Co je to jednoduchými slovy kapacita kondenzátoru?

Kondenzátor se používá v různých elektrických obvodech. Má nízkou vodivost a může akumulovat elektrické náboje. Baterie má podobné vlastnosti, ale kondenzátor se od ní liší svou schopností okamžitě přenášet nahromaděnou elektřinu. Množství náboje, které zařízení akumuluje, se nazývá „kapacita“ a určuje se v jednotkách měření, jako jsou farad.

Jak funguje kondenzátor?

Proud začne protékat kondenzátorem po připojení elektrického spotřebiče k síti. Zpočátku je jeho napětí nízké a jeho síla je maximální. Postupně se v zařízení hromadí náboj, který vede ke zvýšení napětí a poklesu elektrického proudu, až zmizí z maloobchodních prodejen. Poskytujeme kvalitní produkty, které jsou optimálně vhodné pro použití v jakémkoli odvětví.

Během provozu kondenzátoru se kladné ionty hromadí na jedné z jeho desek a elektrony na druhé. Protože je na zařízení dielektrikum, náboj se mezi deskami nepřenáší. Takto zařízení přijímá elektrický proud, ukládá jej a poté jej přenáší do obvodu.

Návrhové prvky

Kondenzátory na trhu se liší svým designem. Nejtypičtější designy jsou:

• Trubkový – obvykle se používá ve vysokofrekvenčních kondenzátorech a je vyroben ve formě keramické trubice se stříbrnou vodivou vrstvou na povrchu. Tloušťka stěn trubky je 0,25 mm.
• Paket – skládá se z obalů, které představují vrstvu dielektrika a výstelky. Podšívka může být fólie nebo speciální materiál, který se nastříká nebo vypálí na dielektrické desky.
• Litý sekční – je keramický prvek se dvěma drážkami, které jsou vyplněny stříbrnou pastou. Ve většině případů se používá ve vícevrstvých monolitických zařízeních.
• Disk – vybavený keramickým diskem, který hraje roli dielektrika. Stejně jako u trubkového provedení se používá u vysokofrekvenčních kondenzátorů.
• Roll – nachází se na modelech nízkofrekvenčních filmů se zvýšenou kapacitou. Skládá se z kovové fólie a papírové pásky, které jsou srolovány do role.

Jak se chová kondenzátor v sítích se stejnosměrným nebo střídavým proudem?

Při použití ve stejnosměrném obvodu zařízení vytváří mezeru, která brání toku energie. Po přivedení napětí na desky vybité části začne opět protékat elektrický proud a akumulační zařízení se nabije.

Současně se zvyšuje napětí a klesá elektrický proud. Pokud je napětí konstantní, zařízení se po zapnutí nabíjí. Jakmile je napájení vypnuto, náboj se vybije v důsledku zatížení v obvodu.

V případě střídavého proudu také kondenzátor brání jeho průchodu obvodem. K nabití/vybití zařízení však dochází dvakrát za 1 periodu sinusovky, takže během jeho vybíjení může zařízením protékat elektrický proud.

Rozsah aplikace

Kondenzátory jsou instalovány na téměř všech moderních zařízeních – od ledniček a klimatizací až po automobily. V závislosti na jejich účelu mohou být zařízení obecná nebo vysoce specializovaná. Mezi první patří nízkonapěťové modely, které se používají téměř ve všech typech elektrických spotřebičů. Druhý zahrnuje spouštěcí, dozimetrické, odrušovací, pulzní a vysokonapěťové kondenzátory.

Během provozu zařízení se řeší následující úkoly:

• akumulovat elektrický náboj;
• minimalizovat pulzaci;
• filtrovat vysokofrekvenční rušení;
• vytvořit rezonanci s indukční cívkou pro zesílení signálu;
• rozdělit signály na prvky konstantní nebo proměnné povahy.

