Typer kondensatorer forklaret

I dette indlæg lærer vi om det grundlæggende med kondensator og også om de forskellige typer kondensatorer, der er almindeligt tilgængelige på markedet og bruges i de fleste elektroniske kredsløb.

Oversigt

En kondensator er simpelthen en passiv elektronisk del, der er designet til at lagre en elektrisk ladning.

I fysisk form er den lavet af et par metalplader eller elektroder adskilt af et isoleringsindhold eller dielektrikum. Anvendelse af en jævnspænding på tværs af kondensatorterminalerne genererer øjeblikkeligt en knaphed på elektroner på den positive plade og en overflod af elektroner på den negative plade, som vist i den følgende figur.

Denne differentierede opbygning af elektroner giver anledning til en elektrisk ladning, der akkumulerer et specifikt niveau (baseret på spændingen), hvorefter det forbliver på dette niveau. Hvis en jævnstrøm er involveret, fungerer isolatoren inde i kondensatoren som et blokeringssystem til strømmen (dog kan det være en let forbigående ladestrøm, der forhindrer, når kondensatoren er fuldt opladet).

Når der anvendes vekselstrøm på tværs af kondensatoren, vendes den akkumulerede ladning i løbet af den halve vekselstrømscyklus med den næste 2. halve cyklus, hvilket får kondensatoren til at lade strømmen igennem løbe effektivt, som om den dielektriske isolering aldrig har eksisteret.

Derfor, når AC er involveret, fungerer en kondensator simpelthen som en koblingsanordning. Du finder næsten ingen elektroniske kredsløb, der bærer vekselstrøm og ikke indeholder nogle få kondensatorer, muligvis til kobling eller til optimering af systemets generelle frekvensrespons.

I det sidstnævnte scenario er en kondensator forbundet med en modstand for at skabe en RC-kombination. Opladnings- / afladningsforekomsten involveret med kondensatorer kunne også bruges i forskellige andre kredsløb, f.eks. , den fotografiske elektroniske flash.

Ligesom modstande kunne kondensatorer konfigureres til at arbejde med faste værdier eller være justerbare i deres størrelse. Faste kondensatorer er tilfældigvis det primære fundament for et kredsløb (sammen med modstande). Variable kondensatorer er hovedsageligt beregnet til optimering af tunede kredsløb.

Det ydeevne parametre for hver kondensator er forskellige, og derfor varierer deres applikationer også i overensstemmelse hermed.

En af de elektroniske komponenters formularer, der bruges meget, er de elektroniske kondensatorer. Bortset fra dette inkluderer de andre kondensatorer, der anvendes i branchen keramik, sølvglimmer, elektrolytisk, plastik, tantal og andre.

Hver type kondensator bruges i forskellige applikationer i henhold til deres respektive ulemper og fordele.

Det er afgørende, at den rigtige type kondensator skal vælges, da det kredsløb, hvor kondensatoren bruges, i høj grad er af kondensatoren.

Således, hvis en korrekt type kondensator ikke vælges til at indsætte i kredsløbet på basis af dets parametre, kan det resultere i forkert eller defekt funktion af kredsløbet.

Grundlæggende om kondensatorerne

De fysiske love, der grundlæggende styrer de forskellige typer kondensatorer, er ens og følges i overensstemmelse hermed.

Disse grundlæggende love bestemmer forskellige parametre for kondensatorerne, såsom hvordan kondensatoren fungerer, den kondensatorens værdi , og dens kapacitans (den maksimale mængde opladning, som kondensatoren holder).

Den grundlæggende teori, hvorpå kondensatorer er bygget og arbejder, gør det således muligt at forstå de forskellige kondensatorformer, og hvordan disse kan bruges eller bruges.

Bemærk: Selvom der har været adskillige udviklinger inden for dielektrikum, er de grundlæggende love, som kondensatorerne arbejder på, ikke ændret, og de gælder til dato.

Typer kondensatorer og dielektricer

Som diskuteret ovenfor, selvom de grundlæggende love, som kondensatorerne arbejder på, adskiller kondensatorernes egenskaber sig enormt på grund af den måde, hvorpå hver type kondensator er konstrueret.

De forskellige egenskaber, som forskellige typer kondensatorer besidder, gives af deres hovedelement, der er placeret mellem kondensatorens to plader og er kendt som 'dielektrisk'.

Kondensatorens dielektriske konstant kan påvirke kapacitansniveauet, som kondensatoren kan opnå ved et givet specifikt volumen. Også forskellige kondensatorer af forskellige typer kan findes at være polariserede i naturen, hvor spændingen, der kører over kondensatoren, kun tolereres i en enkelt retning.

