В статье «Конденсаторы: использование, устройства и принципы работы» рассматриваются электролитические конденсаторы. В основном они используются в цепях постоянного тока в качестве фильтрующих баков в выпрямителях. Кроме того, они незаменимы при развязке цепей питания транзисторных каскадов, стабилизаторов и транзисторных фильтров. При этом, как написано в статье, они не пропускают постоянный ток и вообще не хотят использовать переменный ток.
В цепях переменного тока имеется множество типов неполярных конденсаторов, что указывает на разнообразие условий эксплуатации. Если требуется высокая стабильность параметров и достаточно высокая частота, используются воздушные и керамические конденсаторы.
К параметрам таких конденсаторов будут предъявляться более высокие требования. Во-первых, он отличается высокой точностью (жесткие допуски) и температурным коэффициентом конденсатора ТКЕ можно пренебречь. Обычно такие конденсаторы ставят в колебательных цепях приемно-передающей радиоаппаратуры.
Если частоты ниже, например, в сетях освещения или в звуковом диапазоне, велика вероятность, что будут использоваться бумажные конденсаторы и конденсаторы из металлической бумаги.
конденсаторы с бумажным диэлектриком имеют облицовку из тонкой металлической фольги, чаще всего алюминиевой. Толщина пластин составляет 5...10 мкм в зависимости от конструкции конденсатора. Между пластинами находится диэлектрик из конденсаторной бумаги, пропитанной изоляционным составом.
Чтобы увеличить рабочее напряжение конденсатора, бумагу можно укладывать в несколько слоев. Вся упаковка сворачивается как ковер и помещается в круглый или прямоугольный корпус. Конечно, в данном случае вывод сделан с обкладок, но корпус этого конденсатора ни к чему не подключен.
Бумажные конденсаторы применяются в низкочастотных цепях с высоким рабочим напряжением и большим током. Очень распространенное применение – подключение трехфазного двигателя к однофазной сети.
В металлобумажном конденсаторе роль обкладок играет тонкий слой металла (также алюминия), напылённый на бумагу конденсатора в вакууме. Конденсаторы имеют ту же конструкцию, что и бумажные конденсаторы, но намного меньше. Область применения обоих типов примерно одинакова: цепи постоянного тока, пульсирующие цепи и цепи переменного тока.
Конструкция бумажных конденсаторов и конденсаторов из металлической бумаги обеспечивает этим конденсаторам не только емкость, но и значительную индуктивность. Это приводит к тому, что бумажный конденсатор становится резонансным контуром на определенных частотах. Поэтому такие конденсаторы используются только на частотах до 1 МГц. На рис. 1 показаны бумажные и металлобумажные конденсаторы, выпускавшиеся в Советском Союзе.
Рисунок 1. Бумажные конденсаторы и конденсаторы из металлической бумаги для цепей переменного тока
Антикварные конденсаторы из металлической бумаги обладают свойством самовосстановления после пробоя. Это были конденсаторы типа МБГ и МБГЧ, но теперь их заменили конденсаторы типа К10 или К73 с керамическим или органическим диэлектриком.
Читайте также статью: как в сбербанке отключить смс оповещение 60 рублей
В некоторых случаях, например, в аналоговых запоминающих устройствах или устройствах выборки и хранения (SSD), к конденсаторам предъявляются особые требования, особенно низкий ток утечки. Вот тут-то и пригодятся конденсаторы, диэлектрик которых изготовлен из высокоомного материала. Во-первых, это фторопластовые, полистироловые и полипропиленовые конденсаторы. Слюдяные, керамические и поликарбонатные конденсаторы имеют несколько меньшее сопротивление изоляции.
Эти же конденсаторы используются в импульсных цепях, когда требуется высокая стабильность. В основном он используется для формирования различных задержек, импульсов определенной длительности, а также для задания рабочей частоты различных генераторов.
Чтобы сделать временные параметры схемы более стабильными, в некоторых случаях рекомендуется использовать конденсаторы с более высоким рабочим напряжением: в цепях с напряжением нет проблемы установить конденсаторы с рабочим напряжением 400В или даже 630В. 12В. Такой конденсатор конечно займет больше места, но и общая стабильность всей схемы повысится.
Емкость конденсатора измеряется в фарадах (Ф), но эта величина очень велика. Можно сказать, что емкость земли не превышает 1Ф. Во всяком случае, именно так говорят учебники физики. 1 фарад — это емкость, когда разность потенциалов (напряжение) между обкладками конденсатора равна 1 В при заряде q, равном 1 кулону.
Из вышеизложенного видно, что Фарад – это очень большая величина, поэтому на практике чаще используются более мелкие единицы: микрофарад (мкФ, мкФ), нанофарад (нФ, нФ) и пикофарад (пФ, пФ). Эти значения получаются с помощью делителей и множественных префиксов, как показано в таблице на рисунке 2.
Современные детали становятся все меньше и меньше, поэтому не всегда возможно нанести на них полную маркировку, все чаще используются различные системы символики. Таблицы и пояснения всех этих систем можно найти в Интернете. Конденсаторы, используемые в креплениях SMD, зачастую вообще не имеют никакой маркировки. Их параметры можно прочитать на упаковке.
Чтобы понять поведение конденсаторов в цепях переменного тока, рекомендуется провести несколько простых экспериментов. При этом особых требований к конденсаторам нет. Очень подходят самые обычные бумажные или металлобумажные конденсаторы.
Видео: Пусковые конденсаторы
Конденсатор проводит переменный ток
Для того, чтобы убедиться в этом самостоятельно, достаточно собрать простую схему, как показано на рисунке 3.
Сначала необходимо включить свет, подключив параллельно конденсаторы С1 и С2. Свет будет светиться, но не очень ярко. Если теперь добавить конденсатор С3, то яркость лампы значительно увеличится, что показывает, что конденсатор блокирует прохождение переменного тока. Кроме того, параллельное соединение, т.е увеличение емкости, уменьшит это сопротивление.
Можно сделать вывод, что чем больше емкость, тем меньше сопротивление конденсатора прохождению переменного тока. Это сопротивление называется емкостным сопротивлением и обозначается в формуле как Xc. Xc зависит также от частоты тока; чем выше частота, тем меньше Xc. Это будет обсуждаться позже.
Другой эксперимент можно провести с использованием счетчиков электроэнергии, предварительно отключив всех потребителей. Для этого необходимо соединить параллельно три конденсатора по 1 мкФ и воткнуть их в розетку. Конечно, нужно быть очень осторожным, чтобы даже припаять к конденсатору стандартные штекеры. Конденсатор должен иметь рабочее напряжение не менее 400В.
После того, как подключение выполнено, достаточно посмотреть на счетчик, чтобы убедиться в его месте, хотя по расчетам сопротивление такого конденсатора эквивалентно сопротивлению лампы накаливания мощностью около 50Вт. Вот и вопрос, почему счетчик не вращается? Об этом также пойдет речь в следующей статье.
- Программирование микроконтроллеров для начинающих
- Конденсаторы: применение, устройства, принципы работы
- Виды кабелей и их различия
Надеюсь, эта статья была вам полезна. Также ознакомьтесь с другими статьями в категории «Полезная электроника», которые помогут начинающим электрикам
Подписывайтесь на наш Telegram-канал об электронике для профессионалов и любителей: Полезная электроника для повседневного использования
Поделитесь этой статьей с друзьями:
Читайте также статью: Современные методы и материалы для шумоизоляции стен и потолков
Комментарии
Отправить комментарий