A kondenzátorok típusai megmagyarázva

Ebben a bejegyzésben a kondenzátor alapjairól, valamint a piacon általánosan elérhető és a legtöbb elektronikus áramkörben használt különféle kondenzátorokról tanulhatunk.

Áttekintés

A kondenzátor egyszerűen passzív elektronikus alkatrész, amelyet elektromos töltés tárolására terveztek.

Fizikai formában egy pár fémlemezből vagy elektródából áll, amelyeket szigetelési tartalom vagy dielektrikum választ el egymástól. Egyenáramú feszültség alkalmazása a kondenzátor kapcsain azonnali elektronhiányt eredményez a pozitív lemezen, és az elektronok túlteljesítése a negatív lemezen, amint azt a következő ábra mutatja.

Az elektronok ezen differenciális felhalmozódása elektromos töltést eredményez, amely felhalmozódik egy meghatározott szintre (a feszültség alapján), amely után ezen a szinten marad. Ha egyenáram van, a kondenzátor belsejében lévő szigetelő úgy működik, mint az áramlás blokkoló rendszere (azonban lehet, hogy enyhe átmeneti töltőáram, amely megakadályozza a kondenzátor teljes feltöltését).

Ha váltakozó áramú feszültséget használnak a kondenzátoron, akkor a fél váltakozó áramú ciklus alatt felhalmozódott töltés megfordul a következő második fél ciklusban, ami azt eredményezi, hogy a kondenzátor lehetővé teszi a rajta keresztüli áram hatékony működését, mintha a dielektromos szigetelés soha nem létezett volna.

Ezért amikor váltakozó áramú áram van, a kondenzátor egyszerűen úgy működik, mint egy kapcsolószerkezet. Alig talál olyan áramkört hordozó elektronikus áramköröket, amelyek nem tartalmaznak néhány kondenzátort, esetleg összekapcsolásra vagy a rendszer általános frekvencia-válaszának optimalizálására.

A legutóbb említett forgatókönyv szerint egy kondenzátor egy ellenállással van összekötve, hogy RC kombinációt hozzon létre. A kondenzátorokkal kapcsolatos töltés / kisülés előfordulása különféle egyéb áramkörökben is alkalmazható, pl. , a fényképészeti elektronikus vaku.

Akárcsak az ellenállások, a kondenzátorok is konfigurálhatók rögzített értékekkel, vagy állíthatók nagyságukban. A fix kondenzátorok történetesen az áramkör elsődleges alapjai (az ellenállásokkal együtt). A változtatható kondenzátorok többnyire a hangolt áramkörök optimalizálására szolgálnak.

A minden kondenzátor teljesítményparaméterei különböznek, és így alkalmazásuk is ennek megfelelően eltér.

Az egyik széles körben használt elektronikus alkatrész-forma az elektronikus kondenzátor. Ezen kívül az iparban használt egyéb kondenzátorok közé tartoznak a kerámia, ezüst csillám, elektrolit, műanyag, tantál és mások.

A kondenzátorok mindegyik típusát különféle alkalmazásokban használják hátrányaik és előnyeik szerint.

Alapvető fontosságú, hogy a megfelelő kondenzátortípust kell kiválasztani, mivel az áramkört, amelyben a kondenzátort használják, nagyban a kondenzátor biztosítja.

Tehát abban az esetben, ha a kondenzátor típusát nem választják ki az áramkörbe annak paraméterei alapján, az az áramkör nem megfelelő vagy hibás működéséhez vezethet.

A kondenzátorok alapjai

A kondenzátorok különféle típusait alapvetõen szabályozó fizikai törvények megegyeznek, és ennek megfelelõen betartják azokat.

Ezek az alaptörvények meghatározzák a kondenzátorok különféle paramétereit, például azt, hogy a kondenzátor hogyan fog működni a kondenzátor értéke , és annak kapacitása (a kondenzátor által tartott maximális töltésmennyiség).