På den anden side kan forskellige kondensatorer af forskellige typer vise sig at være ikke-polariserede, hvor spændingen, der løber over kondensatoren, tolereres i begge retninger.

Kondensatorerne navngives almindeligvis på baggrund af arten af ​​det dielektrikum, der findes i kondensatoren.

Dette er en indikation af de generelle egenskaber, som kondensatoren udviser sammen med de forskellige typer kredsløbsfunktioner, hvor de kan bruges.

Oversigt over kondensatorer og dens forskellige typer

Forskellige former for design anvendes til ikke-polariserede kondensatorer, hvoraf næsten alle let kan genkendes ud fra kondensatorens stil. Du behøver ikke at se detaljerede oplysninger om de rigtige konstruktioner. Deres særlige funktioner er afgørende, selvom disse kan bestemme den ideelle sort at arbejde med til en bestemt applikation.

Ikke-polariserede kondensatorer

1. Papir dielektriske kondensatorer , der typisk kan identificeres gennem deres rørform, er de billigste, men typisk voluminøse. Deres mange andre vigtige begrænsninger er, at de ikke er velegnede til brug ved høje frekvenser over 1 MHz, hvilket praktisk taget begrænser deres anvendelse til lydkredsløb. Disse findes normalt i værdier fra 0,05 µF op til 1 eller 2 µF med driftsspændinger mellem 200 og 1.000 volt. Plastbelagte papir dielektriske kondensatorer kan have meget større driftsspændinger.
2. Keramiske kondensatorer er meget populære i små lyd- og RF-kredsløb. Disse er ret billige, og de kan opnås i forskellige værdier fra 1 pF til 1 µF med betydelige driftsspændinger og derudover anerkendt af meget lav lækage. De kan fremstilles i både skiver og cylindriske strukturer og som metalliserede keramiske plader.
3. Sølvglimmer kondensatorer er dyrere end keramiske kondensatorer, men de har enestående højfrekvent arbejdskapacitet og meget mindre tolerancer, så de anses normalt for at være velegnede til vitale anvendelser. De kunne fremstilles med ekstremt høje driftsspændinger.
4. Polystyrenkondensatorer er fremstillet af metalfolie adskilt med en polystyrenfilm, der normalt har et integreret polystyrendæksel for at garantere en forbedret isoleringsegenskab. Disse er kendt for deres minimale tab med høje frekvenser, fremragende stabilitet og konsistens. Værdierne kan variere fra 10 pF til 100.000 pF, men arbejdsspænding falder typisk betydeligt ned med stigende kapacitansværdier.
5. Polycarbonat kondensatorer har tendens til typisk at blive fremstillet i form af rektangulære stykker, der har ender, der ender som ledninger, som let kan indsættes i PCB-huller. De giver høje værdier (så meget som 1 µF) i små dimensioner sammen med funktionerne i reducerede tab og minimal induktans. Ligesom polystyrenkondensatorer kompromitteres driftsspændinger med højere kapacitansværdier.
6. Polyester filmkondensatorer fremstilles ligeledes til direkte samling i trykte kredsløb med værdier fra 0,01 µF op til 2,2 µF. Disse er normalt større i størrelse sammenlignet med polycarbonatkondensatorer. Deres lille indre induktans gør det muligt for dem at være specielt velegnet til kobling og afkobling af funktioner i elektroniske kredsløb. Værdier af polyesterfilmkondensatorer er normalt nævnt med en farvekode, der indeholder 5 farveringe.
7. Mylar filmkondensatorer kunne betragtes som en standard kondensator af filmtype, der almindeligvis findes i værdier fra 0,001 µF op til 0,22 µF, med en driftsspænding på op til 100 volt jævnstrøm.

De forskellige typer kondensatorer, der bruges i de fleste elektroniske kredsløb, er som følger:

Keramisk kondensator:

Kondensatoren, nemlig keramisk kondensator, bruges til flere applikationer inklusive RF og lyd.

Omfanget af værdierne for den keramiske kondensator er mellem få picofarader og 0,1 mikrofarader. De keramiske kondensatorer er de mest anvendte i branchen, da det er den mest pålidelige og billige type kondensator, der findes.

En anden grund til dens almindelige og brede anvendelse er også, at tabsfaktoren for den keramiske kondensator er meget lav. Men kondensatorens tabsfaktor afhænger også af det dielektrikum, der anvendes i kondensatoren.

