Что будет если поставить конденсатор меньшей емкости: Что будет если поставить конденсатор меньшей емкости

Массив конденсаторов – мифы и реальность

Параллельное включение конденсаторов | Техника и Программы

Предупреждение «начинающим»

Содержание

Победит ли тысяча зайцев одного льва?

Детская загадка.

Время от времени в интернете начинаются разговоры о том, что электролитические конденсаторы большой емкости, применяемые в фильтрах питания, имеют плохие высокочастотные свойства, и их нужно заменять массивом конденсаторов меньшей емкости. Например, вместо одного конденсатора емкостью 10000 мкФ устанавливать 20 конденсаторов емкостью 500 мкФ. Вот так:

Рис. 1. Массив конденсаторов, вроде бы эквивалентный одному конденсатору большой емкости.

Давайте разберемся, насколько это верно.

Для начала определимся с частотными свойствами конденсаторов. Я недавно проводил исследования на эту тему (но статью про это еще не написал – ждите), поэтому у меня есть результаты и есть что показать. Я не буду здесь описывать методы моих измерений, все будет в статье про конденсаторы. Скажу только, что все измерялось правильно и точно – я хорошо знаю теорию измерений и имею не только огромный опыт в разных электронных измерениях, но и хорошие измерительные приборы.

Главной характеристикой конденсаторов является их емкостное сопротивление Хс на определенной частоте. Причем известно, что с ростом частоты оно падает:

В идеальном конденсаторе сопротивление падает до сколь угодно малого значения, а вот в реальном конденсаторе минимальное значение сопротивления ограничено: там есть и активное сопротивление (ESR), и даже индуктивность, которая с ростом частоты влияет все больше (так как индуктивное сопротивление с ростом частоты растет). На рис. 2 показана АЧХ модуля полного сопротивления |Z| конденсаторов маленькой и большой емкости.

Рис. 2. АЧХ модуля полного сопротивления конденсаторов.

Действительно, у конденсатора 10000 мкФ на низких частотах сопротивление уменьшается с частотой линейно, в районе 5 кГц это уменьшение сильно снижается, на частотах 7…20 кГц линия горизонтальна (то есть это уже не емкость, а активное сопротивление), а выше начинает подниматься. Сопротивление растет, а это признак индуктивности. А у конденсатора емкостью 220 мкФ чем выше частота, тем сопротивление меньше, хоть скорость спада на высоких частотах и невелика.

Более наглядно это видно на рис. 3, где показаны эти же АЧХ, но нормированные к своим значениям на частоте 100 Гц. То есть, график показывает, как изменяется сопротивление конденсатора по сравнению с его сопротивлением на частоте 100 Гц. Видите: у конденсатора большой емкости выше 20 кГц сопротивление заметно растет, а у конденсатора 220 мкФ продолжает снижаться. Да и спад скорости снижения у малоемкостного конденсатора происходит выше, где-то около 7 кГц против 700 Гц у конденсатора большой емкости.

Рис. 3. АЧХ модуля полного сопротивления конденсаторов, нормированные к частоте 100 Гц. Красная линия соответствует идеалу.

Но наиболее наглядные результаты, кроме того, позволяющие лучше оценить ситуацию, дает фазовая характеристика. В теории конденсатор вносит в цепь сдвиг фаз -90 градусов. Но это в идеале. Когда работа конденсатора ухудшается сдвиг фаз уменьшается. Когда емкостное сопротивление достигает активного, равного ESR, сдвиг фаз равен -45 градусов. Сдвиг фаз, равный нулю означает, что конденсатор проявляет себя уже не емкостью, а простым активным сопротивлением. Положительный сдвиг фаз – это индуктивность. В этом случае индуктивное сопротивление всех частей конденсатора превышает емкостное, и конденсатор на самом деле ведет себя как катушка. Если говорить о фильтре питания, то в таком режиме работы конденсатор не запасает энергии так, как надо и как надо ее не отдает. В общем, не работает конденсатором.

Давайте посмотрим на фазочастотную характеристику наших конденсаторов (рис. 4). Конденсатор большой емкости работает конденсатором примерно до частоты примерно 1,5 кГц (условной границей работоспособности можно считать угол -45 градусов, где емкостное сопротивление конденсатора становится равно активному). На частоте примерно 10 кГц мы имеем активное сопротивление, а не конденсатор, а еще выше – уже индуктивность. Конденсатор 220 мкФ уверенно работает до частоты 3 кГц, а плохонько аж почти до 100 кГц. Работает плохо, но все же конденсатором. В катушку он не превращается, поэтому даже на частое 20 кГц от него есть пусть и небольшая, но конденсаторная польза.

Рис. 4. Фазочастотные характеристики конденсаторов большой и маленькой емкости.

Итак, с этой стороны все правильно – у конденсаторов небольшой емкости частотные характеристики лучше, чем у конденсаторов большой емкости. Правда ненамного. И это важно, потому как из высказываний в интернете и в аудиожурналах иногда можно сделать вывод, что маленькие конденсаторы в 1000 раз лучше больших.

И еще один очень важный момент. Посмотрите на рис. 2. На частоте 10 кГц сопротивление конденсатора большой емкости в 20 раз меньше, чем у конденсатора маленькой емкости. Поэтому, несмотря на ухудшение работы, большой конденсатор все равно фильтрует пульсации в 20 раз лучше, чем маленький.

Теперь рассмотрим массив конденсаторов (рис. 1). Вместо одного конденсатора емкостью 10000 мкФ мы ставим 20 конденсаторов емкостью 500 мкФ. Вроде как адекватная замена, только вместо низкочастотного конденсатора большой емкости будут работать более высокочастотные маленькие конденсаторы. Но это так кажется только на первый взгляд и существует только на бумаге (это как раз тот случай, когда «теория» не подтверждается практикой). Дело в том, что верхний и нижний проводники, соединяющие все конденсаторы вместе, не идеальны. Каждый из проводов обладает своим активным сопротивлением и индуктивностью. Так что правильная схема будет такой, как на рис. 5.

Рис. 5. Реальная схема массива конденсаторов.

Да, величины сопротивлений и индуктивностей весьма малы. Так может быть можно ими пренебречь? Существует как минимум два факта, не позволяющих вот так сразу отказаться от влияния сопротивлений и индуктивностей монтажа.

Индуктивности и сопротивления на самом деле малы, и влияют совсем чуть-чуть. Но ведь и маленькие конденсаторы лучше большого тоже чуть-чуть! И кто из этих «чуть-чутей» перетянет? Если бы маленькие конденсаторы были лучше большого намного, то небольшое влияние сопротивлений и индуктивностей можно было бы отбросить. А так нет. Все примерно одинаково: насколько лучше маленькие конденсаторы, примерно настолько же влияют сопротивления и индуктивности.
Самый правый по схеме конденсатор №20 включен через 20 паразитных RL цепочек. То есть на работе этого последнего конденсатора индуктивности и сопротивления сказываются в 20 раз сильнее. На работу предпоследнего конденсатора индуктивности и сопротивления влияют в 19 раз сильнее. На работу пред-предпоследнего конденсатора – в 18 раз сильнее. Так что даже если эти самые паразитные сопротивления и индуктивности сами по себе и малы, и могут быть отброшены, то можно ли отбросить их влияние, кода оно сильнее в 20 раз? А ведь начиная с десятого конденсатора, т.е. для половины (!) всего массива влияние этих паразитных сопротивлений и индуктивностей сильнее в 10 и более раз! Поэтому надо смотреть не на величину отдельного сопротивления или индуктивности, а на их величину, увеличенную в 10 раз!

Так что ответить на вопрос, что победит: улучшенные частотные свойства конденсаторов малой емкости или паразитные сопротивления и индуктивности монтажа можно только экспериментально (ответ на этот вопрос давно существует – посмотрите на применение массивов конденсаторов в промышленной аппаратуре). Ну что ж, сделаем такой эксперимент.

Я взял 64 конденсатора Samwha (это коммерческое название новых конденсаторов Samsung) SD 220 мкФ 50 В и собрал их в массив. Для того чтобы максимально уменьшить паразитные сопротивления и индуктивности, я соединил конденсаторы не цепочкой, а «гребенкой» (рис. 6) с максимально широкими проводниками.

Рис. 6. Монтажная схема массива конденсаторов.

Получилось довольно симпатично, хотя плату немного «повело» (рис. 7 и рис. 8).

Рис. 7. Массив конденсаторов, вид сверху. Рис. 8. Массив конденсаторов, вид снизу.

Немного позже, когда я проделал все нужные измерения, я решил улучшить ситуацию – снизить сопротивление и индуктивность монтажа. Для этого я поверх дорожек припаял медный провод сечением 2,5 мм2. Дополнительные проводники уложены на дорожки и припаяны к ним во многих местах – к выводам конденсаторов (к собирающим дорожкам дополнительные проводники припаяны целиком). Сопротивление меди (дорожки + провод) должно при этом заметно уменьшиться. Снижение индуктивности не настолько кардинальное – раза в два если снизилась, то хорошо – слишком близко к дорожкам идут новые провода, чтобы заметно снизить индуктивность. Получилось не очень красивое изделие (плата на рис. 9 не отмыта от флюса), но что не сделаешь ради звука! Эта плата тоже прошла все измерения. Для того, чтобы отличать ее от «недоработанной», я буду называть ее «массив с R=min», или «улучшенный массив», так как сопротивление проводников уменьшилось очень существенно.

Рис. 9. Массив конденсаторов с дополнительно напаянными проводами.

Ну а теперь – результаты измерений обоих версий массива.

Добавим на уже проведенные измерения оба наших массива конденсаторов (рис. 10 – рис. 11). Сначала рассмотрим, что же изменилось, кода мы объединили конденсаторы в массив.

Рис. 10. АЧХ модуля полного сопротивления конденсаторов и массива. Рис. 11. АЧХ модуля полного сопротивления конденсаторов и массива, нормированные к частоте 100 Гц.

Сравните на рисунке 10 красную линию с черной. Красная (массив) идет ниже черной. Это понятно, много конденсаторов имеют меньшее сопротивление, чем один. Но вот черная линия все время снижается, а красная выше частоты 10 кГц начинает расти! Особенно это хорошо видно на нормированных графиках рис. 11. При нормировании устраняются «собственные» свойства конденсатора. Если бы не было индуктивности и сопротивления монтажа, красная линия совпадала бы с черной: все то же самое, но в 64 раза меньше. Однако сопротивление и индуктивность монтажа внесли свой вклад, и весьма заметный (вся разница между красной и черной линиями на рис. 11 это влияние монтажа) – уменьшение модуля полного сопротивления массива тормозится на частоте 700 Гц. То есть уже на этой частоте свойства массива ухудшаются по сравнению с одиночным конденсатором. На частоте 10 кГц (рис. 11) реальный массив имеет сопротивление почти в 10 раз выше, чем мог бы быть, если бы не было сопротивления и индуктивности монтажа. Вот вам и ответ на вопрос, нужно ли учитывать монтаж. Вот вам и иллюстрация того, что не все, что хорошо на бумаге, работает в реальности.

Интересно ведет себя «улучшенный» массив (рис. 11). Сравните красные сплошную и пунктирную линии. Уже начиная с частоты 500 Гц «улучшенный» массив начинает показывать лучшие значения, и на частоте порядка 5 кГц имеет раза в 3 меньшее сопротивление, чем «просто массив». Его работа совпадает с работой одиночного маленького конденсатора до частоты 3 кГц (по сравнению с 700 Гц «обычного» массива). На более высоких частотах его работа ухудшается, но все равно он остается лучше.

Выводы по массиву и его улучшению:

1. Подпайкой дополнительных проводов удалось уменьшить индуктивность и активное сопротивление монтажа.

2. Активное сопротивление уменьшилось значительно, это видно по разнице красных линий на частоте 5 кГц.

3. Индуктивность уменьшилась, но не сильно: на частоте 100 кГц, где во всю рулит индуктивность, сопротивление «улучшенного» массива лишь ненамного меньше «обычного».

4. На «улучшенный» массив сильно влияет индуктивность. Посмотрите на рис. 11 – пунктирный график очень похож на АЧХ колебательного контура, как ее рисуют в учебниках. Левая спадающая ветвь – емкостная составляющая, правая растущая – индуктивная (так и есть это – колебательный контур и минимум сопротивления – это резонанс конденсатора).

5. На частотах примерно до 3 кГц на «обычный» массив заметно влияет активное сопротивление проводников. Как только его снизили, сразу получили совпадение с одиночным конденсатором.

6. А индуктивность монтажа портит нам всю малину. Начиная с примерно 5 кГц вместо снижения сопротивления как у одиночного конденсатора, сопротивление массива, даже «улучшенного» неудержимо растет.

Давайте теперь вспомним, что на графиках есть еще характеристика конденсатора большой емкости. Сравним его с массивом. На низких частотах массив чуть лучше (рис. 10 с «естественными» результатами). Это понятно, у него больше емкость, значит сопротивление меньше. Но на частоте 1 кГц графики уже совпадают, а выше частоты 1 кГц массив работает хуже, чем одиночный конденсатор! «Улучшение» массива приносит пользу и сопротивление «улучшенного» массива меньше, чем у конденсатора большой емкости аж до 20 кГц. Правда потом становится хуже. Насколько это плохо сказать трудно: на частотах выше 20 кГц сигнала очень мало, в основном его гармоники, и некоторое ухудшение их фильтрации наверное не страшно.

Выходит, что «обычный» массив проигрывает конденсатору большой емкости, а «улучшенный» хоть и немного, но побеждает. На самом деле об этом судить еще рано. Мы говорили пока о модуле полного сопротивления конденсатора. Если он меньше, то это конечно лучше, но надо еще проверить, а в конденсаторном ли режиме работает наше устройство? А то может при маленьком сопротивлении конденсатор уже и не конденсатор вовсе? Давайте посмотрим на фазочастотные характеристики (рис. 12).

Рис. 12. Фазочастотные характеристики конденсаторов и массива.