Így az az alapvető elmélet, amelyre a kondenzátorok épülnek és működnek, lehetővé teszi a kondenzátorok különböző formáinak megértését és azok felhasználásának vagy használatának módját.

Megjegyzés: Annak ellenére, hogy a dielektrikum területén számos fejlődés történt, az alapvető törvények, amelyeken a kondenzátorok működnek, nem változtak, és a mai napig érvényesek.

A kondenzátorok és a dielektromos típusok

Mint fentebb tárgyaltuk, bár a kondenzátorok működési alaptörvényei, a kondenzátorok tulajdonságai a kondenzátorok egyes típusainak felépítésének módja miatt rendkívül eltérőek.

A különféle kondenzátorok különféle tulajdonságait a kondenzátor két lemeze között elhelyezkedő és „dielektromos” néven ismert fő elem adja.

A kondenzátor dielektromos állandója befolyásolhatja azt a kapacitásszintet, amelyet a kondenzátor elérhet adott térfogatnál. Különböző típusú kondenzátorok polarizált jellegűek, ahol a kondenzátoron futó feszültséget csak egyetlen irányban tolerálják.

Másrészről megállapítható, hogy a különféle típusú kondenzátorok nem polarizáltak, ahol a kondenzátoron átfutó feszültség mindkét irányban tolerálható.

A kondenzátorokat általában a kondenzátorban jelenlévő dielektrikum jellege alapján nevezik meg.

Ez jelzi azokat az általános tulajdonságokat, amelyeket a kondenzátor ki fog mutatni, valamint a különféle típusú áramköri funkciók, ahol használhatók.

A kondenzátorok áttekintése és különféle típusai

A nem polarizált kondenzátorok különböző kialakítási formákat alkalmaznak, amelyek szinte mindegyike könnyen felismerhető a kondenzátor stílusából. A valós konstrukciókat nem kell részletesen megvizsgálnia. Különleges jellemzőik kulcsfontosságúak, bár mivel ezek eldönthetik az ideális változatosságot egy adott alkalmazáshoz.

Nem polarizált kondenzátorok

1. Papír dielektromos kondenzátorok , amelyek tipikusan csöves alakjuk révén azonosíthatók, a legolcsóbbak, ugyanakkor jellemzően terjedelmesek. Sok más kulcskorlátozásuk az, hogy nem alkalmasak 1 MHz feletti magas frekvenciákon történő használatra, ami gyakorlatilag az audio áramkörökre korlátozódik. Ezek általában 0,05 µF és 1 vagy 2 µF közötti értékekben találhatók, 200-1000 volt közötti üzemi feszültséggel. A műanyag bevonatú dielektromos kondenzátorok sokkal nagyobb működési feszültségekkel rendelkezhetnek.
2. Kerámia kondenzátorok nagyon népszerűek a kis audio és rf áramkörökben. Ezek meglehetősen olcsók és 1 pF-től 1 µF-ig terjedő változatokban érhetők el jelentős üzemi feszültség mellett, ráadásul nagyon alacsony szivárgással. Gyárthatók korongokban és hengeres szerkezetekben, valamint fémezett kerámialemezként.
3. Ezüst-csillám kondenzátorok drágábbak, mint a kerámia kondenzátorok, de kiemelkedő nagyfrekvenciás munkaképességgel és sokkal kisebb tűréssel rendelkeznek, ezért általában fontosnak tartják létfontosságú alkalmazásokhoz. Rendkívül magas üzemi feszültséggel lehetne gyártani.
4. Polisztirol kondenzátorok polisztirol fóliával elválasztott fémes fóliából készülnek, amely általában integrált polisztirol borítással rendelkezik a fokozott szigetelési tulajdonság garantálása érdekében. Ezek ismertek a minimális veszteségeikről, magas frekvenciákkal, kiváló stabilitással és konzisztenciával. Az értékek 10 pF és 100 000 pF között változhatnak, azonban az üzemi feszültség általában jelentősen csökken a növekvő kapacitásértékek mellett.
5. Polikarbonát kondenzátorok jellemzően téglalap alakú darabok formájában készülnek, amelyek vége vezetékként végződik, és amelyeket könnyen be lehet illeszteni a NYÁK-furatokba. Magas értékeket (akár 1µF) nyújtanak apró méretben, a csökkentett veszteségek és a minimális induktivitás jellemzőivel együtt. Csakúgy, mint a polisztirol kondenzátorok, az üzemi feszültségek is veszélybe kerülnek a nagyobb kapacitási értékekkel.
6. Poliészter film kondenzátorok hasonlóképpen nyomtatott áramköri lapokba történő közvetlen összeszerelésre gyártják, 0,01 - 2,2 uF közötti értékekkel. Ezek általában nagyobb méretűek, mint a polikarbonát kondenzátorok. Kis belső induktivitásuk lehetővé teszi számukra, hogy kifejezetten alkalmasak legyenek az elektronikus áramkörök kapcsolási és leválasztási funkcióira. A poliészter fóliakondenzátorok értékeit általában 5 színgyűrűt tartalmazó színkóddal említik.
7. Mylar film kondenzátorok szabványos film típusú kondenzátornak tekinthető, amelyet általában 0,001 µF és 0,22 µF közötti értékekben találunk, és amelynek üzemi feszültsége legfeljebb 100 volt DC.

