Где используется конденсатор: применение, виды и типы, для чего нужен, как работает, устройство

Применение конденсаторов

Конденсатор является одним из пассивных компонентов и хранит энергию в виде электрического заряда. Конденсатор заряжается и разряжается в зависимости от работы схемы. Он используется в основном в электронных и электрических схемах для выполнения различных задач, таких как сглаживание, фильтрация, обход, шумоподавление, сенсорные возможности и т. д.

Для одного устройства требуется конденсатор одного типа, а для другого устройства требуется конденсатор другого типа. т.е. один и тот же тип конденсатора не используется для всех устройств. Прежде всего нам нужно выбрать, какой тип конденсатора подходит для конкретного применения. Выбор типа конденсатора зависит от некоторых факторов. Факторы, влияющие на выбор типа конденсатора для конкретного применения, приведены ниже.

Диапазоны значений емкости: каждый тип конденсатора имеет определенное значение емкости. В зависимости от применения нам нужно выбрать требуемый диапазон конденсаторов.

Рабочее напряжение: некоторые типы конденсаторов имеют низкое рабочее напряжение, а некоторые типы конденсаторов имеют высокое рабочее напряжение. В зависимости от устройства нам нужно выбрать напряжение конденсатора.

Поляризация: танталовые и электролитические конденсаторы поляризованы и работают с напряжением в одном направлении. Таким образом, поляризация является одним из важных факторов при выборе конденсатора.

Допустимое отклонение: конденсаторы с близким допуском значения необходимы для таких устройств, как генераторы и фильтры, где значение конденсатора является критическим. Но в некоторых типах устройств, например устройства для передачи связи, значение конденсатора не имеет решающего значения.

Температурный коэффициент: значение емкости зависит от температуры в некоторых типах конденсаторов, а некоторые конденсаторы, например, слюдяные, керамические, стабильны при различных температурах. Таким образом, выбираем конденсатор в зависимости от применения.

Ток утечки: в некоторых устройствах требуется изоляция высокого уровня, но в некоторых устройствах она не нужна. Электролитические конденсаторы имеют плохие характеристики утечки. Ток утечки также является важным фактором при выборе конденсатора.

Стоимость: стоимость является основным управляющим параметром для всех устройств. Потому что каждый хочет иметь высокую производительность по низкой цене. На сегодняшний день, все высокопроизводительные конденсаторы доступны по низкой цене в корпусах для поверхностного монтажа.

Фильтр

Конденсаторы используются в качестве основных элементов в частотно-избирательных фильтрах. Все конструкции фильтров используются для высокопроизводительных и частотных устройств путем выбора соответствующих компонентов и требуемого качества. Некоторые из фильтров приведены ниже:

• Фильтр высоких частот (HPF)
• Фильтр нижних частот (LPF)
• Полосовой фильтр (BPF)
• Ленточный заграждающий фильтр (BSF)
• Режекторный фильтр (NF)
• Всепропускающий фильтр (ALF)
• Выравнивающий фильтр (EF)

Развязывающие/шунтирующие конденсаторы

Развязывающие конденсаторы используются в цифровой электронике для защиты микросхем от электрических помех в силовых сигналах. Основная роль развязывающих конденсаторов заключается в снижении шума в цепи. Эти конденсаторы расположены очень близко к микросхемам в цепях, чтобы убрать шум из окружающей среды. Эти конденсаторы также обеспечивают дополнительную энергию микросхемам, а также устраняют помехи в логическом сигнале.

Конденсаторы связи или блокировки

Конденсаторы связи или блокировки по постоянному току используются в устройствах, где необходимо разделить сигналы переменного и постоянного тока. Эти типы конденсаторов будут разрешать только сигналы переменного тока и блокировать сигналы постоянного тока. Здесь значение емкости конденсатора не повлияет на устройства связи. Но производительность этих конденсаторов высока в устройствах, если реактивное сопротивление конденсатора имеет высокое значение. Основное назначение этих конденсаторов — блокировать постоянный ток от сигнала. Эти типы конденсаторов используются для передачи сигналов переменного тока для соединения одной электронной схемы с другой схемой.

Снабберные конденсаторы

Снабберные конденсаторы используются в цепях с большой индуктивной нагрузкой. В цепях с высокой индуктивностью, таких как трансформаторы и двигатели, накопленная энергия внезапно разряжается. Из-за этого эффекта другие компоненты в цепи могут выйти из строя, а также в этих цепях возникают большие скачки мощности. Чтобы избежать этих проблем, мы используем конденсаторы на компонентах с высокой индуктивностью в цепях. Благодаря этому процессу конденсаторы предотвращают скачки напряжения, а также обеспечивают безопасность цепи.