Первое, что бросается в глаза: различие красных линий на низких частотах. Значит, даже на таких частотах активное сопротивление монтажа сильно влияет на работу конденсаторов. У «улучшенного» массива сдвиг фаз сохраняется равным -90 градусов вплоть до частоты 500 Гц. Значит вплоть до этой частоты «улучшенный» массив является почти идеальным конденсатором. А вот «обычный» массив разочаровал. Он теряет свои емкостные свойства очень быстро, при этом абсолютно на всех частотах он хуже, чем конденсатор большой емкости! Выходит, что «обычный» массив хуже и по амплитуде, и по фазе. «Улучшенный» массив опережает конденсатор большой емкости до частоты 3 кГц. То есть на низких частотах он лучше и заметно. Но если по сопротивлению он лучше практически до частоты 20 кГц (рис. 10), то оказывается, что свои емкостные свойства он теряет быстрее конденсатора большой емкости. Выше 5 кГц «улучшенный» массив превращается в катушку индуктивности. Поэтому, хоть его модуль сопротивления и меньше, чем у конденсатора большой емкости, как конденсатор он уже на самом деле не работает. И во всем виновата индуктивность монтажа, которую сделать маленькой невозможно.

Выходит, «обычный» массив начисто проиграл большому конденсатору, а «улучшенный» на низких частотах (до 2 кГц) превосходит, а на высоких проигрывает большому конденсатору.

Но это еще не все. Конденсаторы фильтра выполняют три важные функции:

1. Подавляют пульсации выпрямленного напряжения.

2. Подпитывают энергией усилитель, когда в напряжении питания, поступающем из сети, наступает пауза (вот тут важны «конденсаторные» свойства конденсаторов).

3. Пропускают через себя ток нагрузки усилителя.

Вот этой третьей функцией и займемся. Конденсатор фильтра (либо массив конденсаторов) – это элемент блока питания, который подключается к усилителю соответствующим кабелем (рис. 13). Ток нагрузки усилителя (т.е. колонок) протекает через этот кабель, и сопротивление кабеля складывается с сопротивлением конденсатора. Давайте посмотрим, что получается у массива вместе с кабелем.

Рис. 13. Схема подключения усилителя к блоку питания.

В качестве кабеля использовались скрученные (для уменьшения помех и собственной индуктивности) провода сечением 1 мм2 и длинной примерно 30 см (рис. 14).

Рис. 14. Кабель, идущий от блока питания к усилителю.

Измеряем АЧХ кабеля самого по себе, потом подключаем массив и конденсатор к кабелю и измеряем все это дело вместе, так, как оно будет работать в усилителе (рис. 15).

Рис. 15. АЧХ массива, кабеля и массива, подключенного через кабель.

Сопротивление кабеля весьма малО – всего 0,01 Ом. Но на высоких частотах индуктивность вносит свое влияние, и полное сопротивление кабеля растет. И это при скрученных проводах, если их не скручивать (использовать двойной провод), индуктивность получается в несколько раз больше, а если это будет два разных провода, идущих не вместе, то индуктивность увеличится со страшной силой. На низких частотах до 1 кГц влияние кабеля мизерно, Сопротивление массива, включенного через кабель, практически такое же, как и у самого массива конденсаторов. А вот выше частоты 1 кГц сопротивление системы массив-кабель заметно растет. И этот рост сопротивления «съедает» почти все превосходство «улучшенного» массива перед одиночным конденсатором! Сравните синюю и зеленую линии. В области низких частот массив выигрывает только из-за того, что у него больше емкость. Конденсатор в 14000 мкФ был бы точно таким же, как и массив. А уже со средних частот, где «улучшенный» массив хоть и не сильно, но превосходил одиночный конденсатор, разницы и нет. А на высоких частотах одиночный конденсатор на самые копейки лучше.

Что получаем в итоге?

1. На самом деле работа конденсатора в режиме индуктивности неприятна, но не смертельна. В этом случае конденсатор не все свои функции выполняет как надо, но худо-бедно выполняет. Лучше конечно сделать так, чтобы во всей полосе звуковых частот (или какие еще там частоты воспроизводятся усилителем) конденсатор работал в режиме емкости. Тогда можно гарантировать возможность получения максимально качественного звука.

2. Массивом конденсаторов будем называть много (больше десяти) конденсаторов маленькой емкости, включенных параллельно и используемых вместо одного конденсатора большой емкости. Пара-тройка параллельных конденсаторов массивом не является.

3. Массив конденсаторов получается хуже, чем одиночный конденсатор большой емкости из-за влияния сопротивления и индуктивности монтажа.

4. Даже если удается снизить сопротивление монтажа, индуктивность монтажа заметно снизить не получается, поэтому даже массив со сниженным сопротивлением монтажа примерно эквивалентен одиночному конденсатору. В чем-то чуть-чуть лучше, в чем-то чуть-чуть хуже. А возни с ним много. И излучение помех от большой платы массива устранить труднее.

5. А ведь это я использовал для сравнения самый обычный конденсатор большой емкости. Если бы я использовал конденсатор LowESR, или Low Impedance, то одиночный конденсатор победил бы даже «улучшенный» массив.

6. Если же учесть влияние кабеля, которым блок питания соединяется с усилителем, то все небольшие преимущества массива сглаживаются (а вот недостатки не уменьшаются).

Вывод – применение массивов конденсаторов в усилителях не имеет смысла. В лучшем случае ничего не улучшится, в худшем (при неудачном монтаже) мы получим свойства массива хуже, чем у одиночного конденсатора, даже самого обычного. Пара-тройка конденсаторов большой емкости, соединенные параллельно (например, 3 штуки по 4700 мкФ) свойств не ухудшают, т.к. там индуктивность и сопротивление монтажа получаются низкими.

А почему же на форумах пишут, что поставили массив и улучшили звучание? А вы в действительности видели тот массив? Вы разве не знаете, что люди могут, мягко говоря, нафантазировать, особенно если речь идет о самоутверждении? А может и действительно поставили массив и даже послушали – человеческое самовнушение очень велико, и если чего-то очень хочешь услышать, то обязательно услышишь. Реальное улучшение звучания (если оно есть) можно услышать, проведя грамотные сравнительные тесты. Но они ведь при этом не проводятся. А в аудиожурнале напишут что угодно, для них вранье не является чем-то недопустимым, для них важнее реклама за которую им платят деньги.

Тем не менее, массивы применяются. Там, где их недостаток можно обратить в пользу. Например, в импульсных блоках питания. Там индуктивность монтажа является дополнительным фильтром, фильтрующим ВЧ пульсации. И весьма эффективно фильтрующем. Правда там используются не сотни конденсаторов, а не более десяти.

Что же делать?

Если хотите улучшать свойства аппаратуры, то действовать надо по-умному. Применяя правильные схемотехнические приемы, тупое количественное увеличение чего-либо обычно оказывается неудачным решением. Вот пример изящного решения проблемы влияния соединительного кабеля (которое применяется абсолютно всеми грамотными разработчиками): на плате усилителя надо установить дополнительный конденсатор в цепи питания. Особенно хорошо, если этот конденсатор будет LowESR, т.к. он подключен непосредственно к усилителю и влияние сопротивления и индуктивности монтажа минимально. На рис. 16 показана схема, а на рис. 17 АЧХ такого решения. Видите насколько стало лучше? Работает до 20 кГц! А если еще параллельно электролитическому конденсатору на плате усилителя установить керамический или пленочный, которые работают вплоть до очень высоких частот, то он поможет сохранить емкостный характер сопротивления на всех частотах. Т.е. такой составной конденсатор будет работать на всех частотах в режиме конденсатора. И это решение во много раз лучше, чем городить массивы.

Рис. 16. Дополнительный конденсатор, устанавливаемый на плате усилителя. Рис. 17. АЧХ конденсатора, подключенного через кабель с установленным дополнительным конденсатором 1000 мкФ на плате усилителя.

Есть мнение, что подключив конденсатор емкостью 100…200 мкФ параллельно конденсатору большой емкости, мы улучшим частотные свойства последнего. Это верно лишь отчасти. В блоке питания так поступать нет смысла (но хуже не будет, если оставаться в пределах разумного) – соединительный кабель «съест» все улучшение, видимое со стороны усилителя. Хотя некоторая (очень небольшая) польза все же будет – будут чуть-чуть лучше фильтроваться ВЧ помехи и гармоники, поступающие от сети. Если же конденсатор емкостью 100…200 мкФ установить на плате усилителя, то его помощь будет мала, потому что емкость маловата. На рис. 16 зеленая линия это фактически характеристика одного только конденсатора 1000 мкФ. Конденсатор 100 мкФ будет наверняка обладать лучшими высокочастотными свойствами, но его реактивное сопротивление будет в 10 раз выше и с таким конденсатором практически ничего не улучшится (его кривая пойдет заметно выше синей линии). Так что вместо конденсатора 1000 мкФ конденсатор 100…200 мкФ устанавливать нет смысла. А вот совместно в принципе можно. Но пользы от этого будет мало (10%), а вот из-за увеличения длины дорожек или более неудачного монтажа может вылезти что-то плохое. Хотя, если очень хочется, можно напаять конденсатор 100 мкФ с обратной стороны платы прямо на выводы конденсатора 1000 мкФ.

О правильном конструировании источников питания можно еще много чего сказать, но это уже совсем другая история…

PS. В принципе, всех этих измерений можно было бы и не делать, а подумать вот о чем. Почему большой конденсатор оказался хуже маленького по частотным свойствам? Конденсатор большой емкости «внутри состоит» из множества конденсаторов маленькой емкости, соединенных параллельно и сделанных как одно целое. Т.е. в самом общем случае большой конденсатор — это тот же массив с минимально возможными сопротивлениями монтажа (расстояние между «маленькими конденсаторами» нулевое). И тем не менее, эти сопротивления и индуктивности внутри конденсатора сказываются. И их влияние ухудшает свойства большого конденсатора. Разделяя большой конденсатор на множествло маленьких и разнося их друг от друга на некоторое расстояние, мы лишь увеличиваем сопротивление и индуктивность монтажа. И делаем хуже. Минимальные значения индуктивности и сопротивления как раз и получается, когда много маленьких конденсаторов объединяются в один большой.

10.03.2016

Total Page Visits: 2116 — Today Page Visits: 8

Иногда рекомендуют параллельное соединение конденсаторов в фильтрах. Причем предлагают следующие варианты:

а) параллельно конденсатору большой емкости включать точно такой же конденсатор, но маленькой емкости;

б) вместо одного конденсатора большой емкости включать два-три конденсатора меньшей емкости того же типа;

в) вместо одного конденсатора большой емкости включать много конденсаторов небольшой емкости.

Естественно, включать надо параллельно, при этом емкости суммируются, и общая емкость во всех этих случаях получается одинаковой. Давайте разберемся в данном вопросе (вся необходимая информация есть в таблице 1 и рис. 47).

Вариант а). Говорят, что маленький конденсатор будет помогать работать большому.

Это не всегда так. У конденсатора меньшей емкости действительно паразитная индуктивность обычно меньше, поэтому частотные свойства зачастую могут быть лучше (а если у конденсатора малой емкости частотные свойства не лучше, то и говорить не о чем). Рассмотрим эту ситуацию. На рис. 48 показана зависимость модуля полного сопротивления конденсаторов разной емкости от частоты.

Максимальной рабочей частотой конденсатора можно считать ту частоту, на которой его сопротивление минимально. Дальше с ростом частоты полное сопротивление конденсатора начинает расти – это сказывается индуктивность конструкции конденсатора. При этом индуктивное сопротивление перевешивает емкостное, и конденсатор ведет себя как катушка индуктивности. То есть уже и не является конденсатором.

Для конденсатора малой емкости минимум сопротивления действительно наступает на большей частоте, но его сопротивление все равно больше, чем у конденсатора большой емкости (свойства которого на этой частоте уже ухудшаются). А ведь главная задача конденсатора на этих частотах – пропускать через себя ток нагрузки, как можно меньше на него влияя. Поэтому чем у конденсатора сопротивление меньше, тем лучше. И конденсатор малой емкости не очень-то и поможет «большому» конденсатору, слишком уж велико его сопротивление. Только в точке А сопротивления обоих конденсаторов становятся равными, и на более высокой частоте у конденсатора малой емкости сопротивление меньше, чем у «большого». Но посмотрите – в этой точке уже и конденсатор малой емкости работает плохо! В реальности эти графики показаны на рис. 47, где цифрами 1…5 обозначены конденсаторы меньшей емкости, а цифрами 8… 12 – конденсаторы большей емкости.

А вот если в системе присутствует керамический или пленочный конденсатор, то он хорошо работает и на этой частоте, и на более высоких частотах (рис. 48). Только емкость его должна быть достаточно большой,

чтобы на нужных частотах он имел низкое сопротивление.

Вывод: параллельное подключение электролитического конденсатора малой емкости заметной пользы не принесет (хоть и не навредит), гораздо выгоднее шунтирование электролита большой емкости хорошим пленочным конденсатором, который наверняка гораздо более высокочастотный.

Напрашивается вопрос: а для чего же так делают? И даже в промышленной аппаратуре? Ну, во-первых, иногда действительно можно подобрать условия, когда «маленький» конденсатор немного поможет. А главное

– почему бы не поставить такой конденсатор, раз в него верят покупатели? Тем более что он очень дешевый.

Вариант б). Вместо одного конденсатора большой емкости включаем два конденсатора меньшей емкости того же типа. Рассмотрим эту ситуацию для конденсаторов, приведенных в двух последних строках таблицы 1. Допустим, мы ставим два конденсатора 4700 мкФ вместо одного 10000 мкФ. Тогда их сопротивление будет 0,071/2 = 0,0355 Ом, а допустимый ток 3-2=6 ампер. Получается, по ESR примерно то же самое, а по току так даже лучше, чем одиночный конденсатор. Только надо помнить, что у конденсаторов довольно большой разброс, так что можно вместо одного хорошего поставить два плохих. Или наоборот. Более длинные провода, соединяющие два конденсатора, будут иметь большее сопротивление, чем у одиночного. Да и токи заряда конденсаторов будут немного неодинаковыми. В результате это небольшое преимущество от удвоения конденсаторов, скорее всего, будет «съедено» неидеальностью остальных элементов схемы.

Так что в данном случае можно считать эти варианты выбора конденсаторов равноценными. И выбирать тот или иной вариант из каких-либо других соображений. Например, какие конденсаторы поместятся в ваш корпус. Или какие конденсаторы продаются в вашем городе.

