reaguje na dotyk tenkými rukavicami.

Projekčne kapacitné obrazovky majú tiež vysokú transparentnosť (asi 90%). Sú odolné a dostatočne pevné, preto sú široko používané nielen v osobnej elektronike, ale aj v automatických zariadeniach, vrátane tých, ktoré sú inštalované na ulici.

Máte problémy s prevodom jednotiek merania z jedného jazyka do druhého? Kolegovia sú pripravení vám pomôcť. Položte otázku na adresu TCTerms  a počas niekoľkých minút dostanete odpoveď.

V prvej aproximácii sú kondenzátory (obr. 1.8) rezistory závislé od frekvencie.

Umožňujú vytvoriť napríklad frekvenčne závislé deliče napätia. Na vyriešenie niektorých problémov (posunovanie, spájanie obvodov) sa nevyžaduje veľa poznatkov o kondenzáte, iné úlohy (stavebné filtre, rezonančné obvody, skladovanie energie) si vyžadujú hlbšie znalosti. Kondenzátory napríklad nevypúšťajú energiu, hoci cez ne prúdi prúd - faktom je, že prúd a napätie na kondenzátore sú vo fáze posunuté o 90 °.

Kondenzátor je zariadenie, ktoré má dve svorky a má nasledujúce vlastnosti:

Kondenzátor, ktorý má kapacitanciu C farad, na ktorú je aplikované napätie Uvolt, akumuluje náboj q prívesok.

Rozlišujeme výraz pre-Q, dostávame

(6)

Takže kondenzátor je komplexnejší prvok ako odpor; Prúd je úmerný nielen napätiu, ale aj rýchlosti zmeny napätia. Ak sa napätie na kondenzátore s kapacitanciou 1 F zmení o 1 V v priebehu 1 s, potom dostaneme prúd 1 A. A naopak, prúd prúdu 1 A cez kondenzátor 1 F spôsobí zmenu napätia 1 V za 1 s. Kapacitancia rovná jednej farad je veľmi veľká, a preto je pravdepodobnejšie, že sa bude zaoberať mikrofaradami (μF) alebo pikofarádami (pF). (Aby sa zmätili nezasvätení, obvodové schémy niekedy vynechajú zápis jednotiek merania. Musia sa uhádnuť z kontextu.) Napríklad, ak použijete prúd 1 mA na kondenzátor 1 μF, napätie sa zvýši o 1000 V za sekundu. Trvanie 10 ms spôsobí zvýšenie napätia na kondenzátore o 10 V (obr. 1.9).

Priemysel vyrába kondenzátory rôznych tvarov a veľkostí; po chvíli sa zoznámite s najčastejšími členmi tejto obrovskej rodiny. Najjednoduchší kondenzátor sa skladá z dvoch vodičov umiestnených v krátkej vzdialenosti od seba (ale nie sú vo vzájomnom kontakte); Tieto najjednoduchšie kondenzátory majú presne tento dizajn. Na získanie veľkej kapacity potrebujeme väčšiu plochu a menšiu medzeru medzi vodičmi; obvykle jeden z vodičov je pokrytý tenkou vrstvou izolačného materiálu (nazývanou dielektrikum), pre takéto kondenzátory je možné použiť napríklad hliníkový (potiahnutý hliníkovým) mylarovým filmom. Tieto typy kondenzátorov sú rozšírené: keramické, elektrolytické (vyrobené z kovovej fólie) soxidový film ako izolátor), sľuda (vyrobená z metalizovanej sľudy). Každý typ kondenzátora má svoje vlastné vlastnosti. Všeobecne možno povedať, že keramické a Mylarove kondenzátory sú vhodné pre nekritické obvody; v schémach, kde sa vyžaduje vysoká kapacita, sa používajú tantalové kondenzátory a na filtrovanie v napájacích zdrojoch sa používajú elektrolytické kondenzátory.

Paralelné a sériové pripojenie kondenzátora

Kapacita niekoľkých paralelne pripojených kondenzátorov sa rovná súčtu ich kondenzátorov. Toto je jednoduché overiť: potom pripojte napätie na paralelné pripojenie

(8)

Pre sériové pripojenie kondenzátorov máme rovnaký výraz ako pre paralelné pripojenie odporov:

(9)

V konkrétnom prípade dvoch kondenzátorov

(10)

§ 1.5. Zmeny v čase napätia a prúdu

Rc obvod

Na analýzu striedavých obvodov (alebo všeobecne obvodov pracujúcich s premenlivými napätiami a prúdmi) sa môžu použiť dva typy charakteristík. Za prvé je možné uvažovať o zmenách napätia. U  a aktuálne ja  časom, a po druhé, zmena amplitúdy so zmenou frekvencie signálu. Tieto aj iné vlastnosti majú svoje výhody a v každom praktickom prípade je potrebné vybrať tie najvhodnejšie. Začneme štúdium AC obvodov s časovými závislosťami a potom prejdeme na frekvenčné charakteristiky.

Aké sú vlastnosti obvodov, ktoré zahŕňajú kondenzátory? Ak chcete odpovedať na túto otázku, zvážte najjednoduchšie RC okruh(obr. 1.10).

Použili sme predtým získaný výraz pre kapacitu:

Tento výraz je diferenciálna rovnica, ktorej riešením je

(12)

Z toho vyplýva, že ak je nabitý kondenzátor pripojený k odporu, bude vybíjať, ako je znázornené na obr. 1.11.

Časová konštanta

RC práca sa nazýva časová konštantareťazec. ak Rmerané v ohmoch a C vo faradas, RC produkt bude meraný v sekundách. Pre 1 μF kondenzátor pripojený k odporu 1 kΩ je časová konštanta 1 ms; ak bol kondenzátor prednastavený a jeho napätie je 1 V, potom pri pripojení odporu sa v obvode objaví prúd 1 mA. Na obr. 1.12 ukazuje mierne odlišnú schému.

Obr. 1.12. Obr. 1.13.

V čase t = 0 je obvod pripojený k akumulátoru. Rovnica opisujúca činnosť takejto schémy je nasledovná: \\ t

a má riešenie

(14)

Nenechajte sa vystrašiť, ak nechápete, ako sa vykonáva matematická transformácia. Je dôležité si zapamätať dosiahnutý výsledok. V budúcnosti ho budeme opakovane používať bez použitia matematických výpočtov. Konštantná hodnota sa určí z počiatočných podmienok (obr. 1.13): U = 0 at t = 0,odkiaľ A = -U va U = U in (1 - e - t / RC).

vyrovnanie

Pod podmienkou t \u003e\u003e RC napätie U dosiahne hodnotu U   Rin.(Odporúčame vám zapamätať si dobré praktické pravidlo, nazývané pravidlo päť RC. Hovorí: v čase rovnajúcom sa päť časovým konštantám je kondenzátor nabitý alebo vybitý o 99%). Ak potom zmeníte vstupné napätie U   rin  (napr. na nulu), potom sa napätie na kondenzátore U zníži , s cieľom dosiahnuť novú hodnotu exponenciálnym právom e - t / RC.

Rozlišovacie obvody

Zvážte schému znázornenú na obr. 1.14. Napätie kondenzátora Cje U in-U,teda

Ak je odpor a kondenzátor zvolený tak, aby odpor R a kapacitancia Cboli dosť malé a podmienka dU / dt bola splnená <