В цепях малой мощности эти демпфирующие конденсаторы также используются для предотвращения скачков напряжения, которые возникают из-за нежелательных радиочастотных (РЧ) помех, влияющих на работу схемы, избежать проблем с автоматическим выключателем, обеспечивая равномерное распределение напряжения между этими компонентами.

Импульсные силовые конденсаторы

Как правило, конденсатор представляет собой небольшой компонент для хранения энергии. Большие конденсаторы и конденсаторные батареи используются там, где требуется много энергии за короткий промежуток времени. Конденсаторные батареи хранят много энергии для таких устройств, импульсные лазеры, радары, генераторы, рельсовые пушки. Обычное применение конденсаторов импульсной мощности используется во вспышке одноразовой фотокамеры, которая быстро заряжается и разряжается через вспышку.

Применение резонансных или настроенных цепей

Для проектирования фильтров используются конденсаторы, резисторы, а также катушки индуктивности. В этой конструкции используются некоторые комбинации компонентов для усиления сигналов резонансной частоты. Здесь сигналы малой мощности усиливаются до сигналов высокой мощности на резонансной частоте в виде настроенных фильтров или генераторов. Но при проектировании цепей резонансной частоты мы уделяем большое внимание комбинациям компонентов, поскольку некоторые из комбинаций могут повредить компоненты.

Применение емкостных датчиков

Емкостное зондирование — это метод обнаружения изменения значения емкости, изменения расстояния между пластинами, изменения диэлектрической проницаемости и изменения площади пластин конденсатора. Емкостное измерение — это метод, который в последнее время используется в передовых бытовых электронных схемах. Хотя емкостные датчики используются в различных устройствах измерения: положения, уровня жидкости, влажности, ускорения, контроль качества производства и т. д.

Безопасность конденсатора

Мы должны принять некоторые меры предосторожности в отношении конденсаторов. Конденсаторы — это накопительные устройства, которые накапливают электрическую энергию от малых до больших количеств. Благодаря этой высокой энергии мы можем наблюдать электрический заряд, даже если питание отключено. Иногда эти высокоэнергетические конденсаторы могут повредить компоненты схемы. Лучший способ избежать этих проблем — разрядить конденсаторы перед использованием в электрических цепях.

Если напряжение на поляризованных электролитических конденсаторах изменить на противоположное, то эти конденсаторы могут выйти из строя при работе цепи. Разрушение диэлектрического материала также приводит к выходу из строя конденсаторов, даже если они используются в устройствах с высоким напряжением и большой мощностью.

С Уважением, МониторБанк

Конденсатор: применение и виды

Содержание

• 1 Конденсатор – что такое?
• 2 Где применяются конденсаторы
• 3 Типы конденсаторов
• 4 Виды конденсаторов
• 5 Принцип работы конденсатора
• 6 Характеристики конденсатора
• 7 От чего зависит емкость
• 8 Свойства конденсатора
• 9 Видео

В магазинах электротехники конденсаторы чаще всего можно увидеть в виде цилиндра, внутри которого располагается множество лент из пластин и диэлектриков.

Конденсатор – что такое?

Конденсатор – это часть электрической цепи, состоящей из 2 электродов, которые способны накапливать, сосредотачивать или передавать ток другим устройствам. Конструктивно электроды представляют собой обкладки конденсатора, у которых заряды противоположны. Для того чтобы устройство работало, между пластинами размещен диэлектрик – элемент, не позволяющий двум пластинам соприкоснуться друг с другом.

Определение конденсатора произошло от латинского слова «condenso», что обозначает уплотнение, сосредоточение.

Конденсатор с обкладками

Элементы для пайки емкостей служат для транспортировки, измерения, перенаправления и передачи электроэнергии и сигналов.

Где применяются конденсаторы

Как подобрать конденсатор

Каждый начинающий радиолюбитель часто задается вопросом: для чего нужен конденсатор? Новички не понимают, зачем он нужен, и ошибочно считают, что он может полноценно заменить батарейку или блок питания.

В комплектацию всех радиоустройств входят конденсаторы, транзисторы и резисторы. Данные элементы составляют кастет платы или целый модуль в схемах со статичными значениями, что делает его базой для любого электроприбора, начиная от небольшого утюга и заканчивая промышленными приборами.

Модульный конденсатор

Применение конденсаторов чаще всего наблюдается в качестве:

1. Фильтрующего элемента для ВЧ и НЧ помех;
2. Нивелира резких скачков переменного тока, а так для статики и напряжения на конденсаторе;
3. Выравнивателя пульсаций напряжения.

