Як вибрати конденсатор?

Зміст

1. Історія
2. Як працює конденсатор
3. Як влаштований конденсатор
4. Графічне зображення
5. Види конденсаторів
6. Електричні параметри
7. Ємність
8. Напруга
9. Температурний коефіцієнт
10. Опір
11. Маркування

Конденсатори – невід'ємна частина електронних схем і проєктів. Вони використовуються для придушення шумів, фільтрації сигналів і згладжування напруг. Правильний вибір конденсатора відіграє ключову роль у забезпеченні надійної роботи схеми. Сьогодні ми розглянемо основні аспекти вибору конденсатора, такі як ємність, номінальна напруга і типи конденсаторів.

Історія

Історія конденсаторів почалася у XVIII столітті, коли вчені почали експериментувати з електрикою. У 1745–1746 роках було винайдено Лейденську банку – скляну банку, покриту зсередини і зовні металевою фольгою, з металевим стрижнем всередині. Цей пристрій накопичував і утримував електричний заряд.

У XIX столітті теорія електрики і магнетизму привела до розвитку теорії ємності та введення поняття електричної ємності. У XX столітті були винайдені електролітичні, керамічні і плівкові конденсатори, а також розроблені суперконденсатори.

Сьогодні конденсатори використовуються в різних сферах, від побутової електроніки до складних промислових систем.

Як працює конденсатор

Конденсатор працює таким чином:

• Після підключення електроприладу до мережі струм починає проходити через конденсатор.
• Спочатку напруга має низькі значення, а сила струму — максимальна.
• В апараті накопичується заряд, що призводить до підвищення напруги і зниження сили струму аж до її зникнення.
• Позитивні іони накопичуються на одній пластині конденсатора, а електрони — на іншій.
• Між пластинами знаходиться діелектрик, який не дає заряду переходити.
• Таким чином, конденсатор отримує, накопичує і передає електричний струм у ланцюг.

Конденсатор функціонує як акумулятор, але його ємність значно менша. Він швидко заряджається і так само швидко розряджається. Ці пристрої використовуються в різних електронних пристроях для згладжування пульсацій струму, фільтрації перешкод, накопичення заряду і створення імпульсів.

Як влаштований

Конденсатор складається з двох провідників (обкладок), розділених діелектриком. Провідники виготовляються з металевої фольги або іншого металізованого матеріалу, а як діелектрик використовуються керамічні, слюдяні, полімерні пластини, папір, повітряний шар та інші матеріали.

Конденсатори можуть бути неполярними і полярними. Неполярні конденсатори можуть використовуватися в ланцюгах змінного і постійного струму, тоді як полярні — тільки в ланцюгах постійного струму.

Пристрої характеризуються ємністю, яка вимірюється у фарадах (Ф). Ємність залежить від площі пластин, відстані між ними і властивостей діелектрика. Також конденсатори мають номінальну напругу, що визначає максимальну напругу, яку можна прикласти до них без пробою діелектрика.

Графічне зображення

Умовне графічне позначення конденсатора постійної ємності – дві короткі паралельні риски (символізують обкладки конденсатора) з лініями-виводами від них. Поруч із символом вказують умовне буквене позначення конденсатора (латинська буква C), порядковий номер конденсатора і його номінальну ємність.

Види конденсаторів

За характером зміни ємності розрізняють конденсатори постійної ємності, змінної ємності та підлаштовувані:

• постійні;
• змінні;
• підлаштовувані.

За способом захисту:

• незахищені;
• захищені;
• неізольовані;
• ізольовані;
• ущільнені;
• герметизовані.

Існують конденсатори з твердим, рідким і газоподібним діелектриком. За способом монтажу конденсатори поділяють на конденсатори для навісного монтажу і для друкованого монтажу (SDM-конденсатори).

Електричні параметри

Основні електричні параметри конденсаторів:

• Ємність — основна характеристика конденсатора, вимірюється у фарадах (Ф).
• Номінальна робоча напруга — максимальна напруга, яку можна прикласти до конденсатора.
• Струм витоку — невеликий струм, що протікає через діелектрик.
• Температурний коефіцієнт — зміна ємності при зміні температури.
• Еквівалентний послідовний опір (ESR) — паразитний опір.
• Еквівалентна послідовна індуктивність (ESL) — індуктивність, важлива в високочастотних застосуваннях.

Ємність

Ємність конденсатора – фізична величина, яка характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд. Вона вимірюється у фарадах (Ф), мікрофарадах (мкФ), нанофарадах (нФ) і пікофарадах (пФ).

Ємність залежить від геометричних розмірів, форми обкладок і діелектричної проникності матеріалу між ними.

Напруга

Напруга конденсатора — це різниця потенціалів між його обкладками. Вона залежить від ємності конденсатора і його заряду.

Температурний коефіцієнт

Температурний коефіцієнт ємності (ТКЄ) показує залежність ємності конденсатора від температури.

Опір

Опір конденсаторів називається еквівалентним послідовним опором (ЕПО) і позначається як Rs.

Маркування

Маркування конденсаторів виконується чотирма можливими способами:

• Кодування трьома цифрами.
• Кодування чотирма цифрами.
• Маркування ємності в мікрофарадах.
• Змішане буквено-цифрове маркування ємності, допуску, ТКЄ та робочої напруги.