Меню

Что такое конденсатор

Что такое конденсатор

Конденсаторы или как в народе говорят — кондеры, образуются от латинского «condensatus», что означает как «уплотненный, сгущенный». Интересное название, не правда ли? Но теперь вопрос ставится ребром: » А что уплотняется или сгущается в конденсаторе?»  А сгущается в конденсаторе электрический заряд. Конденсатор  — это своеобразный аккумулятор, но прикол в нем такой, что он готов сразу отдать весь заряд за доли секунды.  Главное отличие от аккумулятора в том, что внутри него нет источника ЭДС.

В свое время, еще в школе, мы развлекались тем, что брали конденсатор типа МБГЧ, емкостью побольше, на долю секунды вставляли его в розетку и потом шваркали друг друга этим конденсатором. Ощущения  были очень «приятными» :-)  Чем больше емкость, тем ярче ощущения))).

Что такое конденсатор

Но, как говорится, времена идут, а конденсатор остается конденсатором.  И используется он теперь не только, для того, чтобы гонять друг друга, но  также широко используется и в радиоэлектронике. Скорее всего, последняя фраза даже более правдивая, чем первая :-).

Как устроен конденсатор

Любой конденсатор состоит из двух обкладок и эти обкладки изолированы друг от друга и не прикасаются с друг другом. Представим себе блин:

Что такое конденсатор

намажем его сгущенкой

Что такое конденсатор

 и сверху положим точно такой же блин

Что такое конденсатор

Должно выполняться условие:эти два блина не должны прикасаться  друг  с другом. То есть верхний блин должен лежать на сгущенке и не прикасаться с нижним блином. Тут, думаю, все понятно. Перед Вами типичный «блинный конденсатор» :-). Вот таким образом устроены все конденсаторы, только вместо блинов используются тонкие металлические пластины, а вместо сгущенки разный диэлектрик. К каждой металлической пластине присоединен проводок — это и есть выводы конденсатора.

Как я уже сказал, конденсатор способен накапливать электрический заряд. Эту способность называют емкостью. Чем больше емкость, тем больше конденсатор сможет накопить электрического заряда. Его емкость измеряется в Фарадах (Ф или  зарубежный (буржуйский) вариант F). В радиоэлектронной и электротехнической промышленности используются конденсаторы абсолютно разных номиналов. Емкость зависит от площади «блинов», толщины «сгущенки» намазанной между ними, а также от состава сгущенки :-).  Чем больше площадь «блинов» и тоньше «сгущенка», тем больше его емкость.

А вот и конденсаторы, которые похожи на блинчики,  но эти блинчики могут также быть и квадратной формы:

Что такое конденсатор

       

Для того, чтобы уменьшить габариты  конденсатора, можно завернуть его в трубочку, как и наш тортик из двух блинов со сгущенкой:

Что такое конденсатор

В результате у нас получатся  малые габариты, но большой объем. Это не беда! Ведь свернуть в трубочку можно очень большие «блины», если «сгущенка» между ними намазана очень тонким слоем. Этот принцип используется в цилиндрических конденсаторах.

Что такое конденсатор

В них как раз намотан вот такой «рулончик». На фото разобранный цилиндрический конденсатор.

Что такое конденсатор

Как видите, здесь две ленты алюминиевой фольги, а между ними тонкая светло-коричневая бумага — диэлектрик. Такие конденсаторы обладают большой емкостью, так как у них площадь пластин, как вы видите, очень приличная.

Виды конденсаторов и их обозначение на схеме

Все конденсаторы на схемах обозначаются буковкой «С». Простые делятся на два вида: полярные и неполярные. Неполярные конденсаторы очень распространены и занимают значительную часть радиоаппаратуры:

Что такое конденсатор

а также к ним относятся маленькие SMD конденсаторы вот такого типа:

Что такое конденсатор

на схемах неполярные конденсаторы обозначаются вот таким образом:

Что такое конденсатор

К полярным конденсаторам относятся электролитические конденсаторы

Что такое конденсатор

и SMD полярные конденсаторы:

Что такое конденсаторЧто такое конденсатор

На схемах обозначаются вот так, то есть у них есть плюсовый вывод, который в цепи должен быть соединен  с положительным потенциалом схемы.