Вариант в). Ставим 10 конденсаторов 1000 мкФ вместо одного на 10000 мкФ. Что говорит математика: ESR = 0,199/10 = 0,0199 Ом (по сравнению с 0,033 Ом для конденсатора 10000 мкФ), максимальный ток = 10-1,4= 14А (по сравнению с 5 А конденсатора 10000 мкФ). Вроде бы выигрыш по сопротивлению в 1,5 раза, а по току почти в 3 раза. Судя по полученным цифрам, много конденсаторов лучше, чем один.

Слышали когда-нибудь, как ругают теоретиков, говоря, что на практике получается все совсем не так, как у них в теории? Это про таких горе-теоретиков, которые просто умножат-разделят числа, и не подумают об остальных факторах, влияющих на ситуацию. Посмотрите на рис. 49. Индуктивности и резисторы – это сопротивление и индуктивность проводников, соединяющих всю эту кучу конденсаторов. Поскольку конденсаторов теперь много, то длина проводов существенно увеличивается, растут и индуктивности-сопротивления. Вот тут-то и теряются все преимущества, которые мы насчитали по формулам! Нет, формулы правильные! Только они не учитывают эти вот элементы – ведь мы написали эти формулы без их учета, не подумав про них.

В результате общее сопротивление может получиться даже больше, чем у одиночного конденсатора боль-

шой емкости, а ток распределяется очень неравномерно. Например, при заряде конденсаторов, заряд начинается с самого левого по схеме С1, и в него в самый первый момент времени течет весь максимальный ток (в С2 ток потечет только после того, как С1 уже немного зарядится), а конденсатор-то рассчитан всего на 1,4 ампера! Поэтому может случиться, что этот конденсатор будет перегружаться зарядным током, а значит, долго не проживет. Точно также, разряжается первым самый правый конденсатор СЮ, и он будет перегружаться разрядным током.

В общем, все преимущества обычно получаются только на бумаге. Это как раз та ситуация, когда «слишком хорошо – тоже не хорошо». Все всегда должно быть в разумных пределах, а здесь мы из них вышли. Собственно, «много маленьких» конденсаторов не всегда будет хуже, чем «один большой», но далеко и не всегда будет лучше. Хороший профессионал сможет извлечь пользу из такого включения (когда оно оправданно), а новичок скорее всего все испортит.

На самом деле, есть случай, когда параллельное включение двух-трех конденсаторов принесет пользу. Например, когда конденсатор фильтра установлен возле горячего диода и не удается его отодвинуть. Тогда при нескольких конденсаторов греться будет только один из них.

Или если у вас имеются конденсаторы LowESR, или Lowlmpedance, но их емкости недостаточно. Тогда вы ставите этот хороший конденсатор параллельно с «обыкновенным» и полностью используете его преимущества. Все равно ведь низкое-сопротивление получается на достаточно больших частотах, а там конденсатор даже не очень большой емкости хорошо сработает и принесет пользу. Я так сделал в одном своем блоке питания – поставил обычный конденсатор 10000 мкФ и параллельно ему низкоимедансный 4700 мкФ (интересно, что они оказались одинаковые по размерам). В результате получились хорошими и суммарная емкость, и высокочастотные свойства, и сопротивление. Лучше всего устанавливать высокочастотные и низкоимпе- дансные конденсаторы прямо на плате усилителя, где сведены к минимуму все паразитные индуктивности и сопротивления.

И еще. При любом наборе электролитов, подключение пленочного конденсатора только приветствуется.

Источник: Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. – Москва: Инфра- Инженерия, 2011. – 160 с.

( Q постоянная)

( d , Q постоянная)

V ∝ E ( d постоянная)

← →
oldman © (2008-09-01 17:53) [0]

Ребята, хватит бездумно наворачивать машины!
Я уже трем компам у «чайников» вынес приговор — труп.
Ну почему вы наворачиваете проц, память, видео, винт, приводы, но не наворачиваете блок питания?
На маме аж конденсаторы вздуваются. Маму на помойку.
И винт на помойку.
И БП на помойку.

зы: это типа крик души

← →
clickmaker © (2008-09-01 18:05) [1]

я не наворачиваю, чесспионерское!

← →
Правильный$Вася (2008-09-01 18:10) [2]

> Ну почему вы наворачиваете проц, память, видео, винт, приводы,

а в мои времена фраза «навернулся проц» изначала не разгон, а летальный исход…

← →
@!!ex © (2008-09-01 18:35) [3]

> [0] oldman © (01.09.08 17:53)

Это уж точно для совсем начинающих…
Любой более менее адекватный ИТишник в курсе, что смерть БП — это почти наверняка смерть всего компа.

← →
oldman © (2008-09-01 18:42) [4]

> @!!ex © (01.09.08 18:35) [3]

не все знают, что наворот видеокарты влечет смерть бп…

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-01 19:49) [5]

> oldman (01.09.2008 17:53:00) [0]

А БП то за что, если он не наворачивается?

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-01 19:52) [6]

> @!!ex (01.09.2008 18:35:03) [3]

Ни фига, а каждый месяц меняю два/три блока, правда уже на убыль пошло, заменил три десятка, и только две платы при этом вышли.
Внешне эффект проявлятся так, при включение лампочка мигает и гаснет. Замена блока и полет продолжается.

← →
Хитрий Лис (2008-09-01 20:02) [7]

> Anatoly Podgoretsky © (01.09.08 19:52) [6]
> Ни фига, а каждый месяц меняю два/три блока

Какая-то у вас грязная электроэнергия… Может на вход фильтрующе-компенсирующее оборудование поставить ?

← →
blackman © (2008-09-01 20:03) [8]

Anatoly Podgoretsky © (01.09.08 19:52) [6]
Вот и не наворачивай больше. oldman не советует!
Полет может окончится падением самолета 🙂

← →
antonn © (2008-09-01 20:58) [9]

> На маме аж конденсаторы вздуваются. Маму на помойку.

сейчас ан мамах ставят твердотельные конденсаторы 🙂

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-01 20:58) [10]

> Хитрий Лис (01.09.2008 20:02:07) [7]

Ну дело не в электроэнергии, хотя у нас она первой категории, но выбросы иногда бывают.
Это какой то конструктивный дефект, свыше двух третей компьютеров из одной партии 2003 года.

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-01 20:59) [11]

> blackman (01.09.2008 20:03:08) [8]

Петух птица гордая.

← →
DVM © (2008-09-01 21:14) [12]

> На маме аж конденсаторы вздуваются. Маму на помойку.

Тут возможно перепутана причина и следствие. Конденсаторы вряд ли будут вздуваться от большого тока, так как он, ток, через них все равно не течет. А вот из-за собственного старения они иногда начинают этот самый ток пропускать вплоть до пробоя, что иногда очень сильно нагружает блок питания и он выходит из строя. При утечке в конденсаторе он греется, как следствие еще больше повреждается и процесс этот нарастает лавинообразно.

← →
blackman © (2008-09-01 21:30) [13]

Anatoly Podgoretsky © (01.09.08 20:58) [10]
Ну и заменили бы всю партию. Зачем самому уродоваться. Гарантия же должна быть.

но выбросы иногда бывают
А что UPS ?

← →
DerMeister (2008-09-01 22:38) [14]

> смерть БП — это почти наверняка смерть всего компа.

Совсем нет.

← →
KilkennyCat © (2008-09-01 23:07) [15]

Я надеюсь, данное предупреждение не только на этом форуме, но также и во всех остальных вывешено? А также в прочих СМИ?

← →
X9 © (2008-09-02 05:08) [16]

> Любой более менее адекватный ИТишник в курсе, что смерть
> БП — это почти наверняка смерть всего компа.

Любой, более менее адекватный производитель БП в курсе, что смерть БП ни в коем случае не должна отразиться на остальной части железа.

← →
Alex Konshin © (2008-09-02 06:24) [17]

> @!!ex © (01.09.08 18:35) [3]
> > [0] oldman © (01.09.08 17:53)Это уж точно для совсем
> начинающих…Любой более менее адекватный ИТишник в курсе,
> что смерть БП — это почти наверняка смерть всего компа.

Не вижу логики. Смерть БП это смерть БП и ничего больше. У меня умерло уже где-то 4 БП, но только один винчестер и одна motherboard. Напомню, что компьютеры у меня водятся дома более 10 лет и на данный момент у меня дома 6 компьютеров (ноутбуки, рейд и роутеры я не считаю). Ну а работаю я с компьютерами уже порядка 20 лет.

По моему опыту обычная причина смерти — перегрев из-за проблем с системой охлаждения (кулер сломался или смазка в нём высохла, плохая вентиляция, и т.п.). Кстати, вздутые конденсаторы (вот этого у меня не было) — это явный признак перегрева.

← →
YurikGL © (2008-09-02 07:31) [18]

> сейчас ан мамах ставят твердотельные конденсаторы 🙂

Дорого это очень… так что не верю, что на матерях среднего пошиба вообще нет жидкостных.

← →
han_malign © (2008-09-02 09:54) [19]

> Внешне эффект проявлятся так, при включение лампочка мигает
> и гаснет. Замена блока и полет продолжается.

«Вытащите шнур питания из блока питания для сброса остаточного напряжения, затем нажмите и удерживайте в течение 10 секунд кнопку включения. И затем подключите шнул питания обратно к блоку. И попытайтесь включить компьютер.»
(с)http://support.asus.com/troubleshooting/troubleshooting.aspx?no=755&SLanguage=ru-ru

Сам удивлялся, но у меня это проблему полечило…

← →
tesseract © (2008-09-02 14:47) [20]

> Кстати, вздутые конденсаторы (вот этого у меня не было)
> — это явный признак перегрева.

Это признак того, что у тебя блок питания, например из-за винта, начал шарашить не +5 а +6-7 вольт, соотвественно и грееться всё нехило. Они же все одноканальные, пошёл винчестер при загрузке ток кушать — и разом блок напряжение поднял на все +5 В.

← →
DVM © (2008-09-02 14:53) [21]

> Кстати, вздутые конденсаторы (вот этого у меня не было)
> — это явный признак перегрева.

Опять причина со следствием перепутана. Еще раз объясняю. Через исправный конденсатор постоянный ток НЕ ТЕЧЕТ. Соответственно конденсаторы, грубо говоря, обычно включены между + и — для стабилизации напряжения. Какой бы ток не потреблялся от БП на конденсаторе это не отразится, поскольку ток течет НЕ ЧЕРЕЗ НЕГО. Но тут в конденсаторе возникает утечка (причины могут быть разные) и он начинает пропускать ток через себя (напоминаю, что он включен между + и -). Он начинает нагружать БП и соответственно греется. Нагрев и ток вызывает вскипание электролита и выделение газов из-за которых он вздувается.

← →
DVM © (2008-09-02 14:56) [22]

> Это признак того, что у тебя блок питания, например из-за
> винта, начал шарашить не +5 а +6-7 вольт, соотвественно
> и грееться всё нехило.

может быть причиной пробоя конденсатора из за чего он начнет греться, но маловероятно, чтобы изменение напряжения на 1-2 вольта вызвали пробой, т.к. конденсаторы обычно ставятся с запасом по вольтажу. Например конденсатор на 10 вольт ставится в цепь 6.3 вольта, на 400 вольт в цепь 220 в. и т.д.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 15:02) [23]

DVM ©

http://www.rooter.nm.ru/bxboards.v.kiev.ua/npn.htm

← →
DVM © (2008-09-02 15:10) [24]

> Игорь Шевченко © (02.09.08 15:02) [23]

ну так я то же самое и сказал.

Виновата не нагрузка, а сам конденсатор (дефекты изначальные или возникшие со временем, высыхание или внешние факторы, неэлектрического происхождения )

По приведенной ссылке:

1) Невозможно, о чем там и написано.
2) Внешний фактор, нагрев извне. С нагрузкой БП непосредственно не связан.
3) Дефект конденсатора (утечки более заявленных)
4) Брак конденсатора

Т.е. нигде не написано, что повышенная нагрузка на БП приводит к вздутию конденсаторов. Косвенно может быть внешний нагрев пагубно на них влияет, но только косвенно.

← →
DVM © (2008-09-02 15:12) [25]

Итого вывод по статье — единственная весомая причина брак самого конденсатора, т.е. чрезмерная нагрузка на БП не влияет на вспухание конденсаторов.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 15:19) [26]

> Т.е. нигде не написано, что повышенная нагрузка на БП приводит
> к вздутию конденсаторов

ну да. кондеры дуются исключительно от температуры, больше им физически не от чего дуться. каким образом повышенная нагрузка может приводить к увеличеню температуры кондеров в цепи питания этой самой нагрзки — это наверно надо спрашивать у тех, кто утверждает такую чушь.

Кстате, на блоках питания (на всех импульсных) стоит не одна защита от перенапряжения на выходе, а несколько.

← →
tesseract © (2008-09-02 15:30) [27]

> каким образом повышенная нагрузка может приводить к увеличеню
> температуры кондеров

Например повышением температуры на чипах рядом стоящих микросхем и др. Я не говорил что температура растёт именно на кондёре.

← →
Sapersky (2008-09-02 15:31) [28]

Вот здесь написано, что наоборот 🙂
http://www.rom.by/articles/about_new_hdd/index.htm
+5 В — стабилизируемое, но +12 — нет, от чрезмерной нагрузки по +5 оно оказывается завышенным (так уж работает стабилизация +5 в БП), и медленно, но верно убивает тот же винчестер.
И это похоже на правду. Даже по неточным, как сказано в статье, показаниям БИОСа на хороших БП +12 оказывается куда ближе к норме, чем на плохих. И HDD весьма положительно реагируют на замену БП — даже полумёртвый может на время подняться из могилы и позволить слить с него данные, а то и проработать ещё несколько месяцев.

← →
tesseract © (2008-09-02 15:34) [29]

> +5 В — стабилизируемое, но +12 — нет, от чрезмерной нагрузки
> по +5 оно оказывается завышенным

Зависит от блока БП. Есть и с раздельной стабилизацией напряжений, есть со стабилизацией по разным +5 вольт. 90% выход из строя винчестеров — как раз те самые 12 вольт.