Typy kondenzátorů:

Klíčovým parametrem, podle kterého jsou kondenzátory klasifikovány, je typ dielektrika. V závislosti na tom se rozlišují následující typy zařízení:

• Elektrolytické – práce s použitím dielektrika ve formě oxidového filmu. Dělí se na dva typy – tantal a hliník. Tantalové modely používají katodu oxidu manganičitého. Jsou kompaktnější, ale mají vysokou specifickou kapacitu. Hliníková zařízení mají vysokou efektivní indukčnost, a proto je nelze použít při ultra vysokých frekvencích
• Papír, kov-papír – jako dielektrikum se používá papír. Může být naolejovaný nebo neolejovaný. V prvním případě je zařízení velkých rozměrů, ve druhém je malé, ale může zvýšit energetické ztráty pod vlivem vlhkosti.
• Fólie, kovová fólie – použijte dielektrikum vyrobené z polymerové fólie, které je umístěno mezi vrstvami kovové fólie. Fólie může být polypropylen, polyester, polykarbonát. Tyto modely mají malou kapacitu (ne více než několik mikrofarad), ale pracují při napětí do 1 kW.
• Keramické – fungují pomocí keramických desek, které mají piezoelektrický efekt. Charakteristickým rysem je malá kapacita, která se pohybuje od 1 pF do 20–30 μF.

Typy spojení mezi kondenzátory

Při připojení více pohonů najednou se používají dva typy připojení – paralelní nebo sériové.

Paralelní připojení

Často se používá při připojování kondenzátorů a pomáhá zvýšit kapacitu v obvodu. S jeho pomocí můžete uspořádat jediné úložné zařízení, které bere v úvahu celkovou plochu všech vodivých desek. Kapacita výsledného připojení se v tomto případě bude skládat ze součtu hodnot každého připojeného zařízení.

Sériové připojení

Je to méně obvyklé, ale napětí při použití sériového zapojení může být dodáváno do desek ve velkých objemech. Jeho distribuce se provádí v souladu s kapacitou každého zařízení. Pokud jsou tyto hodnoty stejné, pak se rozložení napětí provádí ve stejných objemech.

Технические характеристики

Mezi klíčové parametry každého měniče patří kapacita, hustota energie, jmenovité napětí, polarita.

Kapacita

Kapacita je jedním z hlavních indikátorů kondenzátoru. Jak již bylo zmíněno výše, počítá se ve faradech a udává schopnost zařízení ukládat energii. Jeho parametry závisí na několika kritériích. Zejména čím tenčí je dielektrikum a čím vyšší je plocha desek, tím větší je kapacita zařízení. Také jeho hodnoty mohou být ovlivněny dielektrickým materiálem. Obvykle je jmenovitá kapacita uvedena na skříni měniče. Může se výrazně lišit od skutečného a pohybuje se od 1 pF až po tisíce mikrofarad. Standardní pohony mají kladnou kapacitu, ale nyní se vyvíjejí takzvané „antikondenzátory“, které mají záporné hodnoty. Pokud použijete zařízení s kapacitou větší nebo menší, než je požadováno, může to ovlivnit činnost obvodu. Použití kondenzátoru s vyšší kapacitou pro vyhlazení zvlnění v napájecím zdroji tedy situaci zlepší, ale s nižšími hodnotami naopak způsobí určité problémy.

Specifická kapacita

Specifická kapacita se týká poměru jmenovité kapacity k objemu dielektrické vrstvy. Tento parametr se zvyšuje se ztenčováním dielektrika, ale jak se zvyšuje, průrazné napětí klesá.

Polarita

Elektrolytické modely s kladným a záporným nábojem jsou polární. Na domácích pohonech je obvykle označena kladná elektroda a vedle ní je umístěn znak „+“. Na cizích zařízeních je naopak označena záporná elektroda, vedle které vidíte hodnotu „-“. Úložná zařízení Polar fungují pouze při správném zapojení polarity. Pokud je připojíte nesprávně, povede to k poškození zařízení. Záměna polarity má za následek destrukci dielektrické vrstvy, což přispívá ke zvýšení síly elektrického proudu, varu elektrolytu a následnému nabobtnání kondenzátoru (někdy až k explozi). Většina moderních modelů je nepolární a funguje správně s libovolným zapojením vývodů.

Jmenovité napětí

Tento parametr je vidět na těle zařízení. Označuje napětí, které umožňuje správné fungování pohonu po celou dobu provozu se změnami hodnot v rámci stanovených limitů. Je důležité, aby provozní napětí nepřekročilo jmenovité napětí. U některých modelů se může indikátor snižovat s rostoucí teplotou.