A legtöbb elektronikus áramkörben használt különféle kondenzátorok a következők:

Kerámia kondenzátor:

A kondenzátort, nevezetesen a kerámia kondenzátort többféle alkalmazásra használják, ideértve az RF és az audiót.

A kerámia kondenzátor értéktartománya néhány picofarada és 0,1 mikrofarada között van. A kerámia kondenzátorokat a legszélesebb körben használják az iparban, mivel ez a rendelkezésre álló legmegbízhatóbb és legolcsóbb kondenzátor.

Szintén a gyakori és széles körű használatának másik oka, hogy a kerámia kondenzátor veszteségi tényezője nagyon alacsony. De a kondenzátor veszteségtényezője függ a kondenzátorban alkalmazott dielektromosságtól is.

A kerámia kondenzátorokat mind a felületi, mind az ólmozott formában használják a kondenzátorok szerkezeti tulajdonságai miatt.

Elektrolit kondenzátor:

A természetben polarizált kondenzátorok egyik típusa az elektrolit kondenzátor.

Az elektrolit kondenzátor által kínált kapacitási értékek nagyon magasak, több mint 1µF tartományban vannak. az elektrolit kondenzátorokat az iparban általában alacsony frekvenciájú alkalmazásokhoz használják, például leválasztó alkalmazásokhoz, tápegységekhez és audiokapcsolókhoz.

Ezeknek az alkalmazásoknak a frekvenciahatára közel 100 kHz.

Tantál kondenzátor:

A kondenzátorok egy másik típusa, amely természetben polarizált, a tantál kondenzátor. A tantál-kondenzátor térfogatuk által biztosított kapacitási szintje nagyon magas.

A tantál-kondenzátor egyik hátránya, hogy a tantál-kondenzátorban nincs tolerancia a fordított előfeszítéssel szemben, amely stressz hatására a kondenzátor robbanását eredményezheti.

További hátrány, hogy nagyon alacsony a tolerancia a hullámáramokkal szemben, ezért nem szabad kitenni őket magas feszültségeknek (például az üzemi feszültségüknél magasabb feszültségeknek) és magas hullámáramnak. A tantál-kondenzátorok felületi és ólmos formátumban egyaránt kaphatók.

Ezüst csillám kondenzátor:

Noha az ezüst csillám-kondenzátorok használata a jelenlegi korszakban jelentősen csökkent, az ezüst csillám-kondenzátorok által biztosított stabilitás még mindig nagyon magas, ugyanakkor nagy pontosságot és alacsony veszteséget biztosít.