De keramiske kondensatorer bruges i begge formater til overflademontering og blyholdige på grund af kondensatorernes konstruktionsegenskaber.

Elektrolytisk kondensator:

En type kondensator, der er polariseret i naturen, er elektrolytiske kondensatorer.

Kapacitansværdierne, der tilbydes af den elektrolytiske kondensator, er meget høje, som ligger mere end 1 µF. de elektrolytiske kondensatorer anvendes i industrien almindeligvis til applikationer, der udføres med lav frekvens, såsom afkoblingsapplikationer, strømforsyninger og anvendelser af lydkobling.

Dette skyldes, at disse applikationer har en frekvensgrænse på næsten 100 kHz.

Tantal kondensator:

En anden type kondensator, der er polariseret i naturen, er tantalkondensator. Kapacitansniveauet tilvejebragt af tantalkondensatoren ved deres volumen er meget højt.

En af ulemperne ved tantalkondensatoren er, at der ikke er nogen tolerance i tantalkondensatoren mod omvendt forspænding, hvilket kan resultere i eksplosion af kondensatoren, når den udsættes for stress.

En anden ulempe er, at den har meget lav tolerance over for krusningsstrømme, og at de således ikke bør udsættes for høje spændinger (såsom spændinger, der er højere end deres arbejdsspænding) og høj krusningsstrøm. Tantalkondensatorerne fås i begge formater til overflademontering og blyholdig.

Sølvglimmer kondensator:

Selvom brugen af ​​sølvglimmerkondensatorerne er faldet markant i den nuværende æra, er stabiliteten, der leveres af sølvglimmerkondensatorerne, stadig meget høj sammen med høj nøjagtighed og lavt tab.

Der er også tilstrækkelig plads til rådighed i sølvglimmerkondensatorerne. De applikationer, hvor de primært bruges, inkluderer RF-applikationer.

De maksimale værdier, som sølvglimmerkondensatoren er begrænset til, er ca. 100pF.

Kondensator af polystyrenfilm:

Polystyrenfilmkondensatorerne tilvejebringer kondensator med tæt tolerance, hvor det er nødvendigt. Disse kondensatorer er også relativt billigere end andre kondensatorer.

Den dielektriske sandwich eller pladerne til stede i polystyrenfilmkondensatorerne rulles sammen, hvilket resulterer i kondensatorens form i rørform.

Placeringen af ​​den dielektriske sandwich og kondensatorens form begrænser kondensatorens respons på høje frekvenser på grund af tilføjelse af induktans og reagerer således kun på få 100 kHz.

Den generelle tilgængelighed af polystyrenfilmkondensatorer er i form af blyholdige elektronikkomponenter.

Kondensator af polyesterfilm:

Tolerancen tilvejebragt af polyesterfilmkondensatoren er meget lav, og derved anvendes disse kondensatorer i situationer, hvor den forudgående overvejelse er prisen.

Toleransniveauet for en stor procentdel af de tilgængelige polyesterfilmkondensatorer er enten 10% eller 5%, og dette anses for at være tilstrækkeligt til en række anvendelser.

Den generelle tilgængelighed af polyesterfilmkondensatorer er i form af blyholdige elektronikkomponenter.

Metalliseret polyesterfilmkondensator

Kondensatorer af metalliseret polyesterfilm består af polyesterfilm, der er metalliserede, og i enhver anden forstand ligner den polyesterfilmkondensatorerne eller en anden form for det.

En af fordelene, som opnås med metallisk polyesterfilm, er, at den gør elektroderne med meget lille bredde og derved muliggør indkapsling af kondensatoren også i en pakke med meget små størrelser.

Den generelle tilgængelighed af metalliserede polyesterfilmkondensatorer er i form af blyholdige elektronikkomponenter.

Polycarbonat kondensator:

De applikationer, hvor det mest kritiske og afgørende krav er høj ydelse og pålidelighed, bruger disse applikationer polycarbonatkondensatorer.

Kapacitansværdien holdes over en lang periode af polycarbonatkondensatorerne, da deres tolerance er meget høj. Sådanne høje toleranceniveauer opnås på grund af stabiliteten af ​​den polycarbonatfilm, der anvendes i polycarbonatkondensatoren.

Derudover er polycarbonatkondensatorens spredningsfaktor meget lav, og de kan modstå temperaturer inden for bred rækkevidde og forblive stabile.

Temperaturområdet, som denne kondensator kan modstå, er mellem -55 ° C og + 125 ° C. På trods af alle disse egenskaber er fremstillingen og produktionen af ​​polycarbonatkondensatorerne faldet betydeligt.

