Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Součást měsíce: Kondenzátor

Jsem nadšený pro tento měsíc: kondenzátor! Je to elektronická součástka, která uchovává malé množství energie v elektrickém poli. Čepice tvoří velmi různorodou skupinu komponent! Jako obvykle začínáme s naším pokrytím výňatek z hvězdné Encyklopedie elektronických součástek Charlese Platta, sv. 1.

Co to dělá

Kondenzátor připojený přes zdroj stejnosměrného proudu akumuluje náboj, který pak přetrvává i po odpojení zdroje. Tímto způsobem kondenzátor ukládá (a může pak vybíjet) energii jako malá dobíjecí baterie. Rychlost nabíjení / vybíjení je extrémně rychlá, ale může být omezena sériovým odporem, který umožňuje, aby byl kondenzátor používán jako součást časování v mnoha elektronických obvodech.

Kondenzátor může být také použit k blokování stejnosměrného proudu, když prochází pulsy, nebo k elektrickému „šumu“ nebo střídavému proudu nebo audio signálům nebo jiným tvarům vln. Tato schopnost umožňuje vyhlazení výstupního napětí dodávaného ze zdrojů; odstranit špičky ze signálů, které by jinak měly za následek vyvolání rušivého spouštění součástek v digitálních obvodech; nastavení kmitočtové charakteristiky audio obvodu; nebo párovat jednotlivé komponenty nebo prvky obvodu, které musí být chráněny před přenosem stejnosměrného proudu.

Schematické symboly pro kondenzátory jsou zobrazeny vpravo. Nahoře vlevo je nepolarizovaný kondenzátor, zatímco další dva indikují, že musí být použit polarizovaný kondenzátor a musí být orientován podle obrázku. Varianta ve spodní části je nejčastěji používána v Evropě. Nepolarizovaný symbol může být také zmateně použit pro identifikaci polarizovaného kondenzátoru, pokud je přidán znak +. Polarizované symboly jsou někdy vytištěny bez znaménka +, ale symboly stále ukazují, že musí být dodržena polarita.

Jak to funguje

Ve své nejjednodušší formě se kondenzátor skládá ze dvou desek, z nichž každá má přívod připojený ke zdroji stejnosměrného proudu. Desky jsou odděleny tenkou izolační vrstvou známou jako dielektrikum, která je obvykle pevná nebo pastovitá, ale může být kapalná, gelová, plynná nebo vakuová.

Desky ve většině kondenzátorů jsou vyrobeny z tenké kovové fólie nebo metalizované plastové fólie. Pro minimalizaci velikosti součásti může být fólie navinuta do kompaktního válcového obalu nebo může být proloženo více plochých úseků.

Elektrony ze zdroje energie budou migrovat na desku připojenou k negativní straně zdroje a budou mít tendenci odpuzovat elektrony z druhé desky. Toto může být myšlenka jak vytvářet elektronové díry v jiné desce nebo jak přitahovat pozitivní poplatky. Když je kondenzátor odpojen od zdroje energie, opačné náboje na jeho deskách budou v rovnováze přetrvávat v důsledku jejich vzájemné přitažlivosti, ačkoli napětí bude postupně rozptylovat v důsledku úniku, buď přes dielektrikum, nebo přes jiné cesty.

Formát

Tři nejběžnější balíčky pro kondenzátory jsou válcové, diskové a obdélníkové tablety.

Válcový kondenzátor může mít axiální vedení (drát připojený ke každému konci) nebo radiální vedení (oba dráty vystupují z jednoho konce). Radiální kondenzátory jsou široce používány, protože umožňují snadné vložení do obvodové desky. Kondenzátor je obvykle zabalen v malé hliníkové nádobce, uzavřené na jednom konci, uzavřené izolačním diskem na druhém konci a zabalené v tenké vrstvě izolačního plastu.

Diskový kondenzátor (někdy označovaný jako knoflíkový kondenzátor) je obvykle uzavřen v izolační keramické sloučenině a má radiální vedení. Moderní keramické kondenzátory s malou hodnotou jsou pravděpodobně ponořeny do epoxidu nebo do čtvercových tablet.

Kondenzátor s povrchovou montáží je čtvercový nebo obdélníkový, obvykle několik milimetrů v každém rozměru, se dvěma vodivými podložkami nebo kontakty na opačných koncích. Zdá se, že je téměř totožný s odporem na povrchu. Větší hodnoty kondenzátorů jsou nevyhnutelně větší, ale stále mohou být navrženy pro aplikace s povrchovou montáží.

Mnoho kondenzátorů je nelarizovaných, což znamená, že jsou necitlivé na polaritu. Elektrolytické a tantalové kondenzátory však musí být připojeny „správným způsobem“ ke zdroji stejnosměrného napětí. Pokud je jedno vedení delší než druhé, musí to být „pozitivnější“ vedení. Značka nebo pás na jednom konci kondenzátoru indikuje „zápornější“ konec. Tantalové kondenzátory pravděpodobně indikují pozitivní vodič pomocí znaku + na těle komponenty.