ЗЫ: Да +12 нестабилизируемое — перепутал.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 15:34) [30]

tesseract © (02.09.08 15:30) [27]

> Например повышением температуры на чипах рядом стоящих микросхем
> и др. Я не говорил что температура растёт именно на кондёре.
>

Как известно, на кондерах пишется их, кондеров, температура при которой они сохраняют свою работоспособность и не пухнут. Для кондеров в компах это обычно 105 градусов. Если при такой температуре могут работать, не вылетая, чипы рядом стоящих мелкосхем, а вот кондеры непременно вздуваются, то это революция в температурном режиме полупроводников.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 15:36) [31]

а давно +12 не стабилизируемое ?

← →
tesseract © (2008-09-02 15:44) [32]

> а давно +12 не стабилизируемое ?

Оно-то, в принципе стабилизируемое, но при высоких нагрузках, как синус в военное время.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 15:47) [33]

tesseract © (02.09.08 15:44) [32]

> Оно-то, в принципе стабилизируемое, но при высоких нагрузках,
> как синус в военное время.

С этого момента подробнее, пожалуйста 🙂

← →
tesseract © (2008-09-02 15:48) [34]

А вот оно-то и поднимется из-за отработанного ШИМ-контроллером увеличения ширины импульса! Да ещё и в 2.4 раза больше нежели "отработанное", из-за "отношения числа витков обмоток". Вот и получаем вместо "положенных" 11.8-12.2V частенько ~12.5-12.8V, а иногда даже выше 13V. И это при максимально допустимом 12.6V. (Температура большинства современных винчестеров, особенно на 7200 оборотов, при превышении +12V начинает "нелинейно-резко" увеличиваться). Именно это объясняет "загадку", почему один и тот же винчестер, подключённый к одному компьютеру слегка тёплый, а к другому горячий как печка. Конечно, это не может объяснить всех случаев перегрева из-за, всё-таки, различного реагирования разными моделями на повышение по +12V, однако, как говорится, тенденция - на лицо.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 15:53) [35]

tesseract © (02.09.08 15:48) [34]

Э…давай ты этот хлам не будешь цитировать, да ?

← →
tesseract © (2008-09-02 16:04) [36]

> Э…давай ты этот хлам не будешь цитировать, да ?

Ну тогда мультиметром проверь напряжение. Если не веришь. Посмотришь пульсации.

← →
KilkennyCat © (2008-09-02 16:07) [37]

> Игорь Шевченко © (02.09.08 15:53) [35]

Ща другой протицируют…

Судя по данному разделу форума, все-таки знание делфи автоматически дают знания во всех остальных областях науки и жизни. По крайней мере, уверенность в наличии ентих знаний.

← →
KilkennyCat © (2008-09-02 16:08) [38]

> Ну тогда мультиметром проверь напряжение. Если не веришь.
> Посмотришь пульсации.
>

я ж говорил…

← →
tesseract © (2008-09-02 16:10) [39]

> я ж говорил…

А я мерил.

← →
KilkennyCat © (2008-09-02 16:10) [40]

> tesseract © (02.09.08 16:10) [39]
>
>

молодец.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 16:13) [41]

tesseract © (02.09.08 16:04) [36]

Мультиметром пульсации на выходе импульсного блока питания мерить — это сильно.

← →
antonn © (2008-09-02 16:17) [42]

мультиметр — прибор объединяющий в себе несколько функций. Может у него осцилограф там есть 🙂

← →
DVM © (2008-09-02 16:28) [43]

> Если при такой температуре могут работать, не вылетая, чипы
> рядом стоящих мелкосхем, а вот кондеры непременно вздуваются

Не все конечно, но насколько мне известно многие чипы переносят более менее сносно такие (105 град) температуры. У некоторых микросхем (например стабилизаторы напряжения) и вовсе до 140 градусов рабочая температура. Со 140 начинают разрушаться кремниевые структуры. Но все равно, температуры внутри ПК выше 90 градусов это уже ненормально.

← →
DVM © (2008-09-02 16:31) [44]

Чтобы узнать стабилизировано или нет 12 в откройте БП и посмотрите на разводку. Все станет понятно. Если не станет — не спорьте об этом.

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-02 16:33) [45]

> DVM (02.09.2008 16:28:43) [43]

Если готовить яицницу то очень даже нормальная температура.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 16:41) [46]

DVM © (02.09.08 16:28) [43]

> Не все конечно, но насколько мне известно многие чипы переносят
> более менее сносно такие (105 град) температуры. У некоторых
> микросхем (например стабилизаторы напряжения) и вовсе до
> 140 градусов рабочая температура. Со 140 начинают разрушаться
> кремниевые структуры. Но все равно, температуры внутри ПК
> выше 90 градусов это уже ненормально.

Ты только учти один факт — чтобы нагреть рядом стоящий кондер до 105 (ну пусть даже до 80 градусов), какая нужна температура корпуса чипа. Дальше ты посчитай температурное сопротивление кристалл/корпус и температурное сопротивление корпус/окружающая среда.
Удивись.

← →
DVM © (2008-09-02 16:43) [47]

Возвращаясь к 12 в и вопросу о его стабилизированности или нет. Есть много разных схем БП и 12 в в них в разной степени стабилизировано.

Устройство большинство БП схоже:

В БП есть мощный выпрямитель, который формирует постоянный ток. Есть генератор, который управляет подачей на трансформатор этого постоянного тока. Этот генератор подает ток не непрерывно, а импульсами. Он же генератор может управлять шириной импульса. Генератор питается от своего источника.
Трансформатор имеет обмотки на 5 и 12 вольт. Плюс возможно есть обмотки для обратной связи и управления генератором. Возможно есть еще схемы, которые отслеживают напряжение 5 и (или) 12 в и тоже управляют генератором. Т.е. напряжения 5 и 12 вольт зависят друг от друга, т.к. генератор один. Далее, что на 5 в что на 12 в стоят фильтры, которые сглаживают импульсы со вторичных обмоток и получаем т.о. постоянные 5 и 12 в.

← →
DVM © (2008-09-02 16:45) [48]

> Ты только учти один факт — чтобы нагреть рядом стоящий кондер
> до 105 (ну пусть даже до 80 градусов), какая нужна температура
> корпуса чипа. Дальше ты посчитай температурное сопротивление
> кристалл/корпус и температурное сопротивление корпус/окружающая
> среда.
> Удивись.

Да я не удивлюсь, потому как считаю, что нагреть до 105 кондер даже находясь на расстояниии 3 мм от него почти нереально без воспламенения компьютера.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 16:48) [49]

DVM © (02.09.08 16:43) [47]

> Устройство большинство БП схоже

Дядьки Хоровиц и Хилл в своем «Исскусстве схемотехники» до деталек разбирают схемотехнику компьютерных импульсных блоков питания на примере.

В нем, в блоке, вообще-то стабилизированы все выходные напряжения.

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-02 16:48) [50]

> DVM (02.09.2008 16:45:48) [48]

> нереально без воспламенения компьютера.

Зачем дело встало? Ну кроме того, что паршиво горит.

← →
KilkennyCat © (2008-09-02 16:49) [51]

> нагреть до 105 кондер даже находясь на расстояниии 3 мм
> от него почти нереально без воспламенения компьютера.

пульсациями на свч. направленными.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 16:50) [52]

> Да я не удивлюсь, потому как считаю, что нагреть до 105
> кондер даже находясь на расстояниии 3 мм от него почти нереально
> без воспламенения компьютера.

ну да 🙂

Кстати, эксплуатировал материнскую плату фирмы ABit (той самой, которую во всех форумах проклинают, как источник вздувшихся кондеров) на протяжении 7 лет. Кондеры не вздулись, на 8-м году жизни умерла по иным причинам.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 16:51) [53]

> Зачем дело встало? Ну кроме того, что паршиво горит.

Воняет зато противно

← →
KilkennyCat © (2008-09-02 16:56) [54]

Есть все-таки несколько но:
маркировка на кондерах не всегда 105, иногда паяют 85.
маркировка не всегда гарантирует соответствие.
Из практики: делл оптиплех, маленький такой корпусик… стандартный вылет летом из-за вспучивание кондеров. Кондеры на 85. Температура внутри корпуса не превышала 60. Перепаяли на заведомо фирменные 105. Все ок.
Блок питания мы даже не проверяли — на второй машине и так все ясно.
Деллок таких около пяти штук реанимировано было.

← →
Jeer © (2008-09-02 16:57) [55]

>Еще раз объясняю. Через исправный конденсатор постоянный ток НЕ ТЕЧЕТ.
>Соответственно конденсаторы, грубо говоря, обычно включены между + и — для стабилизации напряжения.

Неверно — они включены для снижения уровня пульсаций постоянного напряжения.
С повышением нагрузки БП уровень пульсаций растет, т.к. кондесаторы не имеют возможности саморазмножаться.
В тоже время, кондесаторы нормируются по реактивной мощности — читай по уровню переменной составляющей.

>Виновата не нагрузка, а сам конденсатор (дефекты изначальные или возникшие со временем
> т.е. чрезмерная нагрузка на БП не влияет на вспухание конденсаторов.

Это вторичные факторы, первичным является именно эксплуатация БП при повышенной нагрузке.

> каким образом повышенная нагрузка может приводить к увеличеню температуры кондеров в цепи питания этой самой нагрзки — это наверно надо спрашивать у тех, кто утверждает такую чушь.

Запросто 🙂 Увеличивается ток через конденсатор, который, естественно, имеет право на рассеивание мощности в определенных
конструкцией пределах.

← →
DVM © (2008-09-02 16:57) [56]

> В нем, в блоке, вообще-то стабилизированы все выходные напряжения.

Я и говорю, что они стабилизированы все. Они не могут быть не стабилизированы, потому что сама природа импульсного блока питания такова. Другое дело как стабилизированы. Возможны варианты:

оба напряжения и 5 и 12 без обратной связи (так не делают)
обратная связь только для 5 в, а 12 в без обратной связи. (так делают)
обратная связь только для 12 в, 5 в без обратной связи (вроде не делают)
оба с обратной связью и, возможно, раздельные импульсные трансформаторы и генераторы (думаю делают в дорогих БП).

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-02 17:03) [57]

> Игорь Шевченко (02.09.2008 16:51:53) [53]

Как клопы, очень вонючии.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 17:06) [58]

А вот народ говорит, что у некоторых матерей и, соответственно, корпусов, просто неудачная конструкция и кондеры на матери конкретно греются от неудачного теплового режима (недостаточной вентиляции, неудачном расположении греющихся компонентов, и т.п.)
Так что про повышенную нагрузку — оно не всегда.

← →
DVM © (2008-09-02 17:06) [59]

> Неверно — они включены для снижения уровня пульсаций постоянного
> напряжения.
> С повышением нагрузки БП уровень пульсаций растет, т.к.
> кондесаторы не имеют возможности саморазмножаться.

Это скорее относится к конденсаторам внутри БП, так как на выходе БП при исправных фильтрах внутри БП пульсации уже очень незначительны. При значительных пульсациях, способных повредить конденсаторы, остальные бы схемы компьютера просто бы не смогли бы работать.

← →
Jeer © (2008-09-02 17:10) [60]

> Игорь Шевченко © (02.09.08 17:06) [58]
> греются от неудачного теплового режима

Так кривые руки не только у программистов бывают 🙂

> Это скорее относится к конденсаторам внутри БП,

Разумеется, скорее к ним, но у них же и быстрее наступает потеря емкости и тогда пульсации начинают давить материнские кондеры.

← →
DVM © (2008-09-02 17:16) [61]

Вообще, наверное, я могу согласиться, что при чрезмерной нагрузке на БП несколько повышается уровень пульсаций напряжения на выходе. Электролитические конденсаторы не любят таких пульсаций. На некоторых платах параллельно с ними ставят керамические конденсаторы на 1000 пф, что снижает такие высокочастотные пульсации. Но все же, главное — это качество исполнения самого конденсатора. Некоторые из них допускают включение в цепи с пульсациями, некоторые нет, одни более качественно сделаны, другие менее. Производитель плат по идее должен учитывать это, но в погоне за дешевизной ставят дешевые детали от нерадивых изготовителей. В результате они вздуваются.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 17:16) [62]

Jeer © (02.09.08 17:10) [60]

> Так кривые руки не только у программистов бывают 🙂

Кто бы спорил.

> Разумеется, скорее к ним, но у них же и быстрее наступает
> потеря емкости и тогда пульсации начинают давить материнские
> кондеры.

Тут только один момент есть — эти кондеры (которые пухнут) обычно стоят на выходе преобразователя напряжения для питания процессора и/или памяти, а не дополнением к подавлению пульсаций по цепи +3.3V. Кстати, емкость у них немаленькая.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 17:17) [63]

> Вообще, наверное, я могу согласиться, что при чрезмерной
> нагрузке на БП несколько повышается уровень пульсаций напряжения
> на выходе. Электролитические конденсаторы не любят таких
> пульсаций

То-то их всю жизнь после диодных мостов ставят :))

← →
Jeer © (2008-09-02 17:19) [64]

> Тут только один момент есть — эти кондеры (которые пухнут)
> обычно стоят на выходе преобразователя напряжения

Ну вот на них и идет нагрузка 🙂
Особенно если заниматься на компьютере не плавными раздумьями над очередной реализацией алгоритма, а гонять квейку или иже с ним 🙂

Мне, вот такие кондеры нравятся:
http://kazus.ru/articles/371.html

← →
Jeer © (2008-09-02 17:20) [65]

> То-то их всю жизнь после диодных мостов ставят :))

А раньше-то как хороши были LC-фильтры на 100 херц 🙂

← →
DVM © (2008-09-02 17:22) [66]

> Игорь Шевченко © (02.09.08 17:17) [63]

> То-то их всю жизнь после диодных мостов ставят :))

Не, Игорь, это не те пульсации. В импульсных БП пульсации высокочастотные. И форма импульса другая.

← →
Jeer © (2008-09-02 17:27) [67]

Да какая разница — важно сделать правильный расчет цепей сглаживания в зависимости от спектрального состава питания с учетом падения емкости в зависимости от частоты и потерь на данный типономинал кондера.
Не зря же мы ставили танталовые, в свое время 🙂

← →
Sapersky (2008-09-02 17:33) [68]

DVM © (02.09.08 16:57) [56]

Спасибо за объяснения, но пока не вижу противоречий с тем, что пишет автор статьи, кроме сугубо терминологических (он под стабилизацией, похоже, подразумевает эту самую обратную связь).
Т.е. он пишет о таком варианте:
обратная связь только для 5 в, а 12 в без обратной связи. (так делают)
Помнящим Хоровица и Хилла наизусть такая вольность, вероятно, кажется жутким кощунством, но простым смертным — мелкой деталью, не меняющей сути.
Буду признателен, если укажете на другие ошибки в статье, если они есть.

