Elektrischer Kondensator: wie er funktioniert und warum er in den Wechsel- und Gleichstromkreisen benötigt wird

In fast allen elektronischen Geräten, vom einfachsten bis zum High-Tech, wie z Motherboards von Computern finden Sie ein ausnahmslos vorhandenes Element, das passiv ist Komponente. Aber leider wissen nur wenige, wie der Kondensator angeordnet ist und wozu er dient und welche Arten dieser Speicherung es gibt.

Fast kompliziert

Dieses kleine Gerät zum Akkumulieren eines elektrischen Felds oder einer Ladung sieht also aus wie ein gewöhnliches Glas, in dem Tomaten mariniert oder Mehl aufbewahrt wird. Auf die gleiche Weise sammelt es in sich Trockenmasse oder Flüssigkeit an, die darin platziert werden. Die Analogie ist einfach: Elektronen laufen entlang des Stromkreises und treffen auf ihrem Weg auf Leiter, die sie zum "Krug" führen, wo sie sich ansammeln und die Ladung erhöhen.

Um herauszufinden, wie viele Elektronen auf diese Weise gesammelt werden können und wann die Ansammlung aufhört (die Bank platzt), wird das elektrische Verfahren meist mit einem Wasserversorgungssystem verglichen. Wenn Sie sich ein Rohr vorstellen, in dem Wasser fließt, das von einer Pumpe dorthin gepumpt wird, dann müssen Sie sich irgendwo in der Mitte der Rohrleitung eine weiche Membran vorstellen, die sich unter dem Druck der Flüssigkeit ausdehnt. Offensichtlich dehnt es sich bis zu einem gewissen Grad, bis es reißt oder, wenn es sehr stark gefangen wird, die Kraft der Pumpe ausgleicht.

Dieses Beispiel zeigt, wie ein Kondensator funktioniert, nur die Membran wird durch ein elektrisches Feld ersetzt, die mit dem Laden des Speichers zunimmt (Pumpenbetrieb), Ausgleich der Quellenspannung Ernährung. Offensichtlich ist dieser Prozess nicht endlos, und es gibt eine Grenzgebühr, bei deren Erreichen die "Bank" versagt und ihre Funktionen nicht mehr erfüllt.

Gerät und Funktionsprinzip

Ein Kondensator ist ein Gerät, das aus zwei Platten (Platten) mit einer Lücke zwischen ihnen besteht. Die Spannungsversorgung erfolgt über eine mit den Platten verbundene Verkabelung. Moderne Geräte unterscheiden sich tatsächlich nicht wesentlich von den Modellen im Physikunterricht, sie bestehen auch aus einem Dielektrikum und Platten. Es ist zu beachten, dass es die Substanz oder ihre Abwesenheit (Vakuum) ist, die den Strom schlecht leitet, die die Eigenschaften des Speichergeräts ändert.

Das Wesen des Funktionsprinzips des Kondensators ist einfach: Sie gaben eine Spannung ab und die Ladung begann sich anzusammeln. Betrachten Sie zum Beispiel wie sich der Antrieb in zwei Varianten des Stromkreises verhält:

• DC. Wenn ein Strom an den Stromkreis mit einem daran angeschlossenen Kondensator angelegt wird, können Sie sehen, dass sich der Pfeil auf dem Amperemeter zu bewegen beginnt und dann schnell in seine ursprüngliche Position zurückkehrt. Dies lässt sich einfach erklären: Das Gerät wurde schnell geladen, dh die Stromquelle wurde durch die Platten des Laufwerks ausgeglichen, und der Strom war weg. Daher wird oft gesagt, dass ein Kondensator unter konstanten Strombedingungen nicht funktioniert. Diese Aussage ist falsch, alles funktioniert, aber nur für sehr kurze Zeit.
• Wechselstrom - Dies ist, wenn sich Elektronen zuerst in eine Richtung und dann in die andere Richtung bewegen. Stellt man sich eine solche Schaltung mit angeschlossenem Speicher vor, so sammeln sich auf beiden Platten des Kondensators abwechselnd positive und negative Ladungen an. Dies zeigt an, dass der Wechselstrom ungehindert durch das Gerät fließt.