Šipka vytištěná na straně kondenzátoru obvykle ukazuje na „zápornější“ terminál. V hliníkové nádobě s axiálními vodiči bude mít vedení na jednom konci kolem sebe izolační kotouč, zatímco druhý vodič bude integrální se zaobleným koncem plechovky. Drát na izolovaném konci musí být „pozitivnější“ než vodič na druhém konci.

Kondenzátorové pole obsahuje dva nebo více kondenzátorů, které jsou navzájem izolovány a přístupné externím kontaktům. Jsou prodávány ve formátu povrchové montáže a také v čipech DIP (dual-inline package) nebo ve formátu SIP (single-inline package). Vnitřní komponenty mohou být připojeny v jedné ze tří konfigurací: izolovaná, společná sběrnice nebo společná sběrnice s dvojím ukončením. Technicky by izolovaná konfigurace měla být označována jako pole kondenzátorů, ale v praxi jsou všechny tři konfigurace obvykle označovány jako sítě kondenzátorů.

Hlavní typy

Elektrolytické kondenzátory jsou relativně levné, kompaktní a dostupné ve velkých hodnotách. Tyto atributy z nich učinily populární volbu ve spotřební elektronice, zejména pro napájení. Kapacitní schopnost elektrolytu je obnovována periodickou aplikací napětí. Vlhká pasta uvnitř kondenzátoru je určena ke zlepšení dielektrického výkonu, když je napětí aplikováno, ale může vysychat v průběhu několika let. Pokud je elektrolytický akumulátor skladován po dobu 10 let, může umožnit zkrat mezi jeho vodiči, když je na něj aplikován výkon.

Bipolární elektrolytická elektroda je jediné balení obsahující dva elektrolytické kondenzátory v sérii, na konci, s protilehlými polaritami, takže kombinace může být použita tam, kde napětí signálu kolísá nad a pod 0VDC. Skládá se ze dvou elektrolytů v sérii, s protilehlými polaritami. Tento typ komponenty má pravděpodobně „BP“ (bipolární) nebo „NP“ (nepolarizovaný) vytištěný na obalu. To může být používáno v audio obvodech kde polarizované kondenzátory jsou normálně nevhodné, a je pravděpodobně levnější než non-electrolytic alternativy. Nicméně, to trpí stejnými slabostmi jako všichni electrolytics.

Tantalové kondenzátory jsou kompaktní, ale relativně drahé a mohou být citlivé na napěťové špičky. Jsou citlivé na použití nesprávné polarity. Typicky jsou spíše ponořeny do epoxidové vrstvy než do malého hliníkového plechu jako elektrolytika, a proto může být elektrolyt méně pravděpodobně vypařován a vysychat. Tantalové kondenzátory s povrchovou montáží klesají v popularitě, protože jsou dostupné keramické kondenzátory s velkými hodnotami, s menšími rozměry a nižším ekvivalentním sériovým odporem.

Jednoplášťové keramické kondenzátory se často používají pro bypass a jsou vhodné pro vysokofrekvenční nebo audio aplikace. Jejich hodnota není s teplotou velmi stabilní, i když varianty „NPO“ jsou stabilnější. Vícevrstvé keramické kondenzátory jsou kompaktnější než jednovrstvá keramika, a proto jsou stále populárnější.

Faradové

Elektrická akumulační kapacita kondenzátoru je měřena ve faradech, všeobecně reprezentovaných písmenem F. Kondenzátor, který může být nabit s potenciálovým rozdílem mezi svými deskami o 1 voltu, v době 1 sekundy, během které čerpá 1 amp, má kapacitu 1 farad.

Protože Farad je velká jednotka, kondenzátory v elektronických obvodech téměř vždy mají zlomkové hodnoty: microfarads (μF), nanofarads (nF), a picofarads (pF). Řecké písmeno μ (mu) by mělo být použito ve zkratce μF, ale malé písmeno u je často nahrazeno. Tak například 10uF znamená totéž jako 10μF.

1F = 1 000 000 μF a 1μF = 1 000 000pF. 1 farad se tedy rovná 1 bilionu pikofaradů - velmi široké škále možných hodnot. Viz Obrázek 16, „Ekvivalentní hodnoty pro pikofardy, nanofarády a mikrofarady. Jednotka nF se používá především v Evropě. “A Obrázek 17„ Ekvivalentní hodnoty pro mikrofarady a farady. Vzhledem k tomu, že Farad je tak velká jednotka, používají elektronické obvody téměř vždy zlomkové hodnoty. “Pro grafy s ekvivalentními hodnotami v různých jednotkách.

Jednotka nF je běžnější v Evropě než ve Spojených státech. Kapacitní odpor 1nF je v USA často vyjádřen jako 0,001μF nebo 1 000pF. Podobně je kapacita 10nF téměř vždy vyjádřena jako 0,01μF a kapacitní odpor 0,1nF je pravděpodobnější, že bude vyjádřen jako 100pF.

Evropská schémata mohou používat hodnoty jako symboly desetinných míst. Například kondenzátor 4,7pF může být zobrazen jako 4p7, kondenzátor 6,8nF může být zobrazen jako 6n8 a kondenzátor 3,3μF může být zobrazen jako 3μ3.

Podíl

Zanechat Komentář