Назначение конденсатора и его функции определяются целями использования:

1. Общего назначения. Это конденсатор, в конструкции которого присутствуют только низковольтные элементы, расположенные на небольших платах, например, таких приборах, как телевизионный пульт, радио, чайник и т.д.;
2. Высоковольтные. Конденсатор в цепи постоянного тока поддерживает производственные и технические системы, находящиеся под высоким напряжением;
3. Импульсные. Емкостный формирует резкий скачок напряжения и подает его на принимающую панель устройства;
4. Пусковые. Используются для пайки в тех устройствах, которые предназначены для запуска, включения/выключения приборов, например, пульт или блок управления;
5. Помехоподавляющие. Конденсатор в цепи переменного тока используется в спутниковом, телевизионном и военном оборудовании.

Типы конденсаторов

Устройство конденсатора определятся видом диэлектрика. Он бывает следующих типов:

1. Жидкий. Диэлектрик в жидком виде встречается нечасто, в основном, такой вид используется в промышленности или для радиоустройств;
2. Вакуумный. Диэлектрик в конденсаторе отсутствует, а вместо него расположены пластины в герметичном корпусе;
3. Газообразный. Основан на взаимодействии химических реакций и применяется для производства холодильного оборудования, производственных линий и установок;
4. Электролитический конденсатор. Принцип основан на взаимодействии металлического анода и электрода (катода). Оксидный слой анода является полупроводниковой частью, вследствие чего такой вид элемента схемы считается наиболее производительным;
5. Органический. Диэлектрик может быть бумажным, пленочным и т.д. Он не способен накапливать, а только лишь слегка нивелировать скачки напряжения;
6. Комбинированный. Сюда относятся металло-бумажные, бумажно-пленочные и т.д. Коэффициент полезного действия увеличивается, если в состав диэлектрика входит металлическая составляющая;
7. Неорганический. Выделяют наиболее распространенные: стеклянный и керамический. Их использование обуславливается долговечностью и прочностью;
8. Комбинированный неорганический. Стекло-пленочный, а также стекло-эмалевый, которые выделяются отличными нивелирующими свойствами.

Комбинированные конденсаторы

Виды конденсаторов

Конденсатор CBB61

Элементы радиоплаты различаются по типу изменения емкости:

1. Постоянные. Элементы поддерживают постоянную емкость напряжения до конца всего срока годности. Данный вид наиболее распространенный и универсальный, так как он подходит для того, чтобы сделать любой тип устройств;
2. Переменные. Обладают способностью к перемене объема емкости при использовании реостата, варикапы или при изменении температурного режима. Механический метод с помощью реостата предполагает впайку дополнительного элемента на плату, в то время как при использовании вариконды изменяется лишь объем поступающего напряжения;
3. Подстроечные. Являются наиболее гибким видом конденсатора, с помощью которого можно максимально быстро и эффективно увеличить пропускную способность системы при минимальных реконструкциях.

Принцип работы конденсатора

Конденсатор 2a104j

Рассмотрим, как работает конденсатор при подключении к источнику питания:

1. Накопление заряда. При подключении к сети ток направляется на электролиты;
2. Заряженные частицы распределяются на пластину, согласно своему заряду: отрицательные – на электроны, а положительные – на ионы;
3. Диэлектрик служит преградой между двумя пластинами и не дает частицам смешиваться.

Конденсатор с диэлектриком

Определение емкости конденсатора проводится путем расчета отношения заряда одного проводника к его потенциальной мощности.

Важно! Диэлектрик также способен снимать образовавшееся напряжение на конденсаторе в процессе работы устройства.

Характеристики конденсатора

Характеристики условно делятся на пункты:

1. Величина отклонения.
   В обязательном порядке каждый конденсатор перед тем, как попасть в магазин, проходит ряд тестов на производственной линии. После проведения испытаний каждой модели производитель указывает диапазон допустимых отклонений от исходного значения;
2. Величина напряжения. В основном используются элементы напряжением 12 или 220 Вольт, но также существуют и на 5, 50, 110, 380, 660, 1000 и более Вольт. Для того чтобы избежать перегорания конденсатора, пробоя диэлектрика, лучше всего приобретать элемент с запасом напряжения;
3. Допустимая температура. Данный параметр очень важен для мелких устройств, работающих от сети 220 Вольт. Как правило, чем больше напряжение, тем выше уровень допустимой температуры для работы. Температурные параметры измеряются с помощью электронного термометра;
4. Наличие постоянного или переменного тока. Пожалуй, один из важнейших параметров, так как от него полностью зависит производительность проектируемого оборудования;
5. Количество фаз. В зависимости от сложности устройства, можно использовать однофазные или трехфазные конденсаторы. Для подключения элемента напрямую достаточно однофазного, а если плата представляет собой «город», то рекомендуется использовать трехфазный, так как он более плавно распределяет нагрузку.