Ezenkívül elegendő hely áll rendelkezésre az ezüst csillám kondenzátorokban. Azok az alkalmazások, ahol elsősorban használják, az RF alkalmazások.

A maximális érték, amelyre az ezüst csillám kondenzátor korlátozva van, körülbelül 100 pF.

Polisztirol film kondenzátor:

A polisztirol fóliakondenzátorok mindenütt szoros toleranciájú kondenzátort biztosítanak. Ezek a kondenzátorok viszonylag olcsóbbak, mint a többi kondenzátoré.

A dielektromos szendvicset vagy a polisztirol fóliakondenzátorokban lévő lemezeket összecsavarják, így a kondenzátor cső alakú.

A dielektromos szendvics elhelyezése és a kondenzátor alakja korlátozza a kondenzátor reakcióját magas frekvenciákra az induktivitás hozzáadása miatt, és így csak néhány 100 kHz-re reagál.

A polisztirol film kondenzátorok általános rendelkezésre állása ólmozott elektronikai alkatrészek formájában van.

Poliészter film kondenzátor:

A poliészter film kondenzátor által biztosított tűrés nagyon alacsony, ezért ezeket a kondenzátorokat olyan helyzetekben használják, amikor az előzetes költség a költség.

A rendelkezésre álló poliészter fóliakondenzátorok nagy százalékának tűrési szintje 10% vagy 5%, és ezt elegendőnek tartják számos alkalmazáshoz.

A poliészter film kondenzátorok általános rendelkezésre állása ólmozott elektronikai alkatrészek formájában történik.

Fémezett poliészter film kondenzátor

A fémezett poliészter film kondenzátorok fémezett poliészter filmekből állnak, és minden más értelemben hasonlóak a poliészter film kondenzátorokhoz vagy azok más formáihoz.

A fémes poliészter fóliával elérhető egyik előny az, hogy nagyon kis szélességű elektródákat készít, és ezáltal lehetővé teszi a kondenzátor bezárását egy nagyon kis méretű csomagolásban is.

A fémezett poliészter fóliakondenzátorok általános rendelkezésre állása ólmozott elektronikai alkatrészek formájában történik.

Polikarbonát kondenzátor:

Azokban az alkalmazásokban, ahol a legkritikusabb és legfontosabb követelmény a nagy teljesítmény és a megbízhatóság, ezek az alkalmazások a polikarbonát kondenzátorokat használják.

A kapacitási értéket a polikarbonát kondenzátorok hosszú ideig tartják, mivel tolerancia szintjük nagyon magas. Ilyen magas tűrési szinteket érünk el a polikarbonát kondenzátorban használt polikarbonát film stabilitása miatt.

Ezenkívül a polikarbonát kondenzátor szóródási tényezője nagyon alacsony, széles tartományban képes ellenállni és stabil marad.

Ez a kondenzátor hőmérséklettartománya -55 ° C és + 125 ° C között van. Mindezen tulajdonságok ellenére a polikarbonát kondenzátorok gyártása és gyártása jelentősen csökkent.

PPC vagy polipropilén kondenzátor:

Az ilyen típusú kondenzátorokban a szükséges tűrésszint magasabb, mint amit a poliészter kondenzátor képes biztosítani, akkor ezekben az esetekben a polipropilén kondenzátorokat használják.

A polipropilén kondenzátor dielektrikumához használt anyag polipropilén fólia.

A polipropilén kondenzátornak az az előnye, hogy a többi kondenzátorral szemben az az, hogy nagyon magas feszültséget képes ellenállni egy időtartam alatt, és ezáltal a kapacitás szintjének változása a feszültség növekedése és csökkenése miatt egy idő alatt nagyon alacsony.

A polipropilén kondenzátort olyan esetekben is alkalmazzák, amikor az alkalmazott frekvencia nagyon alacsony, többnyire a 100 kHz tartományban van a maximális határ.