Hustota energie

Termín se používá pouze ve vztahu k elektrolytickým zásobníkům. Nejvyšší hodnoty hustoty jsou pozorovány u rozměrových modelů, kde hmotnost těla má nižší hodnoty ve srovnání s hmotností elektrolytu a desek.

Parazitní parametry

Spolu s klíčovými vlastnostmi pohonů se používají „parazitní parametry“, které mohou zkreslit charakteristiky oscilačního obvodu. Patří sem:

• elektrický izolační odpor (vypočtený vydělením napětí svodovým proudem);
• ekvivalentní sériová indukčnost;
• ekvivalentní sériový odpor.

Za parazitní parametr je považován i Vloss – charakteristika pohonu, která udává velikost úbytku napětí po zastavení nabíjení.

Jak je ve schématu označen kondenzátor?
Na obrázcích je kondenzátor označen dvěma paralelními čarami, které jsou označeny společně s písmenem „C“. Poblíž hodnoty písmene může být na výkrese sériové číslo zařízení a parametry jeho kapacity. Pokud má disk proměnnou kapacitu, jsou jeho dva řádky přeškrtnuty lomítkem. U ladicích modelů přidejte další pomlčku na šikmé čáře.

značkování

Při označování pohonů musí výrobci uvádět 2 parametry – kapacitu, jmenovité napětí. V mnoha případech jsou zařízení označena tříčíselnou hodnotou, kde první dvě čísla určují kapacitu v pF a třetí – počet nul, které je třeba přidat. Pokud se značení provádí čtyřmi čísly, pak je kapacita označena prvními třemi číslicemi a nulami posledními.

Někdy jsou jednotky označeny pomocí alfanumerických znaků. Zejména:

• konstrukční vlastnosti – kotouč (D), monolitický (M), sekční (S);
• dielektrický materiál – keramika (K), slída (C), papír (B);
• režim elektrického proudu – univerzální (U), konstantní/variabilní (P), konstantní (C), pulzní (I);
• ochrana – s lisováním (O), těsněním (D).

Kontrola funkčnosti kondenzátoru

Pokud potřebujete zkontrolovat, zda je měnič funkční, použijte multimetr. Před posouzením je nutné zjistit typ zařízení v obvodu – polární nebo nepolární.

Jak zkontrolovat polární akumulátor

Hlavní podmínkou pro správnou kontrolu tohoto modelu je dodržení polarity připojení sond. Zápornou nohu je třeba přitlačit k záporné noze a kladnou nohu k kladné noze. Pokud jsou sondy umístěny nesprávně, existuje vysoké riziko selhání kondenzátoru.

Při kontrole je prvním krokem odpájení součásti a její umístění na vhodný povrch. Poté připojte multimetr do režimu „zvonění“ a začněte se sondami dotýkat svorek zařízení. Plný provoz pohonu je indikován malou hodnotou na obrazovce, která se postupně zvyšuje a dosahuje 1.
Pokud se při dotyku sondami okamžitě objeví číslo 1, znamená to poruchu zařízení. Zobrazení čísla 0 na displeji znamená, že v zařízení došlo ke zkratu.

Kontrola funkčnosti nepolárního zařízení

Je mnohem jednodušší zkontrolovat nepolární zařízení. Před zahájením měření nastavte multimetr na 2 MOhm a poté připojte sondy k měniči v náhodném pořadí. Během normálního provozu by parametry na obrazovce měly být vyšší než číslo 2. Pokud jsou nižší, znamená to problém s kondenzátorem.

Proces nabíjení/vybíjení

Pro nabíjení zařízení musí být připojeno ke zdroji konstantního elektrického proudu. Jakmile napětí v napájecím zdroji nabude stejných hodnot jako parametry na deskách, kondenzátor se přestane nabíjet. Vybíjení zařízení se obvykle provádí z důvodu zajištění bezpečnosti demontáže elektrických spotřebičů. K tomu použijte dielektrický šroubovák. Pokud má kondenzátor velké rozměry, musí být pro vybíjení sestaven speciální vybíjecí přístroj.