Что такое конденсатор

По аналогии с резисторами, есть на свете и  конденсаторы переменной емкости (КПЕ):

Что такое конденсатор

 на схемах обозначаются как-то вот так:

Что такое конденсатор 

 ну и, конечно же, подстроечные конденсаторы:

Что такое конденсаторЧто такое конденсатор

 а вот и их схемное обозначение:

Что такое конденсатор

Есть также  особый класс конденсаторов — ионисторы. Иногда их еще называют суперконденсаторами или золотыми конденсаторами. Нет, не потому, что  там есть золото. Сам принцип работы ионистора ценее, чем золото.  Для того, чтобы получить максимальную емкость мы должны намазать «сгущенку»(диэлектрик)  тонким-тонким слоем или увеличить площадь блинов (металлических пластин). Так как без конца увеличивать слой блинов очень затратно,  разработчики решили уменьшить слой диэлектрика. Так как диэлектрический слой между обкладками ионистора , то есть «слой сгущенки», составляет 5-10 нанометров, следовательно емкость ионистора достигает впечатляющих значений! Вы только представьте, какой заряд может накопить такой суперконденсатор!

Емкость таких конденсаторов может достигать до десятка фарад. Поверьте, это очень много. Ионисторы выглядят, как обычные таблетки, а  также могут выглядеть как цилиндрические конденсаторы. Для того, чтобы различить их от конденсаторов, достаточно взглянуть на емкость, которая на них указана. Если там единицы Фарад, то это однозначно ионистор!

Что такое конденсаторЧто такое конденсатор

Что такое конденсатор

В настоящее время ионисторы стали очень широко применяться в электронике и электротехнике. Они заменяют маленькие батарейки с малым напряжением, потому что ионистор конструктивно пока что не могут сделать на напряжение более нескольких Вольт. Но можно соединить их последовательно и набрать нужное напряжение. Но удовольствие это не дешевое :-).

Они также очень быстро заряжаются, так как их сопротивление ограничено только их выводами.  А исходя из Закона Ома, чем меньше сопротивление проводника, тем большая Сила тока течет по нему и следовательно тем быстрее заряжается ионистор. Заряжать и разряжать ионисторы можно туеву кучу раз).

Последовательное и параллельное соединение конденсаторов

При последовательном соединении  конденсаторов

Что такое конденсатор

общая емкость вычисляется по формуле

Что такое конденсатор

 а при параллельном соединении

Что такое конденсатор

их общая емкость будет вычисляться по формуле:

Что такое конденсатор

Про то, как проверить конденсатор на работоспособность, можете  узнать, прочитав  эту статью.

Конденсаторы — это огромная тема в радиоэлектронике.  В этой статье я затронул  только основные понятия.  В настоящее время ни одно устройство не обходится без этих радиоэлементов. При выборе конденсатора обязательно смотрите, на какое напряжение он рассчитан.  Если он будет использоваться в цепях с высоким напряжением, то он может либо сгореть либо даже взорваться. Если, например, я собираюсь использовать его в цепях с напряжением в 36 Вольт, то я должен взять  хотя бы минимум на 50 Вольт и больше, но не меньше! Всегда обращайте внимание на этот параметр.

Имейте также ввиду, что конденсаторы и их виды очень чувствительны к нагреву и могут менять свою емкость под воздействием температуры. Поэтому, при проектировании старайтесь распределять их на плате подальше от  разного рода нагревашек:  радиаторов, трансформаторов и мощных резисторов.

Будьте осторожны с конденсаторами большой емкости.  Прежде, чем взять его в руки, убедитесь, что он разряжен. Желательно разряжать такие конденсаторы через сопротивление от 1 КилоОма, замкнув его выводы этим самым резистором. Старайтесь не задевать голыми руками выводы конденсатора, когда будете проводить эти операции.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.