Komplett Guide för Tech nybörjare (7 / 14 steg)

Steg 7: kondensator

En kondensator är lite som ett batteri, men den har ett annat jobb att göra. Ett batteri används kemikalier att lagra elektrisk energi och släpper det mycket långsamt genom en krets; ibland (när det gäller ett kvartsur) kan det ta flera år. En kondensator allmänt släpper sin energi mycket snabbare — ofta i sekunder eller mindre. Om du tar ett flash fotografi, till exempel måste du din kamera för att producera en enorm explosion av ljus i en bråkdel av en sekund. En kondensator kopplade till blixt avgifterna upp några sekunder med hjälp av energi från kamerans batterier. (Det tar tid att ladda en kondensator och det är därför du har vanligtvis att vänta en liten stund.) När kondensatorn är fulladdat kan det frigöra all den energin på ett ögonblick genom xenon blixt glödlampan. ZAP!

Det finns många olika typer av kondensatorer från mycket små kondensator pärlor används i resonans kretsar till stort driver dela upp i faktorer korrigering kondensatorer, men de alla gör samma sak, de lagrar laddning. I sin grundläggande form, en kondensator består av två eller flera parallella Konduktiv (metall) plåtar som inte är anslutna eller röra vid varandra, men är elektriskt åtskilda genom luften eller genom någon form av ett bra isolerande material som vaxat papper, glimmer, keramik, plast eller någon form av en flytande gel som används i elektrolytiska kondensatorer. Det isolerande skiktet mellan en kondensatorer plattor kallas brukar dielectricen. En typisk kondensator

På grund av detta isolerande skikt, kan DC-ström inte flöda genom kondensatorn som det block det ger istället en spänning vara närvarande över plattorna i form av en elektrisk laddning.

Kondensatorer och kapacitans

Mängden elektrisk energi en kondensator kan lagra kallas dess kapacitans. Kapacitans av en kondensator är lite som en hink storlek: ju större hink, desto mer vatten det kan lagra; ju större kapacitansen, mer el en kondensator kan lagra. Det finns tre sätt att öka kapacitans av en kondensator. En är att öka storleken på plattorna. En annan är att närma plattorna tillsammans. Den tredje vägen är att göra dielectricen så bra en isolator som möjligt. Kondensatorer använda dielektrika tillverkad av alla slags material. Transistorradion utförs trimningen av en largevariable kondensator som har ingenting annat än luft mellan sina plattor. I de flesta elektroniska kretsar, kondensatorer är förseglade komponenter med dielektrika gjorda av keramik som mica och glas, papper indränkt i olja eller plaster som mylar.

Storleken på en kondensator mäts i enheter som kallas farads (F), uppkallad efter svenska elektriska pioneer Michael Faraday (1791-1867). En farad är en enorm mängd kapacitans så i praktiken, de flesta av kondensatorer vi stöter på är bara bråkdelar av en farad — vanligtvis microfarads (miljondelar av en farad, skriven Μf), nanofarads (tusen-miljondelar av en farad skrivet nF), och picofarads (miljoner miljondelar av en farad, skriven pF). Superkondensatorer lagra mycket större kostnader, ibland fått tusentals farads.

Typer av kondensatorer

Det finns många olika typer av kondensatorer och de varje varierar i deras egenskaper och var och en har sina egna fördelar och nackdelar.

Vissa typer av kondensatorer kan ladda upp till högre spänningar och således kan användas i högspänning tillämpningar. Några kondensatorer kan ladda upp till mycket höga avgifter, såsom aluminium elektrolytkondensatorer. Några kondensatorer har mycket låg läckage som låg läckage och andra har mycket hög läckage. Alla dessa faktorer bestämmer hur och i vilken tillämpningen av kondensatorerna kommer att användas i kretsar.

Baserat på design, är kondensatorer kategoriserade i dessa olika typer:
Elektrolytisk typ:

För de flesta program använder vi elektrolytisk typ kondensatorer. De är mycket viktiga för en elektronisk student som de är lätt att få och använda, och de är billiga också.

Elektrolytkondensatorer används oftast om mycket stor kapacitans värden krävs vanligtvis ovanför 1μF. Här istället för att använda ett mycket tunt metalliskt film lager för en av elektroderna, en semi flytande elektrolyt lösning i form av gelé eller klistra in används som tjänar som den andra elektroden (vanligtvis katoden).

Dielectricen är ett mycket tunt lager av oxid som odlas electro-kemiskt i produktion med tjockleken på filmen att vara mindre än tio mikrometer. Detta isolerande skikt är så tunn att det är möjligt att göra kondensatorer med ett stort värde för kapacitans för en liten fysisk storlek som avståndet mellan plattorna, d är mycket liten.

Majoriteten av elektrolytisk typer av kondensatorer är polariserad, som är DC-spänning till kondensatorn terminaler måste vara av rätt polaritet, dvs positiva till slutligt realiteten och negativa till den negativa terminalen som en felaktig polarisering kommer att bryta ner det isolerande oxidskiktet och permanenta skador kan medföra. Alla polariserade elektrolytkondensatorer har deras polaritet tydligt märkta med ett minustecken anger den negativa terminalen och denna polaritet måste följas. Elektrolytkondensatorer används allmänt i DC power leverans kretsar på grund av deras stora kapacitanss och liten storlek för att minska rippel spänningen eller för koppling och frikoppling program. En största nackdelen av elektrolytkondensatorer är deras relativt låg spänning betyg och på grund av polariseringen av elektrolytkondensatorer, det följer då att de inte skall användas på AC levererar. Elektrokemisk generellt har kommit i två former; Elektrolytiska kondensatorer av aluminium och tantal elektrolytkondensatorer.