PPC eller polypropylenkondensator:

I denne type kondensatorer er det krævede toleranceniveau højere end hvad polyesterkondensatoren kan levere, så bruges polypropylenkondensatorerne i disse tilfælde.

Det anvendte materiale til dielektrikummet i polypropylenkondensatoren er en polypropylenfilm.

Fordelen, som polypropylenkondensatoren har i forhold til de andre kondensatorer, er, at den kan modstå meget høj spænding over en tidsperiode, og derved er ændringen i kapacitansniveauet på grund af stigningen og faldet i spændingen over en tidsperiode meget lav.

Polypropylenkondensatoren bruges også i tilfælde, hvor den anvendte frekvens er meget lav, hovedsagelig i området 100 kHz, der er den maksimale grænse.

Den generelle tilgængelighed af polypropylenkondensatoren er i form af blyholdige elektronikkomponenter.

Glaskondensatorer:

Det dielektrikum, der anvendes i glaskondensatoren, består af glas. Selvom glaskondensatorerne er dyre, er deres ydeevne meget høje.

Glaskondensatorernes RF-kapacitet er meget høj sammen med tabet ekstremt lavt. Derudover er der ingen piezo-elektrisk støj i glaskondensatorerne.

Alle disse og nogle yderligere egenskaber ved glaskondensatorerne gør dem bedst egnede og ideelle til RF-applikationer, der kræver høj ydeevne.

Superkondensator:

De andre navne, som supercap er kendt for, er ultracapacitor eller supercapacitor.

Kapacitansværdierne for disse kondensatorer er meget store som sådan er deres navn. Ultrakondensatorens kapacitetsniveauer går næsten mod mange tusinde Farads.

Ultrakondensatoren bruges i branchen til at levere en forsyning af hukommelseshold-up sammen med forskellige anvendelser inden for bilapplikationer. De forskellige hovedtyper af kondensatorer er inkluderet under superhætten.

Sammen med dem er der forskellige andre kondensatortyper af kondensatorer, der bruges, når applikationerne er specialiserede i naturen.

Identifikationen af ​​kondensatorerne foregår hovedsageligt gennem deres parametre, såsom værdier, der er markeret over tilfældene med kondensatorerne. For at vise parametrene på en kompakt måde foretages markeringerne af parametrene i form af en kode.

VARIABELE KAPACITATORER

Variable kondensatorer er bygget med alternative stykker metalplader, hvor et enkelt sæt er fast og ikke bevægeligt og det andet bevægeligt.

Pladerne er adskilt med et dielektrikum, som kan være luft eller et fast dielektrikum. Bevægelse af et enkelt sæt plader forskyder plades samlede sektion og ændrer dermed kapacitansen på tværs af pladerne.

Derudover er standarddifferentiering mellem tuningkondensatorer anvendt til gentagen manipulation (f.eks. Til at justere en radiomodtagerstation) og trimmerkondensatorer beregnet til foreløbig opsætning af et tunet kredsløb.

Tuning kondensatorer har tendens til at være større, mere kraftfuld i struktur og normalt af luft dielektrisk type.

Trimmer kondensatorer bestemmes ofte af et glimmer- eller filmdielektrikum, der har en reduceret mængde plader, hvor kapacitans justeres ved at dreje en midterbolt for at ændre belastningen på tværs af plader og dielektrisk glimmer.

På grund af det faktum, at disse er mere kompakte i størrelse, kan en trimmerkondensator til tider anvendes som en tuningkondensator på et FM-radiokredsløb i lommeformat, selvom eksklusive mini-tuningkondensatorer er fremstillet til at installere med det samme på et printkort.

Når det kommer til tuning af kondensatorer, fortæller vingenes struktur, hvordan kapacitans varierer, når spindlen bevæges.

Alle disse attributter er generelt kategoriseret i en af ​​følgende beskrivelser:

1. Lineær: hvor hver spindelrotationsgrad genererer en lignende ændring i kapacitans. Dette er den mest typiske slags valgt til radiomodtagere.

2. Logaritmisk: hvor hver grad af spindelbevægelse genererer et konstant varierende frekvensniveau for et tunet kredsløb.

3. Jævn frekvens: hvor hver enkelt spindelbevægelsesgrad leverer den samme variation i frekvens i det indstillede kredsløb. 4. Kvadratisk lov: hvor variationen i kapacitansen er proportional med kvadratet for spindelbevægelsens vinkel.