← →
Игорь Шевченко © (2008-09-02 17:59) [69]

DVM © (02.09.08 17:22) [66]

> Не, Игорь, это не те пульсации. В импульсных БП пульсации
> высокочастотные. И форма импульса другая.

В импульсных БП они тоже после диодных мостов стоят 🙂 А то, что форма другая — так кондер даже пилу съест, не говоря о прямоугольнике 🙂

← →
Jeer © (2008-09-02 18:12) [70]

> Буду признателен, если укажете на другие ошибки в статье,
> если они есть.

А..э.. статью -то я и не прочитал. 🙂
Собственно, согласен — скорее всего некачественная партия кондеров.

Из замечаний по статье:
>В силу конструктивных особенностей электролитические конденсаторы >сохраняют свои свойства на частотах до ~1 МГц
Как правило, до значительно меньших частот: 30..100 кГц

>Так как питается от фильтра чувствительная к качеству питания цифровая схема,
Не особо-то и чувствительные они, цифровые схемы к качеству питания.

>включая вместо одного конденсатора, емкости 5x пять конденсаторов той же >серии, но впятеро меньшей емкости х параллельно мы получим >эквивалентный >конденсатор той же емкости 5х с впятеро меньшими >потерями на проводниках.

Делается это для снижения паразитной индуктивности обкладок, в основном.
Омическое сопротивление пренебрежимо мало, по ср. с индуктивным на рабочих частотах

Кондеры для блоков питания несут основную токовую нагрузку и предназначены для работы на частотах до десятков-сотен килогерц.
Кондеры, стоящие на материнских платах добивают остатки пульсаций, фильтруют индукционные выбросы на гибких и печатных проводах (дорожках), а также вынуждены бороться с пульсацией нагрузки от активных приборов, которая, в общем-то, может быть в больших пределах и с широким спектром.
Учитывая, что емкости кондеров второй категории невелики, возможны пагубные варианты.

Правильное согласование конструкции и номиналов кондеров — залог высокой безотказности схемы.

>Соответственно, уровень пульсаций не может превышать 20% от >максимальной мощности.

Так, например, для отечественных и не самых плохих ниобиевых кондеров К53-60 на частоте 100 Гц допустим уровень пульсаций 15%, а на частоте 10 кГц — менее 1%.

← →
Sapersky (2008-09-02 19:23) [71]

В [68] я обращался к DVM 🙂
И меня интересует в основном — есть ли всё-таки эффект повышения напряжения +12 B при большой нагрузке на +5 B у современных массовых (made in China) БП.
Статья:
http://www.rom.by/articles/about_new_hdd/index.htm
(п.2 Завышенное напряжение питания)
Допустим, что изложено безграмотно, что экзамен по схемотехнике никому из местных гуру автор не сдал бы. Но в общем-то он прав?
Если нет, интересно, откуда завышение при измерении.

← →
VirEx © (2008-09-02 20:16) [72]

> [7] Хитрий Лис (01.09.08 20:02)
>
> > Anatoly Podgoretsky © (01.09.08 19:52) [6]
> > Ни фига, а каждый месяц меняю два/три блока
>
> Какая-то у вас грязная электроэнергия… Может на вход фильтрующе-компенсирующее
> оборудование поставить ?

кстати, недавно нашел такую фиговину, типа ферро… вобщем такая штука нацепляется на сетевой шнур
нацепил на сетевой принтер, и свет не так заметно стал мигать когда ктонибудь печатает 🙂

← →
DVM © (2008-09-02 22:14) [73]

> Sapersky (02.09.08 19:23) [71]

> И меня интересует в основном — есть ли всё-таки эффект повышения
> напряжения +12 B при большой нагрузке на +5 B у современных
> массовых (made in China) БП.

Нет, такого эффекта быть не должно. В 56 я описал возможные случаи из которых первые три уже не встречаются. Встречается чаще всего четвертый. Но в обычных БП нет двух стабилизаторов и нет двух генераторов и нет двух трансформаторов. Это непозволительная роскошь. В массовых БП сделано так:

Cигнал обратной связи снимается сразу с двух шин +12В и +5В, через резисторный делитель. Качество стабилизации каждого из напряжений по отдельности страдает, однако стабилизатор блока питания реагирует на изменение нагрузки не по одному, а сразу по двум напряжениям – и в результате блок питания нормально работает при различных распределениях нагрузки между этими двумя шинами.

Если просто снимать сигнал обратной связи с 5В (первый вариант), то блок будет стабилизировать только его и тогда при росте нагрузки на +5В напряжение на этом выходе начнет проседать и ШИМ-контроллер увеличит ширину импульсов, вытягивая его обратно на 5в и все остальные напряжения также пойдут вверх.

На самом деле все гораздо сложнее — в БП есть еще 12В, +5В, +3,3В, -5В, -12В и +5В дежурного режима. Все они хитрым образом взаимосвязаны.

← →
DVM © (2008-09-02 22:16) [74]

> Если просто снимать сигнал обратной связи с 5В (первый вариант)

читать как: «Если просто снимать сигнал обратной связи с 5В (второй вариант)»

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-02 22:24) [75]

> DVM (02.09.2008 22:14:13) [73]

Из тех что у меня массово вылетали, я вскрыл пару блоков, так вот там установлено 6 стабилизаторов (один огромадный, видимо 3,3 В) и несколько трансформаторов, и это обычные дешевые блоки питания на 300 вт.

Еще у многих БП есть на специальное устройство, которое называется «дроссель групповой стабилизации». Все выходные напряжения проходят через разные его обмотки.

Допустим у нас просело напряжение 5в. ШИМ контроллер увеличил ширину импульсов, и 5В вернулось в норму, но остальные напряжения, нагрузка по которым не менялась, тоже слегка подросли, несмотря на описаннные выше меры. Но дроссель групповой стабилизации устроен таким образом, что при увеличении тока через одну из обмоток напряжение, наведенное этим током в остальных обмотках, вычитается из соответствующих выходных напряжений.
И если вырастет ток через обмотку 5в, то в обмотке 12в возникнет отрицательное напряжение которое компенсирует рост 12в.

Как то так это все работает.

> Anatoly Podgoretsky © (02.09.08 22:24) [75]

> (один огромадный, видимо 3,3 В)

Это так называемая схема на насыщаемом дросселе. Я не знаю как она работает, знаю лишь, что КПД у нее высокий.

> Anatoly Podgoretsky © (02.09.08 22:24) [75]

> так вот там установлено 6 стабилизаторов

как выяснили, что их именно 6 ?

> > Sapersky (02.09.08 19:23) [71]

Когда я говорил в [73], что «Нет, такого эффекта быть не должно», я все же имел в виду качественный БП. Пусть не дорогой, но качественный. Изделия безымянных китайских же фирм не выдерживают порой никакой критики. Экономят на всем буквально. Ставят детали с худшими характеристиками, пониженными номиналами, берут более тонкие проводники и т.д. Упрощают схему до невозможности, причем особо упорные вообще выкидывают жизненно необходимые узлы БП. Получает вроде бы рабочее устройство, но рабочее оно при малых нагрузках и в щадящих условиях. Чуть что не так и оно может умереть, забрав с собой пол компьютера.

На совсем дешевых БП напряжение 12в все же повышается при большой нагрузке на 5в.

Вот на этой странице пример шикарного «Фулл Чайниз андерграунд» когда в блоке питания нету половины деталей 🙂 См. картинки.

«Фулл Чайниз андерграунд»: http://www.whatis.ru/hard/perif27.shtml

> DVM (02.09.2008 22:32:18) [78]

Визуально, может не все 6 стабилизаторы, внешне то выглядят одинаково, по три штуке на радиаторах.

> «Фулл Чайниз андерграунд»: http://www.whatis.ru/hard/perif27.
> shtml

Я конечно все понимаю, свет там в массы нести и прочее, но после фразы:

«Всё это было, и старые компьютеры «ВЦ» работали на трансформаторах занимающих огромное пространство… Но компании должны были придумать нечто новое, чтобы пользователи могли носить свой ПК на руках, а не на телеге… Тут и пришло время затронуть импульсные блоки питания, которые раньше просто-напросто не могли быть реализованы за нехваткой технологии…»

доверие к источнику резко падает.

Удалено модератором
Примечание: Дубль

Ну что ты в самом деле?:))

Это же ж_у_р_н_а_л_и_с_т_и_к_а

По нынешним временам, почти ругательно звучит.

> Это же ж_у_р_н_а_л_и_с_т_и_к_а

Это не журналистика, это фантастика 🙂 А вообще грустно — потому как тырнет завален такого рода публикациями, да и не только тырнет — достаточно вспомнить приснопамятного Архангельского, Фленова и прочих подобных деятелей.

> доверие к источнику резко падает.

И по ссылке ходить не надо, имя за себя говорит 🙂

> доверие к источнику резко падает.

Это «Фулл Чайниз андерграунд» — вообще бредятина пацанчика с растопыренными пальчиками.

> Игорь Шевченко © (03.09.08 10:02) [82]

> Jeer © (03.09.08 10:30) [87]

Да я ж не просил читать статью, я картинки имел в виду на той странице.

Если кто хочет почитать хорошие статьи про БП это лучше делать тут:

http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/tower/11259

или тут: http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/tower

> Да я ж не просил читать статью, я картинки имел в виду на
> той странице.

А я вот, знаешь ли, не доверяю картинкам при таком тексте.

Кстати, а нафига изготовители блоков питания детали не вставляют, по-твоему ? Они что, невставленные дроссели на устройства, выпущенные сверх плана, ставят или как ? Или торгуют ими из-под полы ? Или, скажем, в той же статье приведен пример с кондерами разной емкости — ты сам посуди, цена кондеров примерно одинакового номинала от емкости не зависит, ну ни на сколько. Они что, эту разницу в микрофарадах себе в карман кладут ? 🙂

> Игорь Шевченко © (03.09.08 10:02) [82]

> «Всё это было, и старые компьютеры «ВЦ» работали на трансформаторах
> занимающих огромное пространство… Но компании должны были
> придумать нечто новое, чтобы пользователи могли носить свой
> ПК на руках, а не на телеге… Тут и пришло время затронуть
> импульсные блоки питания, которые раньше просто-напросто
> не могли быть реализованы за нехваткой технологии…»
>
> доверие к источнику резко падает.
>

Кстати, раз уж затронули эту фразу, может аргументируете что тут не так. Вобщем ведь здесь правильно написано.

1) Импульсные БП действительно появились не так давно. В массы пошли где то в середине-конце восьмидесятых. И причина — действительно отсутствие элементной базы подходящей. Не было дешевых мощных транзисторов с нужныими характеристиками для создания ключа питающего первичную обмотку импульсного трансформатора.

2) Мощные БП начала 80-х были действительно огромны. Если у кого был цветной ламповый телевизор, то он мог наблюдать этот БП. где трансформатор весил добрые 10 кг.

3) Компьютеры ничем не отличались от телевизоров и БП имели не меньших размеров если требовалось большое энергопотребление.

> Игорь Шевченко © (03.09.08 10:45) [89]
>
>

> Кстати, а нафига изготовители блоков питания детали не вставляют,
> по-твоему ? Они что, невставленные дроссели на устройства,
> выпущенные сверх плана, ставят или как ? Или торгуют ими
> из-под полы ? Или, скажем, в той же статье приведен пример
> с кондерами разной емкости — ты сам посуди, цена кондеров
> примерно одинакового номинала от емкости не зависит, ну
> ни на сколько. Они что, эту разницу в микрофарадах себе
> в карман кладут ? 🙂

Экономят. Каждая копейка на счету. При выпуске нескольких сот тысяч БП — большая прибыль.
Цена электролитических конденсаторов кстати на высокое напряжение существенно различается (прайс Чип и Дип):

К 50-35 330 мкФ х 400В 105°C — 152 руб
К 50-35 470 мкФ х 400В 105°C — 202 руб

Итого 25% экономии. Это очень много.

> К 50-35 330 мкФ х 400В 105°C — 152 руб
> К 50-35 470 мкФ х 400В 105°C — 202 руб

я догадывался о их «грязных» махинациях, но думаю, что уважающий себя производитель до такого не опустится…

> Они что, невставленные дроссели на устройства, выпущенные
> сверх плана, ставят или как ? Или торгуют ими из-под полы
> ?

Они эти невставленные детали и не планировали вставлять изначально и соответственно не покупали.

> Если у кого был цветной ламповый телевизор, то он мог наблюдать
> этот БП. где трансформатор весил добрые 10 кг.

так-то уж не перегибай.
меньше он весил, меньше.

> DVM (03.09.2008 10:41:28) [88]

Нафиг читать, менять надо.

> но думаю, что уважающий себя производитель до такого не
> опустится…
>

Уважающий нет конечно, хотя бывает и у уважающих, правда больше по мелочам несущественным. Но речь то как раз о безымянных китайских фирмочках.
У меня есть знакомый, о по роду деятельности заказывает на заводах в Китае разные изделия. Так вот, он рассказывал, там у китайцев подход такой: сколько заказчик платит на столько они изделие и сварганят.
Т.е., скажем аккумулятор для мобильного телефона они могут сделать и на 20$ и на 10$ и на 5$. Работать худо-бедно будут все. Но вопрос в том как они будут работать, насколько будут долговечны и безопасны. Со всем остальным также.

> Они эти невставленные детали и не планировали вставлять
> изначально и соответственно не покупали.

Странно. Ты полагаешь, что печатные платы они покупают отдельно, а потом каждые детали тоже отдельно ?

> Но речь то как раз о безымянных китайских фирмочках.

а вот и ходят они лесом!

> oldman © (03.09.08 11:04) [94]

> меньше он весил, меньше.

Ну я его не взвешивал, но размеров и веса он был впечатляющих (несколько кг точно). Особенно в сравнении с импульсным той же или даже в два-три раза более мощным.