Da der Kondensator den Gleichstrom verzögert, den Wechselstrom aber durchlässt, bilden sich hier und deren Zweckbestimmung z. B. für Geräte, bei denen es erforderlich ist, den Gleichstromanteil im Signal. Es ist ganz offensichtlich, dass das Laufwerk einen Widerstand hat, aber die Leistung wird nicht darauf abgegeben, sodass es sich nicht erwärmt.

Haupttypen

Ein normaler Benutzer weiß nicht immer, mit welcher Art von Kondensator sein Gerät ausgestattet ist. Aber jeder Typ hat seine eigenen Nachteile und Vorteile sowie Betriebsmerkmale. Es gibt zwei große Gruppen dieser Geräte, die für Wechselstrom- und Gleichstromkreise ausgelegt sind. Die Hauptklassifizierung erfolgt jedoch nach der Art des Dielektrikums, das sich zwischen den Kondensatorwafern befindet. Haupttypen:

• Keramik. Sie haben eine kleine Größe, einen kleinen Leckstrom und eine kleine Induktivität. Sie arbeiten perfekt unter Hochfrequenzbedingungen, in pulsierenden, Gleich- und Wechselstromkreisen. Sie werden in unterschiedlichen Spannungs- und Kapazitätsbereichen angeboten, je nachdem, wofür der Kondensator bestimmt ist.
• Glimmer. Derzeit werden sie fast nie verwendet und nicht produziert. In solchen Speicherringen dient Glimmer als Dielektrikum. Die Betriebsspannung solcher Kondensatoren liegt im Bereich - 200-1500 V.
• Papier. Kondensatorpapier ist in Aluminiumplättchen eingeschlossen. Spannungsfestigkeit 160-1500 V.
• Polyester. Die maximale Kapazität überschreitet 15 mF nicht, die Betriebsspannung beträgt 50-1500 V.
• Polypropylen. Heben Sie sich in zwei Vorteilen günstig vom Hintergrund anderer Brüder ab. Das erste ist eine geringe Kapazitätstoleranz (+/- 1%), das zweite sind bis zu 3 kV Betriebsspannung.

Elektrolytkondensatoren sind gesondert zu beachten. Ihr Hauptunterschied zu anderen Typen besteht darin, dass sie nur an einen Gleichstrom- oder Pulsstromkreis angeschlossen werden. Solche Antriebe haben Polarität - dies ist ein Merkmal ihrer Konstruktion, daher führt ein falscher Anschluss zu einem Aufquellen oder einer Explosion des Geräts. Sie haben eine große Kapazität, wodurch sich der Elektrolytkondensator für den Einsatz in Gleichrichterschaltungen eignet.

Anwendungen

Wir können mit Sicherheit sagen, dass Kondensatoren in fast allen elektronischen und funktechnischen Schaltungen verwendet werden. Um eine Vorstellung davon zu haben, wo und warum ein Kondensator benötigt wird, sollte man sich an seine Fähigkeit erinnern Halten Sie das Laden und Entladen zur richtigen Zeit und bestehen Sie AC und nicht bestanden Konstante. Dies bedeutet, dass solche Geräte werden in vielen technischen Bereichen eingesetzt, zum Beispiel:

• Telefonie;
• bei der Herstellung von Zähl- und Speichergeräten;
• Automatisierung;
• beim Erstellen von Messgeräten und vielem mehr.

Elektrische Speicher finden sich sowohl in Fernsehgeräten als auch in Radargeräten, wo es erforderlich ist, einen Hochleistungsimpuls zu bilden, für den ein Kondensator dient. Ohne diese Geräte oder einen Überspannungsschutz ist ein Netzteil nicht zu finden.

Festzuhalten ist, dass Speicher auch in Bereichen außerhalb der Elektrotechnik eingesetzt werden, zum Beispiel in der Metallgewinnung und im Kohlebergbau, wo Kondensator-Elektrolokomotiven zum Einsatz kommen.