A polipropilén kondenzátor általános rendelkezésre állása ólmozott elektronikai alkatrészek formájában történik.

Üveg kondenzátorok:

Az üveg kondenzátorban használt dielektromos anyag üvegből készül. Annak ellenére, hogy az üveg kondenzátorok drágák, teljesítményszintjük nagyon magas.

Az üvegkondenzátorok RF-képessége nagyon magas, a veszteség rendkívül alacsony. Ezenkívül nincs semmilyen piezoelektromos zaj az üveg kondenzátorokban.

Mindezek és az üvegkondenzátorok néhány további tulajdonsága miatt azok a legmegfelelőbbek és ideálisak a nagy teljesítményt igénylő RF alkalmazásokhoz.

Szuperkondenzátor:

A többi név, amelyen a szuperkapacit ismert, ultrakondenzátor vagy szuperkondenzátor.

Ezeknek a kondenzátoroknak a kapacitási értékei nagyon nagyok, így nevezik őket. Az ultrakondenzátor kapacitási szintje közel sok ezer Farad felé mutat.

Az ultrakondenzátort az iparban használják memória-visszatartás biztosítására, különféle felhasználásokkal együtt az autóipari alkalmazások területén. A kondenzátorok különféle fő típusai a szuperkupak alatt találhatók.

Velük együtt számos más típusú kondenzátor is használható, amelyeket akkor használnak, amikor az alkalmazások speciális jellegűek.

A kondenzátorok azonosítását főként a paramétereik, például a kondenzátorok esetére jelölt értékek révén végezzük. Annak érdekében, hogy a paramétereket kompakt módon jelenítsék meg, a paraméterek jelölését kód formájában kell megtenni.

VÁLTOZÓ KAPCSOLÓK

A változó kondenzátorok váltakozó fémlemezdarabokkal készülnek, az egyik készlet fix és nem mozgatható, a másik pedig mozgatható.

A lemezeket egy dielektrikummal különítjük el, amely lehet levegő vagy szilárd dielektromos. Egyetlen lemezsor mozgatása elmozdítja a lemezek teljes szakaszát, megváltoztatva ezzel a lemezek közötti kapacitást.

Ezen túlmenően, az ismételt manipulációhoz (például egy rádióvevő állomás beállításához) használt tuningkondenzátorok és a hangolt áramkör előzetes beállítására szolgáló trimmer kondenzátorok közötti szokásos megkülönböztetés.

A hangoló kondenzátorok általában nagyobbak, nagyobb szerkezetűek és általában légdielektromos típusúak.

Trimmer kondenzátorok gyakran csökkentett lemezmennyiségű csillám vagy filmdielektrikum határozza meg, ahol a kapacitást egy középső csavar forgatásával módosítják, hogy megváltoztassák a lemezeken és a dielektromos csillámokon a feszülést.

Tekintettel arra, hogy ezek mérete kompaktabb, ennek ellenére időnként egy trimmer kondenzátort is alkalmazhatunk, mint egy hangoló kondenzátort egy zseb méretű FM rádió áramkörön, bár exkluzív mini tuning kondenzátorokat gyártanak a jobb oldali NYÁK-ra történő telepítéshez.

Ami a kondenzátorokat illeti, a lapátok szerkezete megmondja, hogyan változik a kapacitás az orsó mozgatásakor.

Ezek az attribútumok általában a következő leírások egyikébe vannak besorolva:

1. Lineáris: ahol az egyes orsó-forgási fokok hasonló változásokat generálnak a kapacitásban. Ez a legjellemzőbb típus a rádióvevők számára.

2. Logaritmikus: ahol az orsó mozgásának minden fokozata a hangolt áramkör állandóan változó frekvenciaszintjét generálja.

3. Egyenletes frekvencia: ahol minden egyes orsómozgási fok ugyanazon frekvenciaváltozást eredményezi a hangolt áramkörben. 4. Négyzet törvény: amelyben a kapacitás változása arányos az orsó mozgási szögének négyzetével.