En elektrolytisk kondensator är vanligtvis märkt med dessa saker:
1. kapacitans värde.

2. högsta spänning.

3. högsta temperatur.

4. polaritet.

För en elektrolytisk kondensator mäts kapacitansen i micro Farad. Utifrån krav på lämpliga kondensatorn väljs. Med högre kapacitans ökar också storleken på kondensatorn.

Märkspänningen för en kondensator
Alla kondensatorer har en maximal märkspänningen och när du väljer en kondensator övervägande måste ges till beloppet av spänningen tillämpas över kondensatorn. Den maximala mängden spänning som kan tillämpas på kondensatorn utan skador på dess dielektriska material ges vanligtvis i data täcker som: WV, (arbeta spänning) eller som WV DC, (DC spänning arbetar). Om spänningen över kondensatorn blir för stor, dielectricen kommer att bryta ner (känd som elektriska uppdelning) och överslag sker mellan kondensatorn pläterar vilket resulterar i en kortslutning. Den funktionsdugliga spänningen i kondensatorn beror på vilken typ av dielektriskt material som används och dess tjocklek. DC funktionsdugliga spänningen av en kondensator är just det, den maximala DC-spänningen och inte den maximala växelspänning som en kondensator med en DC spänning på 100 volt DC säkert inte kan utsättas för en Växla spänning av 100 volt. Eftersom en Växla spänning har ett effektivvärde värde 100 volt men en toppvärde över 141 volt!. Så ska en kondensator som krävs för att driva på 100 volt växelström ha en fungerande spänning på minst 200 volt. I praktiken en kondensator bör väljas så att dess spänning arbetar antingen DC eller AC bör vara minst 50 procent större än den högsta effektiva spänningen som skall tillämpas på den.

Polyester typ:

Polyester kondensatorer är kondensatorer består av metallplattor med polyester film mellan dem, eller en metalliserad film deponeras på isolatorn.
Polyester kondensatorer är tillgängliga i spänna av 1nF till 15µF, och med fungerande spänningar från 50V till 1500V. De har tolerans spänner av 5%, 10% och 20%. De har en hög temperaturkoefficient. De har hög isolering motstånd, så de är bra val kondensatorer för koppling och/eller lagring. Jämfört med de flesta andra typer, har polyester kondensatorer hög kapacitans per volymenhet. Detta innebär mer kapacitans kan passa in i en fysiskt mindre kondensator. Denna egenskap, tillsammans med sitt relativt låga pris gör polyester kondensatorer en allmänt begagnade, populärt och billigt kondensator.

Tantal typ:

Tantal kondensatorer är kondensatorer som görs av tantal pentoxid. Tantal kondensatorer, precis som aluminium, är elektrolytkondensatorer, vilket innebär att de är polariserad. Deras främsta fördelarna (särskilt över aluminium kondensatorer) är att de är mindre, lättare och mer stabil. De har lägre läckage och mindre induktans mellan leder. Deras disadvantags är dock de har en lägre maximal kapacitans lagring och lägre maximal spänning arbetar. De är också mer benägna att skada från hög nuvarande spikar. Sista skäl används tantal kondensatorer mestadels i analoga signalsystem som saknar höga ström-spike brus.

Keramiska kondensatorer:
Keramiska kondensatorer eller skiva kondensatorer som de vanligen kallas, görs genom att täcka två sidor av en liten porslin eller keramisk tätning med silver och staplas sedan tillsammans för att göra en kondensator. För mycket låg kapacitans värden används en enda keramiska skiva på ca 3-6mm. Keramiska kondensatorer har en hög dielektrisk konstant (hög-K) och är tillgänglig så att relativt hög kapacitans kan erhållas i en liten fysisk storlek. Keramiska kondensator

De uppvisar stora icke-linjära förändringar i kapacitans mot temperatur och därigenom används som frikoppling eller by-pass kondensatorer som de också icke-polariserade enheter. Keramiska kondensatorer har värde från några picofarads till en eller två microfarads, (Μf) men deras spänning betyg är i allmänhet ganska låg. Keramiska typer av kondensatorer har i allmänhet en 3-siffrig kod skrivas ut på sin kropp att identifiera deras kapacitans värde i pico-farads. Vanligtvis de två första siffrorna anger värdet kondensatorer och den tredje siffran anger antalet noll 's läggas. Exempelvis en keramisk skiva kondensator med markeringar 103 skulle indikera 10 och 3 noll i pico-farads vilket motsvarar 10 000 pF eller 10nF. På samma sätt siffror 104 skulle ange 10 och 4 noll i pico-farads vilket motsvarar 100 000 pF eller 100nF och så vidare. Så vidare bilden av keramiska kondensatorn ovan nummer 154 ange 15 och 4 noll i pico-farads vilket motsvarar 150.000 pF eller 150nF eller 0.15uF. Bokstavskoder används ibland för att ange deras toleransvärde såsom: J = 5%, K = 10% eller M = 20% etc.

Allmän användning av kondensatorer

• Utjämning, särskilt i power leverera program som konverterar signalen från AC till DC.
• Lagring av energi.
• Signal frikoppling och koppling som en kondensator koppling som blockerar Likström och tillåta AC nuvarande sig i kretsar.
• Tuning, som i radiosystem genom att ansluta dem till LC oscillator och för inställning av önskad frekvens.
• Timing, på grund av den fasta laddning och urladdning av kondensatorer.
• För elektriska driva dela upp i faktorer korrigering och många fler applikationer.