> brother (03.09.2008 11:01:32) [92]

А где ты видел добропорядочных китайцев?
Они только сейчас начинают появляться.

> Они только сейчас начинают появляться.

те они только родились? ))))))))

Реинкарнация?

> Странно. Ты полагаешь, что печатные платы они покупают отдельно,
> а потом каждые детали тоже отдельно ?

Разводка печатной платы унифицирована и рассчитана как раз на немного различающиеся схемы. Ее так ушлые китайцы специально развели или заимствовали вообще у кого разводку и схему. На этой плате они делают разного качества БП, как я описал выше. Когда экономят каждую копейку гораздо выгоднее у конторы которая штампует эти платы тысячами купить нужное число плат и заказать где то сборку, чем платить за разводку и изготовление плат специально под себя. И тем более иметь свой цех по производству этих плат.
Эти же фирмы они ничего не имеют вообще. Все делается на стороне и их задача как можно дешевле сделать что то и подороже впарить.

Я не знал, что ты такой эксперт по китайскому производству. Только сознайся честно — это твои логические выводы или знания, основанные на фактах ? А как же такие изделия, с твоей точки зрения, проходят выходной контроль ?

> Игорь Шевченко © (03.09.08 11:21) [104]

> Я не знал, что ты такой эксперт по китайскому производству.
> Только сознайся честно — это твои логические выводы или
> знания, основанные на фактах ? А как же такие изделия, с
> твоей точки зрения, проходят выходной контроль ?

Мы заказывали как то у китайцев некие платы. Сталкивался с этим. Да и знакомые, тесно сотрудничающие с китайцами рассказывают.

> А как же такие изделия, с твоей точки зрения, проходят выходной
> контроль ?

Как как, сидит китаец и включает каждый — работает не работает. На этом контроль в таких шаражках заканчивается. Настраивать в БП все рано нечего.

> DVM (03.09.2008 11:07:36) [96]

Видимо им плохо платят 🙂
Если судить по БП

> Игорь Шевченко (03.09.2008 11:08:37) [97]

Именно так, покупали (украли), а не разрабатывали свою плату.
«Бралась» готовая технология и производилась доводка по изъятию ненужных деталей.

> brother (03.09.2008 11:13:41) [101]

Хуже, еще не все родились.

> Игорь Шевченко (03.09.2008 11:21:44) [104]

Очень просто проходят — если напряжение на выходе есть, то годен.
А то что при номинальной нагрузке напряжение проваливается не важно, все равно годен.
Дроссель, предохранитель — всегда можно заменить перемычкой.
Кондесатор можно не ставить или ставить дешевый.

← →
Пробежал… (2008-09-03 11:42) [110]

> Ну почему вы наворачиваете проц, память, видео, винт, приводы,
> но не наворачиваете блок питания?
> На маме аж конденсаторы вздуваются. Маму на помойку

а объясните мне дураку как он недостатка мощности БП могут вздуваться конденсаторы на матери?

Или я чего не поняо? Ветку не читал, признаю…

> Пробежал… (03.09.08 11:42) [110]

Да нормальные конденсаторы при нормальном БП не вздуваются ни при какой нагрузке на БП. А вот если в БП китайцы не впаяли треть деталей, а конденсаторы на материнскую плату поставили в расчете на качественный БП самые дешевые (или из бракованной партии), то при большой нагрузке на выходе БП появляются высокочастотные пульсации постоянного тока, которые медленно но верно убивают конденсатор.

Вот такую байку услышал:

В периодике несколько лет назад упоминался скандал, связанный с промышленным шпионажем. Вкратце, тайваньские производители заплатили некую сумму работнику японской фирмы за секрет электролита для конденсаторов. Но оказалось, что служба безопасности этой фирмы «пасла» этого индивидума и подсунула ему немного «скорректированную» формулу. После этого, по всему миру стали взрываться электролиты на материнских платах компьютеров. Бывшему «работнику» пришлось скоропостижно скончаться, а формула до сих пор кочует по Юго-Восточной Азии…

> Бывшему «работнику» пришлось скоропостижно скончаться,

улыбнуло

Я не эксперт ни в коем случае.
Просто факт
Из партии в 35 компов в течении 6 месяцев не осталось ни одного не смененного БП.
Все погорели. Производство КНР
(Здесь привет Анатолию. Его любимая тема. Не запашек даже, а вонь от распила денег при поставке нам компов так и прет 🙂 )

P.S.
Кстати, срамно звучит. Компы собирались явно в каком-то подвале на коленках из комплектующих, сделанных похоже там же и тем же способом. А ругаем целую страну.
Современный мир.

> Jeer © (03.09.08 11:48) [112]

Кстати, мне вот тут люди говорят, что вздувались в основном очень похожие внешне конденсаторы, не исключено, что все они произведены были одной и той же компанией, которая массово снабжала ими производителей материнских плат.
Так что доля правды в байке может быть есть.

Да ладно, если бы только БП.
Первым вылетает контроллер IDE дисков. Начинает плодить bad-сектора.
И мама тю-тю.
И винт.

> VirEx © (02.09.08 20:16) [72]
> . Может на вход фильтрующе-компенсирующее оборудование
> поставить ?кстати, недавно нашел такую фиговину, типа ферро.
> .. вобщем такая штука нацепляется на сетевой шнур нацепил
> на сетевой принтер, и свет не так заметно стал мигать когда
> кто нибудь печатает 🙂

Циркониевый браслет не пробовал? Говорят, от всего помогает. А ещё можно святой водой.
🙂
На мой взгляд эти ферритовые сердечники как мёртвому припарки, не верю я, что там индуктивность хоть столько-нибудь существенная получается, чтобы влиять на импульсы тока в проводе.
Хотя не мерил — не знаю.

> Пробежал… (03.09.2008 11:42:50) [110]

Это была бракованая партия кондесаторов, очень крупная, от китайцев. Пострадали даже бренды типа Делл.

> boriskb (03.09.2008 11:50:54) [114]

При том вылетать стали не сразу, а после 3-4 лет, строго гарантия+страховочный интервал.
А вот с винчестерами в свое время так не получилось, вылетали спустя год, а это неправильно.

> Alex Konshin © (03.09.08 12:16) [117]
> На мой взгляд эти ферритовые сердечники как мёртвому припарки,
> не верю я, что там индуктивность хоть столько-нибудь существенная
> получается, чтобы влиять на импульсы тока в проводе.
> Хотя не мерил — не знаю.

Я тоже не мерил, но когда дома поставил на аудио-аппаратуру, то при включении/выключении света в колонках щелчков не стало.
🙂

> При том вылетать стали не сразу, а после 3-4 лет

У меня дома как раз так было. Плата куплена была где то 2003 г, а вздулись они в 2006 где то.

> Alex Konshin (03.09.2008 12:16:57) [117]

Не надо про святую воду, а то опять буду смеяться.

> а то опять буду смеяться.((105-T)/10)

Исходя из режима эксплуатации можно посчитать, когда должен был наступить пи..

← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-03 13:10) [125]
> brother (03.09.2008 12:35:03) [123]
Тоже знаешь?
← →
brother © (2008-09-03 13:16) [126]
> Тоже знаешь?

смотря что…
← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-03 13:24) [127]
Как освящали технику в офисе.
← →
brother © (2008-09-03 13:25) [128]
> Как освящали технику в офисе.

было)))))))
← →
Sapersky (2008-09-03 17:08) [129]
DVM © (03.09.08 10:41) [88]
Спасибо.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-03 17:44) [130]

> то при большой нагрузке на выходе БП появляются высокочастотные
> пульсации постоянного тока, которые медленно но верно убивают
> конденсатор.
Блин, ну почему же они не убиваются в фильтрах импульсных блоков питания ?!! Там этих пульсаций после мостов как звезд на небе!!!
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-03 17:44) [131]
Jeer © (03.09.08 11:48) [112]
И я слышал аналогичную байку, только вот правда или нет — а кто его знает?
← →
Jeer © (2008-09-03 18:02) [132]

> ну почему же они не убиваются в фильтрах импульсных блоков
> питания
Масштаб, скорее всего, разный. В БП стоят балшие кондеры, которые сразу не убьешь, а на мамке — масенькие и им эти пульсации как серпом по…
Большой, он тоже идет греться, но у него поверхность поболее и коэф-т охлаждения выше.
А вообще — говорим, да 🙂
P.S.
Армянское радио поправило — «Нэ говорим, а разговариваем !»
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 09:32) [133]
Jeer © (03.09.08 18:02) [132]

> Масштаб, скорее всего, разный. В БП стоят балшие кондеры,
> которые сразу не убьешь, а на мамке — масенькие и им эти
> пульсации как серпом по…
Да-да. об большой пульсация спотыкается и дальше идти не может. а маленький ломает на куски.
Вот кто-нибудь потом на полном серьезе напишет статейку на основании этих слов и пойдут очередные горемыки убеждать других, что дескать, «кондеру пульсации вредны».
Кондеру пофиг пульсации — он для того и стоит, чтобы эти пульсации дальше не пропускать.2 * 2 * pi * f * C ( U — действующее значение синус.тока )
Для несинусоидального тока делаем разложение по гармониками и считаем сумму.
Есть такой параметр — тангенс угла потерь tg, для кондеров он задается в талмудах.
Отсюда рассчитывается активная мощность ( мощность теплопотерь )
Pa = Pp * tg
Очевидно, что мощность теплопотерь не должна превышать конструктивных возможностей кондера по его рассеиванию
Pa <= a * S * dT
a — коэфф. теплоотдачи ( около 1E-3 [Вт/(см2*град)] )
S — поверхность(площадь) теплообмена
dT — разница температур поверхности кондера и среды
Все очень просто и никакой метафизики 🙂
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 10:12) [135]
Jeer © (04.09.08 09:55) [134]
Я не буду здесь долго и неинтересно обсуждать принципы работы электролитических конденсаторов, я задам один простой вопрос: Пульсации, как известно, были задолго до материнских плат и вспухающих на них кондеров. Материнские платы были задолго до вспухающих на них кондеров. Поэтому я не понимаю, нафига спорить о теории, когда вспухают кондеры определенной фирмы и определенного конструктива, более того, в определенных конструкциях материнских плат или иных компонентов.
Может, просто предположить, что кривые руки инженеров не предусмотрели оптимальный температурный режим для кондеров и кривые руки производителей кондеров не предусмотрели работу для своих кондеров в неоптимальном температурном режиме ?
А то — пульсации, фигации…:)
Кстати, кондеры, которые вспухают, отличаются высокой емкостью при малых габаритах, конструкция у них явно отличается. Я готов поверить в твою байку о секрете электролита, потому как такие кондеры с таким высоким отношением емкость/размер появились крайне недавно.
← →
Jeer © (2008-09-04 10:47) [136]

> Может, просто предположить, что кривые руки инженеров не
> предусмотрели оптимальный температурный режим для кондеров
> и кривые руки производителей кондеров не предусмотрели работу
> для своих кондеров в неоптимальном температурном режиме
> ?
Это сама собой + погоня за микроминиатюризацией в ущерб надежности 🙂
А чего это мы о пульсациях ?
Хм.. обсуждаем механизм развития событий 🙂
Кроме того, практически для всех электролитов действует принцип положительной обратной связи — при превышении номинальной температуры начинает резко расти тангенс потерь, что, в свою очередь, приводит к еще большему нагреву — развивается взрывной процесс и.. плата вся в ошметках фольги и электролита.
← →
DVM © (2008-09-04 10:59) [137]

> Игорь Шевченко © (04.09.08 10:12) [135]

> Может, просто предположить, что кривые руки инженеров не
> предусмотрели оптимальный температурный режим для кондеров
> и кривые руки производителей кондеров не предусмотрели работу
> для своих кондеров в неоптимальном температурном режиме
> ?

Если бы это было так, то после ремонта (перепайки) конденсаторов на конденсаторы другой фирмы с теми же примерно параметрами (причем тоже далеко не новые, а то и более старые) они уже не вздувались более. Сам лично перепаял не одну плату материнскую и со всеми перепаянными все ок, работают уже 2 года без каких либо даже малейших признаков на дефект.
Все же я склонен винить больше конденсаторы. А перегруженный БП просто ускоряет проявление дефекта.
← →
DVM © (2008-09-04 11:01) [138]
Тьфу, [137] читать как:
Если бы это было так, то после ремонта (перепайки) конденсаторов на конденсаторы другой фирмы с теми же примерно параметрами (причем тоже далеко не новые, а то и более старые) они бы тоже вздувались..
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 11:04) [139]
DVM © (04.09.08 11:01) [138]

> Если бы это было так, то после ремонта (перепайки) конденсаторов
> на конденсаторы другой фирмы с теми же примерно параметрами
> (причем тоже далеко не новые, а то и более старые) они бы
> тоже вздувались..
Ну вот, следовательно пульсации тут вовсе не при чем, а причина — кривые руки производителей кондеров вполне определенного конструктива и вполне определенной фирмы.
Jeer © (04.09.08 10:47) [136]

> Кроме того, практически для всех электролитов действует
> принцип положительной обратной связи — при превышении номинальной
> температуры начинает резко расти тангенс потерь, что, в
> свою очередь, приводит к еще большему нагреву — развивается
> взрывной процесс и.. плата вся в ошметках фольги и электролита.
>
Ну а температура-то с чего будет повышаться ? :)))
← →
DVM © (2008-09-04 11:10) [140]

> а причина — кривые руки производителей кондеров вполне определенного
> конструктива и вполне определенной фирмы.