Емкостные конденсаторы

От чего зависит емкость

Емкость конденсатора зависит от типа диэлектрика и указывается на корпусе, измеряется в мкФ или uF. Варьируется в диапазоне от 0 до 9 999 пФ в пикофарадах, тогда как в микрофарадах – от 10 000 пФ до 9 999 мкФ. Эти характеристики прописаны в государственном стандарте ГОСТ 2.702.

Обратите внимание! Чем больше емкость электролитов, тем больше время зарядки, и тем больше заряда устройство сможет передать.

Чем больше величина нагрузки или мощность прибора, тем короче время разряда. При этом сопротивление играет немаловажную роль, так как от него зависит количество исходящего электропотока.

Главной частью конденсатора является диэлектрик. Он обладает следующим рядом характеристик, влияющих на мощность оборудования:

1. Сопротивление изоляции. Сюда относится как внутренняя, так и внешняя изоляция, сделанная из полимеров;
2. Максимальное напряжение. Диэлектрик определяет, какое напряжение конденсатор способен накапливать или передавать;
3. Величина потерь энергии. Зависит от конфигурации диэлектрика и его характеристик. Как правило, энергия рассеивается постепенно или резкими импульсами;
4. Уровень емкости. Для того чтобы конденсатор мог сохранять небольшое количество энергии непродолжительное время, необходимо, чтобы он поддерживал постоянный объем емкости. Чаще всего, он выходит из строя именно по причине невозможности пропускать заданный объем напряжения;

Полезно знать! Аббревиатура «АС», расположенная на корпусе элемента, обозначает переменное напряжение. Накопленное напряжение на конденсаторе невозможно использовать или передавать – его необходимо гасить.

Конденсатор минимальной емкости

Свойства конденсатора

Конденсатор выступает в роли:

1. Индуктивной катушки. Рассмотрим на примере обычной лампочки: она загорится, только если подключить ее напрямую к источнику переменного тока. Отсюда вытекает правило, что чем больше емкость, тем мощнее будет световой поток лампочки;
2. Накопителя заряда. Свойства позволяют ему быстро заряжаться и разряжаться, тем самым создавая сильнейший импульс с малым сопротивлением. Применяется для производства различных видов ускорителей, лазерных установок, электровспышек и т.д.;
3. Аккумулятора полученного заряда. Мощный элемент способен продолжительное время сохранять полученную порцию тока, при этом он может служить адаптером для других устройств. По сравнению с аккумуляторной батареей, конденсатор теряет часть заряда по истечению времени, а также не способен вместить большой объем электричества, например, для промышленных масштабов;
4. Зарядки электродвигателя. Подключение осуществляется через третий вывод (рабочее напряжение конденсатора на 380 или 220 Вольт). Благодаря новой технологии, стало возможным использование трехфазного двигателя (с поворотом фазы на 90 градусов), при использовании стандартной сети;
5. Устройства-компенсатора. Используется в промышленности для стабилизации реактивной энергии: часть поступающей мощности растворяется и на выходе из конденсатора корректируется под определенный объем.

Видео

Мультипекарь Redmond RMB-611

2172 ₽ Подробнее

Мультипекарь Redmond RMB-611

2172 ₽ Подробнее

Встраиваемые электрические духовые шкафы

Оцените статью:

Применение конденсаторов »Примечания по электронике

Особенно важно выбрать правильный конденсатор или любую конкретную схему — понимание основных требований для любого конкретного применения конденсатора или использования конденсатора обеспечит правильную работу схемы.

---

Учебное пособие по конденсаторам Включает:
Использование конденсаторов Типы конденсаторов Электролитический конденсатор Керамический конденсатор Керамика против электролита Танталовый конденсатор Пленочные конденсаторы Серебряный слюдяной конденсатор Суперконденсатор Конденсаторы для поверхностного монтажа Технические характеристики и параметры Как купить конденсаторы — советы и подсказки Коды и маркировка конденсаторов Таблица преобразования

---

Конденсаторы используются практически во всех областях электроники и выполняют множество различных задач. Хотя конденсаторы работают одинаково независимо от их применения или использования, существует несколько различных применений конденсаторов в электронных схемах.

Чтобы выбрать правильный тип конденсатора, необходимо иметь представление о конкретном применении конденсатора, чтобы его свойства можно было сопоставить с данным использованием, для которого он будет использоваться.

