Elektrikondensaator: kuidas see töötab ja miks seda on vaja vahelduv- ja alalisvooluahelates

Peaaegu kõigis elektroonikaseadmetes, alates kõige lihtsamast kuni kõrgtehnoloogiliseni, nagu näiteks arvutite emaplaatidelt leiate ühe alati olemas oleva elemendi, mis on passiivne komponent. Kuid kahjuks teavad vähesed inimesed, kuidas kondensaator on paigutatud ja milleks see on mõeldud ning mis tüüpi see salvestus on olemas.

Peaaegu keeruline

Niisiis, see väike elektrivälja või laengu kogumise seade näeb välja nagu tavaline purk, milles marineeritakse tomateid või hoitakse jahu. Samamoodi koguneb see endasse kuivainet või vedelikku, mis sinna pannakse. Analoogia on lihtne: elektronid jooksevad mööda ahelat ja oma teel kohtavad nad juhte, mis viivad nad "purki", kus nad kogunevad, suurendades laengut.

Selleks, et teada saada, kui palju elektrone saab sel viisil koguda ja mis hetkel akumuleerumine peatub (pank lõhkeb), võrreldakse elektriprotsessi tavaliselt veevarustusega. Kui kujutate ette toru, milles voolab vesi, mida pumbab sinna pump, siis kusagil torujuhtme keskel peate ette kujutama pehmet membraani, mis venib vedeliku rõhu all. Ilmselgelt venib see teatud piirini, kuni see puruneb või kui see väga tugevalt kinni jääb, tasakaalustab see pumba jõu.

See näide näitab, kuidas kondensaator töötab, ainult membraan asendatakse elektriväljaga, mis suureneb salvestusseadme laadimisel (pumba töö), tasakaalustades allika pinget toitumine. Ilmselgelt ei ole see protsess lõputu ja kehtib limiittasu, mille saavutamisel "pank" ebaõnnestub ja lõpetab oma funktsioonide täitmise.

Seade ja tööpõhimõte

Kondensaator on seade, mis koosneb kahest plaadist (plaadist), mille vahel on tühimik. Pinge antakse sellele plaatidega ühendatud juhtmestiku kaudu. Kaasaegsed seadmed tegelikult füüsikatundides mudelitest palju ei erine, need koosnevad ka dielektrikust ja plaatidest. Tuleb märkida, et salvestusseadme omadusi muudab halvasti elektrit juhtiv aine või selle puudumine (vaakum).

Kondensaatori tööpõhimõtte olemus on lihtne: nad andsid pinge ja laeng hakkas kogunema. Näiteks kaaluge kuidas ajam käitub elektriahela kahes variandis:

• D.C. Kui vooluringile rakendatakse voolu koos sellega ühendatud kondensaatoriga, näete, et ampermeetri nool hakkab liikuma ja naaseb seejärel kiiresti algasendisse. Seda saab seletada lihtsalt: seade laadis kiiresti, see tähendab, et toiteallikas oli ajami plaatidega tasakaalustatud ja vool oli kadunud. Seetõttu öeldakse sageli, et konstantse voolu tingimustes kondensaator ei tööta. See väide on vale, kõik toimib, kuid väga lühikest aega.
• Vahelduvvoolu - see on siis, kui elektronid liiguvad kõigepealt ühes suunas ja seejärel teises suunas. Kui kujutame ette sellist vooluringi koos sellega ühendatud salvestusseadmega, kogunevad kondensaatori mõlemale plaadile vaheldumisi positiivsed ja negatiivsed laengud. See näitab, et vahelduvvool voolab vabalt läbi seadme.

Kuna kondensaator viivitab alalisvoolu, kuid läbib vahelduvvoolu, moodustuvad siit ja selle otstarbe ulatus, näiteks seadmete puhul, milles on vaja alalisvoolu komponenti eemaldada signaal. On üsna ilmne, et ajamil on takistus, kuid jõudu sellel ei eraldu, mistõttu see ei kuumene.

Peamised tüübid

Tavakasutaja ei tea alati, millise kondensaatoriga tema seade on varustatud. Kuid igal tüübil on oma puudused ja eelised, samuti tööomadused. Neid seadmeid on kaks suurt rühma, mis on mõeldud vahelduv- ja alalisvooluahelate jaoks. Kuid ikkagi on peamine klassifikatsioon dielektriku tüübi järgi, mis asub kondensaatoriplaatide vahel. Peamised tüübid:

• Keraamilised. Need on väikese suurusega, väikese lekkevoolu ja väikese induktiivsusega. Need töötavad suurepäraselt kõrgsageduslikes tingimustes, pulseerivates, alalis- ja vahelduvvooluahelates. Need on esitatud erineva pinge ja võimsusega, sõltuvalt sellest, milleks kondensaator on ette nähtud.
• Vilgukivi. Praegu neid peaaegu ei kasutata ega toodeta. Seda tüüpi hoiurõngastes toimib vilgukivi dielektrikuna. Selliste kondensaatorite tööpinge on vahemikus - 200-1500 V.
• Paber. Kondensaatoripaber on suletud alumiiniumplaatidesse. Talub pinget 160-1500 V.
• Polüester. Maksimaalne võimsus ei ületa 15 mF, tööpinge on 50-1500 V.
• Polüpropüleen. Nad paistavad teiste vendade taustal silma kahe eelisega. Esimene on väike võimsustolerants (+/- 1%), teine ​​on kuni 3 kV tööpinge.

Eraldi tuleks märkida elektrolüütkondensaatorid. Nende peamine erinevus teistest tüüpidest on ühendamine ainult alalis- või pulseeriva vooluahelaga. Sellistel draividel on polaarsus - see on nende konstruktsiooni tunnusjoon, seetõttu põhjustab vale ühendamine seadme paisumist või plahvatust. Neil on suur võimsus, mis muudab elektrolüütkondensaatori sobivaks kasutamiseks alaldi ahelates.

Rakendused

Võime julgelt öelda, et kondensaatoreid kasutatakse peaaegu kõigis elektroonika- ja raadiotehnika ahelates. Et saada aimu, kus ja miks kondensaatorit vaja on, tuleks meelde tuletada selle võimekust hoida laadimist ja tühjendamist õigel ajal ning läbida vahelduvvoolu ja mitte lasta läbi konstantne. See tähendab, et selliseid seadmeid kasutatakse paljudes tehnikavaldkondades, näiteks:

• telefoniside;
• loendus- ja salvestusseadmete tootmisel;
• automatiseerimine;
• mõõteriistade ja paljude teiste loomisel.

Elektrilisi salvestusseadmeid leidub nii telerites kui ka radariseadmetes, kus on vaja moodustada suure võimsusega impulss, mille ülesandeks on kondensaator. Ilma nende seadmete või liigpingekaitseta on võimatu kokku puutuda toiteallikaga.

Peab ütlema, et salvestusseadmeid kasutatakse ka elektrotehnikaga mitteseotud valdkondades, näiteks metallitootmises ja söekaevanduses, kus kasutatakse kondensaatorelektrivedureid.