Не совсем так. Условия в которые поставлен конденсатор тоже оказывают влияние на его долговечность.
Кстати, вот такие конденсаторы вздувались почти у всех. И у меня тоже такие были:
http://dvmuratov.narod.ru/c.jpg
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 11:15) [141]
DVM © (04.09.08 11:10) [140]

> Не совсем так. Условия в которые поставлен конденсатор тоже
> оказывают влияние на его долговечность.
Ты не замечаешь, что мы с тобой говорим об одном и том же, только разными словами ? 🙂

> Кстати, вот такие конденсаторы вздувались почти у всех.
> И у меня тоже такие были:
У меня где-то пяток плат валяется с вздувшимися кондерами — могу на досуге глянуть фирму. Но номинал у них большой при маленьких размерах — это я помню точно.
← →
DVM © (2008-09-04 11:20) [142]

> Игорь Шевченко ©

Вот ты говоришь еще, что конденсаторы затем и стоят в цепях питания, чтобы гасить пульсации. Да, но эти вот емкие в тысячи микрофарад конденсаторы стоят там чтобы гасить не высокочастотные пульсации, а сравнительно низкочастотные колебания. Типичная схема включения электролитического конденсатора в неимпульсном БП — точка между + и — после диодного моста. Частота колебаний там в райноне 100 Гц. У импульсного же десятки, а то и сотни кГц. Высокочастотные колебания должны гасить фильтры внутри БП, состоящии из катушек и керамических конденсаторов малой емкости. Если же из-за повышенного уровня высокочастотных пульсаций они все же проникают за фильтр, то обрушиваются они как раз на электролитические конденсаторы на плате.
← →
DVM © (2008-09-04 11:22) [143]

> Игорь Шевченко © (04.09.08 11:15) [141]

> Ты не замечаешь, что мы с тобой говорим об одном и том же,
> только разными словами ? 🙂

Да, но основной причиной вздутия конденсаторов, наряду с их некачественным исполнением я считаю высокочастотные колебания.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 11:32) [144]
DVM © (04.09.08 11:22) [143]

> Да, но основной причиной вздутия конденсаторов, наряду с
> их некачественным исполнением я считаю высокочастотные колебания.
>
В этом случае, как ты сам же утверждаешь, перепаянные кондеры вздувались бы точно также. Частота-то никуда не девается, верно ?
Блин, блин, блин! На материнскую плату идет уже выпрямленное напряжение питания, вздувающиеся кондеры не стоят в цепи питания от БП, они стоят в локальном преобразователе напряжения для питания процессора и памяти.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 11:42) [145]

> Высокочастотные колебания должны гасить фильтры внутри БП,
> состоящии из катушек и керамических конденсаторов малой
> емкости
Ты б заради интереса разобрал бы блок питания, да посмотрел бы, что там в фильтрах стоит. Ну или схему бы в тырнете нашел 🙂
«керамические конденсаторы малой емкости» на частотах в десятки килогерц не дадут никакого эффекта.
← →
Jeer © (2008-09-04 11:43) [146]

> они стоят в локальном преобразователе напряжения для питания
> процессора и памяти.
Вопрос на засыпку — а откуда локальный преобразователь получает входное свое питание ? :))
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 11:46) [147]
Jeer © (04.09.08 11:43) [146]

> Вопрос на засыпку — а откуда локальный преобразователь получает
> входное свое питание ? :))
косвенно из розетки — там ваще переменный ток и 220 вольт 🙂 Но на пути у этих вольт стоят диоды и кондеры, которые, заметь, не вздуваются 🙂
← →
Jeer © (2008-09-04 12:00) [148]

> косвенно из розетки — там ваще переменный ток и 220 вольт
Это косвенно, а прямо — от БП, который может поставлять совсем и не качественное питание. Учитывая, что локальный преобразователь может быть скорее именно преобразователем, чем стабилизатором, то его кондеры и получат весь компот.
Чет я уже перестал понимать, о чем это мы 🙂
Если тезисно:
1. БП плохого качества могли иметь повышенные пульсации выходного напряжения, особенно, при повышении нагрузки даже до номинального.
2. Эти пульсации, добегая до кондеров на материнке, которые, в свою очередь, тоже могли оказаться не вполне качественными ( не тот электролит, заниженная надежность, неверный инженерный и конструкторский расчеты), так вот, эти пульсации «добивались» повышения температуры кондеров, от чего их и «пучило».
3. Локальные преобразователи, получая все то же некачественное питание от БП, транслировали его, пусть и с масштабированием напряжения на свои выходные кондеры, заставля их в судорогах пучиться не менее, чем материнские.
«Частный сыщик свою работу закончил» (С)
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 12:23) [149]
Jeer © (04.09.08 12:00) [148]

> Если тезисно:
тогда бы пучило все кондеры во всех устройствах, питающихся от блока питания. А пучит вполне конкретные. Давай тезисы сменим 🙂
← →
DVM © (2008-09-04 13:11) [150]

> Игорь Шевченко © (04.09.08 11:32) [144]

> В этом случае, как ты сам же утверждаешь, перепаянные кондеры
> вздувались бы точно также. Частота-то никуда не девается,
> верно ?

Они вздувались бы точно так же, если бы точка включения конденсаторов была, скажем так ошибочно выбрана. Но одни в данной точке вздуваются, а другие нет. Значит причина все же в конденсаторах. Но, сами по себе конденсаторы в любом случае не вздуются. И от постоянного тока тоже вряд ли. Вздутие происходит в любом случае от пульсаций, причем низкочастотные пульсации конденсатор гасит без проблем (для этого он там и стоит), а просачивающиеся высокочастотные разрушают его.

> На материнскую плату идет уже выпрямленное напряжение питания,
> вздувающиеся кондеры не стоят в цепи питания от БП, они
> стоят в локальном преобразователе напряжения для питания
> процессора и памяти.

Но там тоже импульсный преобразователь.

> Ты б заради интереса разобрал бы блок питания, да посмотрел
> бы, что там в фильтрах стоит.

Сам то смотрел? Не по фоткам в инете, а в реале?

> «керамические конденсаторы малой емкости» на частотах в
> десятки килогерц не дадут никакого эффекта.

«Малой емкости» это сколько в твоем понимании? Да и частота работы ключа в БП, насколько я понял, тебе неизвестна? А формула LC фильтра известна? Так откуда такие утверждения?
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 13:30) [151]
DVM © (04.09.08 13:11) [150]

> Сам то смотрел? Не по фоткам в инете, а в реале?
Непременно.

> Значит причина все же в конденсаторах. Но, сами по себе
> конденсаторы в любом случае не вздуются. И от постоянного
> тока тоже вряд ли. Вздутие происходит в любом случае от
> пульсаций, причем низкочастотные пульсации конденсатор гасит
> без проблем (для этого он там и стоит), а просачивающиеся
> высокочастотные разрушают его.
И ты готов привести теоретическое обоснование про «просачивающиеся высокочастотнче пульсации, разрушающие конденсатор» ?

> Но там тоже импульсный преобразователь.
И че ?

> «Малой емкости» это сколько в твоем понимании?
Малой емкости в моем понимании — это ограниченной габаритами керамического конденсатора. У них, у керамических, удельная емкость всяко меньше, чем у электролитов.

> Да и частота работы ключа в БП, насколько я понял, тебе
> неизвестна?
Десятки килогерц, тут к гадалке ходить не надо.

> А формула LC фильтра известна?
Безусловно.
← →
DVM © (2008-09-04 13:48) [152]

> Игорь Шевченко © (04.09.08 13:30) [151]

> Малой емкости в моем понимании — это ограниченной габаритами
> керамического конденсатора. У них, у керамических, удельная
> емкость всяко меньше, чем у электролитов.

Наверное я зря упомянул именно керамические, наверное, надо было сказать неэлектролиты, ну да ладно, нехай будут керамические. Керамические имеют емкость не более 100 мкф. На выходе БП стоит так называемый LC фильтр, в состав которого входит как индуктивность, так и конденсатор. Для успешной фильтрации высокочастотных импульсов (30-35 кГц) достаточно конденсатора 1-10 мкф. Выглядит он как маленький параллелепипед на плате. Параллельно ему включены уже конденсаторы большой емкости. Я не исключаю, что во многих БП на выходе стоят только электролиты большой емкости. Тогда фильтрующим эллементом будет только индуктивность. Но это опять же не в пользу этих БП.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 13:53) [153]
DVM © (04.09.08 13:48) [152]

> Я не исключаю, что во многих БП на выходе стоят только электролиты
> большой емкости. Тогда фильтрующим эллементом будет только
> индуктивность. Но это опять же не в пользу этих БП.
а кондер, стало быть, для мебели там поставлен ? 🙂

> достаточно конденсатора 1-10 мкф. Выглядит он как маленький
> параллелепипед на плате
Во-первых, не маленький. На 1 мкф может и небольшой, а на 10 уже солидный. Во-вторых, говоря о формулах, LC-фильтрах и проч. не следует забывать о том, что напряжение пульсаций зависит от тока нагрузки, а ток нагрузки — он вообще-то большой и кондер малой емкости просто не сможет запасти достаточно заряда, чтобы отдавать нужное напряжение во время провалов входного пульсирующего напряжения.
← →
DVM © (2008-09-04 14:18) [154]

> Игорь Шевченко ©

И все же электролитические конденсаторы гораздо более чувствительны к высокочастотным пульсациям и риск их повреждения высокочастотными токами много выше чем низкочастотными. Причем этот риск выше для частоты, скажем в 30 кГц в 50 раз чем для частоты в 50 Гц.
Раньше, для отечественных конденсаторов в ТУ указывалось допустимое значение амплитуды переменного напряжения по отношению к постоянной составляющей для разных частот. Так для частот 20-30 кГц у большинства электролитических конденсаторов это допустимое значение было в десятки раз меньше, чем для частот порядка 50 Гц.
← →
Jeer © (2008-09-04 14:46) [155]

> А пучит вполне конкретные. Давай тезисы сменим 🙂
Не, а.. менять не будем. Не знаю когда уж ты и занимался разводкой и расчетами элекромагнитных ситуаций, мне потихоньку и сейчас доводится.
Вместе с тепловыми 🙂
Поэтому чем дальше от БП, тем благоприятнее пульсационная обстановка на шинах питания. Это если о влиянии БП.
Влияние нагрузки от активных приборов — отдельная пестня.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 16:10) [156]
Jeer © (04.09.08 14:46) [155]

> Не, а.. менять не будем. Не знаю когда уж ты и занимался
> разводкой и расчетами элекромагнитных ситуаций, мне потихоньку
> и сейчас доводится.
> Вместе с тепловыми 🙂
> Поэтому чем дальше от БП, тем благоприятнее пульсационная
> обстановка на шинах питания. Это если о влиянии БП.
Я давно занимался. Дело не в этом. Дело в том, что материнские платы делают тоже довольно давно и схемотехника их не является страшным секретом. В том числе и наличие электролитических кондеров на шинах питания около мощных потребителей того самого питания. Как ты понимаешь, частота локальных пульсаций от того, что рядом мощный потребитель, вполне сравнима с тактовой частотой того самого потребителя, то есть, на порядки выше и сетевого напряжения и напряжения в импульсных блоках питания.
А кондеры себе стоят и не пучатся от такой частоты. Странно, правда ? 🙂
Я к тому, что не так страшны пульсации для электролитов, как их малюют.
DVM © (04.09.08 14:18) [154]

> И все же электролитические конденсаторы гораздо более чувствительны
> к высокочастотным пульсациям и риск их повреждения высокочастотными
> токами много выше чем низкочастотными. Причем этот риск
> выше для частоты, скажем в 30 кГц в 50 раз чем для частоты
> в 50 Гц.
А в 30 МГц ? 🙂
И тем не менее, стоят себе кондеры около процессоров и шинных формирователей, стоят именно с целью устранить эти самые пульсации и не дуются 🙂
А дуются те, на которые плохо дует окружающая среда и у которых дерьмовый электролит.
← →
DVM © (2008-09-04 16:21) [157]

> Игорь Шевченко © (04.09.08 16:10) [156]

> А в 30 МГц ? 🙂

Да нехай себе стоят, никто ж не говорит, что они там стоять не могут. Могут, если уровень пульсаций не превышает допустимую для этого конденсатора величину на данной частоте. Превышение, даже незначительное — убивает конденсатор. Превышение уровня пульсаций в сочетании с повышенной температурой еще больше усиливает эффект.
← →
Jeer © (2008-09-04 17:19) [158]
Полагаю, что в данной статье достаточно хорошо описана ситуация:
http://www.overclockers.ru/news/newsitem.shtml?category=2&id=1070572543
..
Когда началась эпопея с потекшими конденсаторами, ABIT сказала, что в дальнейшем будет применять только качественные конденсаторы известной фирмы RubyCon.
..
Одно время текли конденсаторы, в частности тут отличился ABIT. Но дело не в «некачественных» конденсаторах, а в одной простой истине — надо соблюдать нормы технической эксплуатации конденсаторов. На данный момент все фирмы его нарушают, шесть конденсаторов ставить нельзя. Косвенный признак — если электролитический конденсатор горячий, жди беды.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 17:21) [159]
Jeer © (04.09.08 17:19) [158]

> Полагаю, что в данной статье достаточно хорошо описана ситуация:
>
>
> http://www.overclockers.ru/news/newsitem.shtml?category=2&id=1070572543
да, наверное.
Я еще в этой кое-что подчерпнул:
http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/tower/11259
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-04 17:21) [160]
Jeer © (04.09.08 17:19) [158]
Кстати, у твоей статьи есть продолжение:
http://www.overclockers.ru/news/newsitem.shtml?category=2&id=1085689272
← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-04 20:06) [161]
> DVM (04.09.2008 11:20:22) [142]
Для гашения высокочастотных пульсаций просто требуется пропорционально меньшая емкость и все различие. Вместо 100 мкф — 1 мкф для получения одинакового результата.
← →
Anatoly Podgoretsky © (2008-09-04 20:08) [162]
> DVM (04.09.2008 11:22:23) [143]
Путаешь причину и делаешь неверный вывод, основной причинокй как раз является некачественное исполнение и ничего более. Теже платы 90 годов до сих пор работают, теже платы других производителей работают. У меня за последние 27 лет ни один кондесатор не вздулся, а вот блоки питания с 2003 года пл 2005 год выпуска выходят на регулярной основе.
← →
DVM © (2008-09-04 21:22) [163]

> Anatoly Podgoretsky © (04.09.08 20:08) [162]

> Путаешь причину и делаешь неверный вывод, основной причинокй
> как раз является некачественное исполнение и ничего более.
>

Причин несколько. Что будет первично сказать сложно. Если конденсатор дефектный, то дефект может и не проявиться в щадящих условиях, а при большой нагрузке БП и повышении уровня пульсаций всплывет. Если конденсатор не дефектный, но включен (расположен на плате) не совсем удачно или выбран не в соответствии с рекомендациями производителя — тоже самое.
Опять же при значительных пульсациях выйдет из строя как дефектный так и исправный, дефектный почти сразу. Но отправной точкой во всех случаях будут пульсации.
Никогда не подумал бы, что есть сайты исключительно по конденсаторам:
http://www.amfilakond.ru/
← →
DVM © (2008-09-04 21:26) [164]
Вот еще на мой взгяд хорошая статься по вздувшимся конденсаторам:
КОНДЕНСАТОРНАЯ «ЧУМА»:
http://www.pro-radio.ru/video/5136/
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-05 09:35) [165]
DVM © (04.09.08 21:22) [163]

> Если конденсатор дефектный, то дефект может и не проявиться
> в щадящих условиях, а при большой нагрузке БП и повышении
> уровня пульсаций всплывет
Блин. Не при чем тут пульсации. Если кондер дефектный, то дефект проявится при неблагоприятном температурном режиме И ТОЛЬКО.
← →
Jeer © (2008-09-05 11:31) [166]

> Никогда не подумал бы, что есть сайты исключительно по конденсаторам:
>
> http://www.amfilakond.ru/
Абсолютно никчемный сайт.