Каждая форма конденсатора имеет свои особенности, и это означает, что он будет хорошо работать в определенном месте схемы или приложения.

Выбор подходящего конденсатора для данного приложения — это часть процесса проектирования электронной схемы. Использование неправильного электронного компонента может легко привести к тому, что схема не будет работать.

Использование конденсаторов, применение и электронные схемы

Конденсаторы

можно использовать по-разному в различных электронных схемах. Хотя их принцип работы остается точно таким же, различные формы конденсаторов могут использоваться для обеспечения множества различных функций в электронной схеме.

Для различных электронных схем потребуются конденсаторы с определенными значениями, а также обладающие другими характеристиками, такими как допустимый ток, диапазон значений, точность значений, температурная стабильность и многие другие аспекты.

Некоторые из этих электронных компонентов будут доступны с разными номиналами, одни типы конденсаторов могут иметь большие диапазоны значений, другие — меньшие.

Другие конденсаторы могут иметь большой ток, другие — высокий уровень стабильности, а третьи — с очень низкими значениями температурного коэффициента.

Понимание различных способов использования конденсаторов помогает выбрать лучший тип конденсатора для данного приложения.

Выбирая правильный конденсатор для конкретного использования или приложения, можно добиться максимальной эффективности электронной схемы.

Конденсатор связи

В этом применении или использовании конденсатора электронный компонент позволяет только сигналам переменного тока проходить от одной части цепи к другой, блокируя любое статическое напряжение постоянного тока. Эта форма применения конденсатора часто требуется при соединении двух каскадов усилителя вместе.

Возможно, что постоянное напряжение постоянного тока будет присутствовать, скажем, на выходе одного каскада, а требуется только переменный сигнал, звуковая частота, радиочастота или что-то еще. Если бы постоянные составляющие сигнала на выходе первого каскада присутствовали на входе второго, то смещение и другие условия работы второго каскада изменились бы.

Транзисторная схема с входными и выходными конденсаторами связи

Даже при использовании операционных усилителей, схема которых рассчитана на обеспечение малых напряжений смещения, часто разумно использовать конденсаторы связи из-за высокого уровня усиления по постоянному току. Без разделительного конденсатора высокие уровни усиления по постоянному току могут привести к тому, что операционный усилитель перейдет в режим насыщения.

Для применения конденсаторов такого рода необходимо убедиться, что полное сопротивление конденсатора достаточно низкое. Обычно выходное сопротивление предыдущей схемы выше, чем у той, которой она управляет, за исключением конструкций радиочастотных цепей, но об этом позже. Это означает, что номинал конденсатора выбирается равным импедансу цепи, обычно входному импедансу второй цепи. Это дает падение отклика на 3 дБ на этой частоте.

Важные параметры для конденсаторов связи
Параметр	Примечания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Номинальное напряжение конденсатора должно быть выше пикового напряжения, которое может появиться на нем. Обычно конденсатор должен выбираться с номинальным напряжением, которое позволяет ему выдерживать напряжение шины питания с запасом для обеспечения надежности.
Значение емкости	Достаточно высокий, чтобы пропускать самые низкие частоты практически без затухания.
Допуск	Часто можно использовать конденсаторы с широким допуском, поскольку точное значение не имеет значения, но следует учитывать пределы допуска, чтобы обеспечить прохождение самых низких частот, даже когда конденсатор находится на самом низком уровне допуска.
Диэлектрик	Некоторые конденсаторы, например электролитические конденсаторы, имеют ограниченную частотную характеристику, часто только до частот около 100 кГц максимум. Это следует учитывать. Кроме того, для приложений с высоким импедансом не следует использовать электролитические конденсаторы, поскольку они имеют относительно высокий уровень утечки, что может компенсировать работу второй ступени. Электролитические конденсаторы также имеют широкий допуск, часто -50% и +80%.

Использование развязывающего конденсатора

В этом приложении конденсатор используется для удаления любых сигналов переменного тока, которые могут быть в точке смещения постоянного тока, шине питания или другом узле, который должен быть свободен от определенного переменного сигнала.

Как видно из названия этого конденсатора, он использовался для развязки узла от изменяющегося сигнала на нем.

Транзисторная схема с развязывающими конденсаторами линии и коллектора

В этой схеме есть два способа использования конденсатора для развязки. C3 используется для развязки любого сигнала, который может быть на шине напряжения. Этот тип конденсатора должен выдерживать напряжение питания, а также подавать и поглощать уровни тока, возникающие из-за помех на шине. Также во время отключения, когда питание отключено, от этого конденсатора может потребляться большой ток в зависимости от его номинала. Танталовые конденсаторы для этой позиции не подходят.

Развязка также обеспечивается комбинацией конденсатора и резистора C4, R5. Это гарантирует, что сигнал коллектора не просочится на сигнальную шину. Постоянная времени C4 и R5, как правило, является доминирующим фактором, и постоянная времени должна быть выбрана больше, чем ожидаемая самая низкая частота.

Тип развязки, используемый с C5, служит для хорошей изоляции этой конкретной ступени от любого шума на шине, а также для предотвращения помех от цепи, проходящей по шине питания. При выключении ток с конденсатора ограничивается резистором R5.

Важные параметры для использования развязывающего конденсатора
Параметр	Примечания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе. Обычно конденсатор способен выдерживать напряжение узла с некоторым запасом для обеспечения надежности.
Значение емкости	Достаточно высокий, чтобы пропускать самые низкие частоты практически без затухания. Иногда это может привести к тому, что требуются относительно большие значения. Однако необходимо учитывать используемые частоты. Для низких частот обычно требуются большие уровни емкости, и часто используются электролитические конденсаторы. Если это слаботочная цепь, как в случае C4, R5, в приведенной выше схеме схемы также может подойти танталовый конденсатор, но обычно он изолирован от шины основного напряжения через последовательный резистор, чтобы предотвратить слишком большой ток. как и в случае с С4. Для более высоких частот также могут подойти керамические конденсаторы.
Допуск	Часто можно использовать конденсаторы с широким допуском, поскольку точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Некоторые конденсаторы, такие как электролитические конденсаторы, имеют относительно низкий верхний предел частоты. Часто, чтобы преодолеть это, конденсатор, такой как керамический конденсатор с меньшей емкостью, может использоваться для обеспечения высокочастотной характеристики, в то время как электролитический конденсатор с большей емкостью используется для пропускания низкочастотных компонентов. Керамический или другой конденсатор с более низким номиналом по-прежнему имеет низкий импеданс на более высоких частотах, потому что реактивный импеданс обратно пропорционален частоте.

ВЧ связь и развязка

В радиочастотных конструкциях и схемах связь и развязка следуют тем же основным правилам, что и для обычных конденсаторов связи и развязки. Схемы, подобные показанной для стандартной связи и развязки, часто используются, и они работают в основном одинаково.

Однако при использовании конденсаторов для проектирования ВЧ-цепей необходимо учитывать их ВЧ-характеристики. Это может отличаться от производительности на более низких частотах.

Обычно электролитические конденсаторы не используются — их производительность падает с увеличением частоты, и они редко используются для приложений выше 100 кГц. Керамические конденсаторы особенно популярны, поскольку они обладают хорошими ВЧ-характеристиками, особенно конденсаторы MLCC для поверхностного монтажа.

Последовательная индуктивность, присутствующая во всех конденсаторах, в большей или меньшей степени дает о себе знать на некоторых частотах, образуя с емкостью резонансный контур.

Как правило, керамические конденсаторы имеют высокую собственную резонансную частоту, особенно конденсаторы для поверхностного монтажа, которые очень малы и не имеют выводов, создающих какую-либо индуктивность.

Некоторые другие типы конденсаторов могут использоваться в схемах ВЧ, но керамические конденсаторы наиболее широко используются в этом приложении.

Применение сглаживающих конденсаторов

Это фактически то же самое, что и развязывающий конденсатор, но описание сглаживающего конденсатора обычно используется в сочетании с цепями и системами электропитания.

Когда входящий электрический сигнал или линейный сигнал проходит через трансформатор и выпрямитель, результирующий сигнал не является гладким. Оно варьируется между нулем и пиковым напряжением. При непосредственном применении к электронной схеме это вряд ли сработает, поскольку это серия полусинусоидальных волн, варьирующихся от нуля до пикового напряжения, а вместо этого схемам требуется постоянное напряжение постоянного тока.

Чтобы преодолеть это, конденсатор используется для развязки или сглаживания выходного напряжения в этих схемах.

Схема выпрямителя со сглаживающим конденсатором

В этом случае конденсатор заряжается, когда пиковое напряжение превышает пиковое значение выходного напряжения, и обеспечивает заряд, когда напряжение выпрямителя падает ниже напряжения конденсатора.

При таком использовании конденсатора электронный компонент разъединяет шину и обеспечивает заряд там, где это необходимо.

Обычно требуются относительно большие значения емкости, чтобы обеспечить требуемый уровень тока. В результате наиболее широко используемой формой конденсатора для этого приложения является электролитический конденсатор, поскольку эти электронные компоненты часто способны обеспечивать более высокие уровни пульсаций тока.

Важные параметры для использования сглаживающих конденсаторов
Параметр	Примечания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Должно быть больше пикового напряжения на конденсаторе. Конденсатор должен выдерживать максимальное пиковое напряжение на шине с некоторым запасом для обеспечения надежности.
Значение емкости	Зависит от требуемого тока, но обычно может составлять несколько тысяч микрофарад.
Допуск	Часто можно использовать конденсаторы с широким допуском, поскольку точное значение не имеет значения.
Диэлектрик	Электролитические конденсаторы обычно используются из-за высоких доступных значений. Танталовые конденсаторы, хотя и могут иметь достаточно высокие номиналы, не подходят из-за низкого уровня пульсаций тока, который они могут выдержать. Керамические конденсаторы не выпускаются с требуемым уровнем емкости.
Пульсирующий ток	В дополнение к конденсатору, имеющему достаточную емкость, чтобы удерживать необходимое количество заряда, он также должен быть сконструирован таким образом, чтобы обеспечивать требуемый ток. Если конденсатор становится слишком горячим при подаче тока, он может быть поврежден и выйти из строя. Номинальный ток пульсаций особенно важен для конденсаторов, используемых для сглаживания. Обычно используются электролитические конденсаторы, но даже у них должны быть проверены номинальные значения пульсирующего тока на пригодность.

Использование конденсатора в качестве синхронизирующего элемента

В этом приложении конденсатор может использоваться с резистором или катушкой индуктивности в резонансной или зависящей от времени цепи. В этой функции конденсатор может появляться в фильтре, цепи, настроенной генератором, или в элементе синхронизации для электронной схемы, такой как стабильная, время, необходимое для зарядки и разрядки, определяет работу схемы

LC или RC-генераторы и фильтры

широко используются во множестве схем, и, очевидно, одним из основных элементов является конденсатор.

В данном конкретном случае использования конденсатора одним из основных требований является точность, поэтому первоначальный допуск важен для обеспечения работы схемы на требуемой частоте. Температурная стабильность также важна для обеспечения того, чтобы производительность схемы оставалась неизменной в требуемом диапазоне температур.

Важные параметры для использования времязадающих конденсаторов
Параметр	Примечания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Фактическое пиковое напряжение на конденсаторе зависит от конкретной цепи и напряжения на шине. Необходимо оценивать каждый случай по существу, отмечая, что в некоторых случаях он может быть выше ожидаемого. В большинстве случаев маловероятно превышение напряжения на шине.
Значение емкости	В зависимости от используемых частот и катушки индуктивности или резистора, необходимых для получения требуемой рабочей частоты. .
Допуск	Жесткий допуск, обычно необходимый для обеспечения требуемой рабочей частоты. В этом приложении конденсаторы с хорошим выбором значений в пределах каждой декады могут быть преимуществом.
Диэлектрик	Во многих устройствах измерения времени важны потери в конденсаторе. Высокие потери означают низкую добротность, и значения добротности обычно должны быть максимально высокими. Есть много диэлектриков, которые обеспечивают подходящий уровень производительности. В наши дни многие диэлектрики керамических конденсаторов способны обеспечить высокий уровень стабильности. Также конденсаторы из пластиковой пленки могут обеспечить высокий уровень производительности. Конденсаторы из серебряной слюды также используются, особенно в радиочастотных цепях. Несмотря на то, что эти серебряно-слюдяные конденсаторы довольно дороги, они обладают высокими рабочими характеристиками: высокая добротность; высокая стабильность; низкие потери; и жесткая переносимость.
Термостойкость	Температурная стабильность конденсатора должна быть высокой для этих применений конденсаторов, поскольку схема должна сохранять свою частоту в диапазоне рабочих температур. Если значение изменяется с температурой, даже на небольшую величину, это может оказать заметное влияние на работу схемы.

Применение удерживающих конденсаторов

В этом конкретном применении конденсатора заряд, удерживаемый конденсатором, используется для питания цепи на короткое время.

В прошлом могли использоваться небольшие перезаряжаемые батареи, но они часто страдали от эффектов памяти и ограничения срока службы. В настоящее время современная технология конденсаторов улучшилась до такой степени, что стали доступны огромные значения емкости, и поэтому конденсаторы могут предложить гораздо лучшую альтернативу.

Предлагаемые суперконденсаторы или суперконденсаторы могут выполнять эту функцию, поскольку они обладают достаточно большими уровнями емкости для питания электронных схем в периоды, когда входная мощность недоступна. Предлагая уровни емкости в фарады и более в некоторых случаях, они относительно дешевы и предлагают отличный уровень производительности, хотя максимальное напряжение ограничено.

Важные параметры для удерживающих конденсаторов
Параметр	Примечания по использованию конденсатора
Номинальное напряжение конденсатора	Должен выдерживать максимальное рабочее напряжение с хорошим запасом надежности.
Значение емкости	Может быть до нескольких фарад.
Допуск	Суперконденсаторы, широко используемые для этого применения конденсаторов, имеют широкий допуск. К счастью, это не проблема, так как в первую очередь влияет на время, в течение которого может поддерживаться задержка.

Суперконденсаторы часто используются для хранения аккумуляторов

Варианты применения конденсаторов

Выбор конденсатора часто имеет важное значение для работы цепи. Знание того, как будет использоваться конденсатор и как его производительность и параметры связаны с работой схемы, означает, что некоторые конденсаторы работают лучше, чем другие, в различных приложениях. Выбор правильного конденсатора для любого конкретного приложения является важной и очень важной частью проектирования схемы.

Другие электронные компоненты:
Батарейки конденсаторы Соединители Диоды полевой транзистор Индукторы Типы памяти Фототранзистор Кристаллы кварца Реле Резисторы ВЧ-разъемы Переключатели Технология поверхностного монтажа Тиристор Трансформеры Транзистор Клапаны/трубки
    Вернуться в меню «Компоненты». . .

Список применений конденсаторов

••• dani3315/iStock/GettyImages

Обновлено 13 марта 2018 г.

Автор Росс Гарнер

Конденсаторы по-разному используются почти во всех электронных продуктах. На самом простом уровне они заряжаются током, а затем высвобождают этот ток одновременно. Это может показаться не особенно впечатляющим, но именно эта зарядка и разрядка приводят в действие вспышку на вашей камере и диск настройки на вашем радио, а также предотвращают взрыв ваших динамиков.

Синхронизация

Конденсаторы можно использовать в цепи, зависящей от времени, поскольку их зарядка и разрядка происходят через равные промежутки времени. Это может быть подключено к любому светодиоду или системе громкоговорителей, и вполне вероятно, что любой мигающий свет, который вы видите, или обычный звуковой сигнал использует времязадающий конденсатор.

Сглаживание

Электричество от источника переменного тока колеблется через равные промежутки времени, а это означает, что заряд в цепи постоянно меняется с положительного на отрицательный. На веб-сайте play-hookey.com объясняется, как при использовании трансформаторов выходная мощность от источника переменного тока будет намного больше, чем от источника постоянного тока. Тем не менее, многие бытовые приборы используют электричество постоянного тока за счет использования конденсатора. Конденсатор может преобразовывать переменный ток в постоянный, «сглаживая» ток. Представьте себе переменный ток как одну линию, постоянно извивающуюся вверх и вниз. Конденсатор будет заряжаться по мере подъема этой линии и разряжаться на пике. После полной разрядки он снова начинает заряжаться, так что выходной ток никогда не успевает полностью опуститься и работает так, как если бы это был постоянный ток.

Соединение

Конденсаторы могут пропускать переменный ток, но блокировать постоянный ток в процессе, который Клуб электроники называет «конденсаторным соединением». Это используется в случае громкоговорителя. Динамики работают, преобразуя переменный ток в звук, но они могут быть повреждены любым постоянным током, который достигает их. Конденсатор препятствует этому.

Настройка

Переменные конденсаторы используются в схемах настройки радиосистем путем их подключения к LC-генератору, как описано на сайте Electronixandmore. com. Конденсатор заряжается, а затем разряжается на катушку провода, создавая магнитное поле. Как только конденсатор полностью разряжается, магнитное поле начинает разрушаться, перезаряжая конденсатор. Этот зарядный и разрядный ток происходит через равные промежутки времени, но его можно изменить, заменив конденсатор. Если частота этих интервалов совпадает с частотой ближайшей радиостанции, то усилитель в радио усилит этот сигнал и вы услышите передачу.

Сохранение энергии

В некоторых случаях, например, в цепи фотовспышки, вам нужно накопить энергию, а затем внезапно высвободить ее. Это именно то, что делает конденсатор. В цепи камеры вы нажимаете кнопку, чтобы сделать снимок, и на конденсатор высвобождается заряд. Как только он достигает пикового уровня, конденсатор разряжается, вызывая вспышку.

Связанные статьи

Справочные материалы

• Электроника и радио сегодня: использование и применение конденсаторов
• Клуб электроники: Емкость и использование конденсаторов
• play-hookey.