> Блин. Не при чем тут пульсации. Если кондер дефектный, то
> дефект проявится
Дефект может проявиться при любых вариантах воздействий.
Повышенное ESR и при повышенных пульсациях ( может, конечно и при нормальных) приведет к саморазогреву.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-05 11:43) [167]
Jeer © (05.09.08 11:31) [166]
Я надеюсь, мы все-таки пришли к общему выводу, что причиной вздутия кондеров является дефект кондеров и неоптимальный конструктив, а не нагрузка блока питания ? 🙂
← →
Jeer © (2008-09-05 12:16) [168]
Не-а 🙂
Нагрузка на плохой БП даже до пределов номинала приводит к повышенным пульсациям, далее — по теме вздутия сказано практически все.
← →
Игорь Шевченко © (2008-09-05 12:41) [169]
Jeer © (05.09.08 12:16) [168]

> Нагрузка на плохой БП даже до пределов номинала приводит
> к повышенным пульсациям
Ты готов это обосновать ? 🙂 Что при нагрузке импульсного стабилизированного источника питания пульсации выходят за пределы допустимых для конденсаторов в питаемой цепи ?
Выкладки в студию!
← →
shlst (2008-09-05 13:04) [170]
ПППП — должно быть
ПпПп — в зависимости от нагрузки, раз мощности не хватает
← →
DVM © (2008-09-05 21:23) [171]

> Ты готов это обосновать ? 🙂 Что при нагрузке импульсного
> стабилизированного источника питания пульсации выходят за
> пределы допустимых для конденсаторов в питаемой цепи ?

Тут не надо обосновывать ничего. Надо брать конкретный БП и нагружать его по полной, при этом не забыв про осциллограф. Попытаться при этом определить размах пульсаций. Потом взять любую материнскую плату, посмотреть на конденсаторы и найти на сайте производителя конденсаторов справочную инфу по ним. Если повезет, то там будет указан допустимый уровень переменной составляющей по отношению к постоянной для некоторых частот. Частоту замерить. Все свести воедино не составит труда.
И из всего этого можно будет сделать лишь такой вывод: ЭТОТ блок питания с именно ЭТИМИ конденсаторами при большой нагрузке включать не рекомендуется (или включать можно).
Я, к сожалению, осциллографом в данный момент не располагаю, а то бы может и проверил. Даже БП есть и вздувшиеся от него конденсаторы тоже есть все в сборе как было.
Как проверить конденсатор, неисправности конденсаторов и их устранение
Статья о причинах взрывов электролитических и керамических конденсаторов на материнской плате, видеокарте, блоке питания компьютера, монитора, принтера. Что делать, чем заменить.
Обрыв электролитического конденсатора, снижение емкости
Обрыв характеризуется отсутствием емкости. Если номинальная емкость конденсатора (та, которая должна быть) ниже 20 мкФ, то единственным способом проверки будет измерение емкости. На этот случай желательно иметь мультиметр с функцией измерения емкости. Обычно такие мультиметры способны измерять емкость до 20 мкФ.
Пример мультиметра с измерением емкости из разряда «бюджетной цены» – DT9206A, но есть и масса других. Здесь все ясно, -измеряем емкость, прибором и делаем выводы:
Если емкости нет – конденсатор неисправен, – только выбросить. Если емкость понижена – конденсатор неисправен, и использовать его можно, но не желательно, потому что емкость может и еще снизиться.
Проверить наличие емкости электролитического конденсатора с номинальной емкостью более 20 мкФ в принципе можно с помощью любого мультиметра, на режиме измерения сопротивления. Выбираем предел измерения «200 кОм», сначала замыкаем выводы конденсатора чтобы снять возможно имеющийся в нем заряд, затем размыкаем выводы и подключаем к ним щупы мультиметра. На дисплее появится некоторая величина сопротивления, которая будет расти тем быстрее, чем меньше емкость
конденсатора, и через некоторое время достигнет «бесконечности». Это происходит потому что, в процессе зарядки емкости конденсатора ток через конденсатор снижается, а сопротивление, которое мультиметр определяет по функции обратной току, соответственно, растет. У полностью заряженного конденсатора сопротивление будет стремиться к бесконечности.
Если все именно так и происходит, значит, емкость у конденсатора имеется. Если же сразу «бесконечность» – увы, у конденсатора обрыв, и его можно только выкинуть. Измерить емкость электролитического конденсатора при помощи омметра в принципе то же можно.
Но весьма необычным способом. Кроме мультиметра для этого потребуется секундомер, лист бумаги, карандаш и большая кучка заведомо исправных конденсаторов разных емкостей.
Нужно расположить эти конденсаторы в порядке возрастания емкости и измеряя их сопротивление омметром, как написано выше, замерять секундомером сколько времени у каждого из них уходит от начала измерения до «бесконечности» сопротивления. Затем, эти данные записать в виде таблицы. При этом, не забыв указать на каком пределе измерения сопротивления данные были получены.
Теперь, чтобы определить емкость электролитического конденсатора, нужно измеряя его сопротивление мультиметром, определить секундомером сколько уйдет времени на достижение «бесконечности». А затем по этой таблице определить примерно емкость. Не забывайте перед каждым измерением разряжать конденсатор, временно замыкая его выводы.
Данный способ годится только для электролитических конденсаторов номинальной емкостью более 20 мкФ. У конденсаторов меньшей емкости процесс нарастания сопротивления до «бесконечности» будет происходить слишком быстро, – вы его просто не заметите.
Замена конденсаторовна материнской плате(и не только).
Если вы не умеете паять или не умеетеАККУРАТНО паять, то лучше все нижеописанное не повторять, а отнестиматеринскую плату в сервисный центр, где ихзаменит специалист (в Симферополе по 15гривен за штуку (3$)).
3. На что это влияет?
Компьютер может повисать без причины и впроизвольный момент, иногда компьютервключается не сразу, а после несколькихнажатий на reset, неразгоняется так как когда он был новый, наТВ тюнере появились сильные компьютерныепомехи(Рис.1.).
По внешнему виду. Торцыконденсаторов становятся выпуклыми. Наследующих фото видно что дно и верхнийторец выпуклые. За счет чего они становятсявыше. Хорошо заметны такие конденсаторысреди таких же, но исправных (Рис.2.).
Рис 2.Слева на право на переднемплане: Исправный, неисправный, исправный,неисправный.
В первый раз вздулись 2 конденсатора через1,5 года эксплуатации материнской платы,поменяли еще по гарантии. Сделано было грубо. На фото виденодин из двух, огромный синий конденсатор. Из-занего выглядывает второй. Из-засвоих габаритов они не влезли на местостарых конденсаторов и висели на своихвыводах.
Рис.3. Те же конденсаторы сверхувниз. Заметна разная высота.
Рис. 4. Неисправный конденсатор.Хорошо заметы выпуклое резиновое дно иверхний торец.
Рис.5. Два неисправныхконденсатора в верхнем левом углу.
На рис 5. конденсаторы заметноприподнялись на платой. Также заметнывыпуклые верхние торцы. На переднем плане (нижнийправый угол) исправный конденсатор -плоский торец.
Рис 6. Неисправные конденсаторы сразорвавшимся верхними торцами.
На рис. 6 видно что испорченныеконденсаторы разорвались и наружу вылез коричневыйматериал.
Рис.7. Лопнувший конденсатор.Виден непроводящий материал коричневогоцвета.
На верхнем торце имеютсяуглубления. В случае повышенного давленияконденсатор безопасно разрывается именнопо ним (Рис. 7.), без лишнего шума. На советскихконденсаторах такого не было. И один изсоветских конденсаторов выстрелил как то вменя, но промахнулся. Алюминиевый цилиндр,в сопровождении звука ничуть не тише петарды,пролетел чуть левее головы, сделав дварикошета от потолка и стены, успокоилсянавеки. На месте конденсатора остались двеноги и ленты.
Не всегда неисправный конденсаторможно определить по внешнему виду. Он можетвыглядеть вполне прилично, но потерятьёмкость. Определить это возможно толькоспециальными приборами. Мультиметры ,умеющие измерять ёмкость обыкновенно,ограничиваются пределом в 20мкф. Если естьсомнения в качестве конденсатора – лучшеего поменять со всеми, не дожидаясь когда онлопнет.
Самая большаяпроблема это демонтаж испорченныхконденсаторов. Решилась очень просто.Легонько поворачиваем конденсаторы вокругоси на небольшой угол. После 3-6 поворотовотломались ножки. Обрезаем их кусачками доуровня платы. И вынимаем их с другой стороныс помощью паяльника и пинцета.
Послеэтого идем с остатками конденсаторов нарадиорынок и покупаем конденсаторы того жедиаметра(обыкновенно большего диаметрапоставить нет места). Напряжениеконденсаторов не ниже того что указанона не исправных, но лучше взять с запасом побольше. Например были 6,3В, а купить на 10В. Ноопять же ориентируетесь на габариты -учитывайте расстояние до соседних деталей.Мне, например, пришлось один конденсатор перепаятьна другое место т.к. не устанавливалсявентилятор на процессор. На Рис.8 этосиний конденсатор в правом углу.Первоначально был впаян напротивпроцессора.
Рис.8. Конденсаторы заменены.
К выводам каждого электролитическогоконденсатора был припаян керамическийконденсатор(желтые 0,1 мкф, синий 1мкф.(Рис.9.)).
Рис.9. Керамические конденсаторы.
После замены конденсаторовпропали вертикальные столбы на 1 и 3 каналах,досаждавшие мне с зимы.
Приятный сюрпризоказался и в том что процессор запустилсяна шине (FSB) 112 Мгц (7.5×112 =840Мгц) () и загрузилсяWindows, и работает на этой частоте до сих порбез зависаний. С момента покупки он не запускалсяна частотах шины(FSB) более 108Мгц (7.5×108=810Мгц) ито Windows не загружался.
За свою ремонтную практику я заметил, что довольно часто причиной отказа каких либо комплектующих компьютера, становятся электролитические конденсаторы. Конечно же виновниками торжества могут стать и полупроводниковые элементы такие как, микросхемы, транзисторы, диоды и другие. Определение их неисправностей у неопытных в этом деле людей может вызвать определенные проблемы, так как эти неисправности довольно часто не заметны визуально и для того, чтобы выявить нерабочий чип требуются специальные приборы, и, конечно же, знания. Поэтому, если у вас есть твердое подозрение на то, что проблемы в ваших комплектующих связаны именно с выходом из строя полупроводниковых элементов, я бы вам посоветовал не рисковать с самостоятельным ремонтом, а обратиться в сервисный центр, чтобы не допустить возникновения еще больших проблем. С электролитическими конденсаторами дела обстоят несколько проще, так как их неисправности зачастую заметны не вооруженным глазом Ухудшение теплоотвода от таких конденсаторов при работе вызывает в них перегрев электролита и как следствие повышение давления, это в свою очередь приводит к вздутию или разрыву верхней части корпуса. Также может вырвать нижнюю заглушку и даже выводы, это происходит с конденсаторами у которых некачественно выполнена предохранительная проштамповка (в виде канавок – для уменьшения силы разрыва) верхней крышки.
Еще к таким повреждениям конденсаторов может приводить выход из строя других полупроводниковых элементов электрической цепи. Например, выход из строя диодного моста блока питания, приводит к тому, что через сглаживающий конденсатор начинает протекать переменный ток вызывая его повреждение.
Ну что же, с повреждениями конденсаторов мы разобрались теперь научимся перепаивать их самостоятельно. Для этого нам понадобится паяльник мощностью 25 – 40 Вт, оловянный припой и канифоль. Для того чтобы легко выпаять конденсатор из платы и сразу очистить отверстия под его выводы от старого припоя, я рекомендую воспользоваться иглой от шприца. Подберите иглу такого диаметра, чтобы в нее проходил вывод конденсатора, затем напильником сточите острие иглы, до получения тупой трубочки как на рисунке ниже.
Вот такой иглой и паяльником мы с вами и выпаяем поврежденный конденсатор. Для этого плату с поврежденным конденсатором уложим вниз элементами на подходящий по размеру кусок поролоновой губки, далее возьмем нашу иглу за пластмассовую часть и трубочкой направим на вывод, подлежащего замене конденсатора, так чтобы он попал вовнутрь. Затем паяльником разогреем спайку до жидкого состояния и вдавим нашу иглу в плату до упора (надевая на вывод), одновременно вращая ее между пальцами в разные стороны. Вращать необходимо до полного остывания припоя, смотрите фото.
Все первая ножка конденсатора выпаяна, а установочное отверстие сразу очищено от старого припоя, таким же образом выпаиваем вторую ножку, все наш виновник “торжества ” выпаян. Перед тем как изъять конденсатор из платы обязательно запомните где располагаются его плюсовой и минусовой выводы (со стороны минусовой ножки на корпусе обычно указан знак “-“).
Кстати таким способом очень удобно выпаивать элементы с большим количеством выводов. Ну что же старый конденсатор выпаян, нам осталось, строго соблюдая полярность, впаять на его место новый с теми же характеристиками, что и старый (вольтаж, объем). Так же вы можете использовать долговечные конденсаторы с твердым полимерным электролитом, опять же следите за совпадением характеристик старого и нового. А вот так он выглядит:
Перед впайкой расположите вашу плату боком, придерживая одной рукой, другой рукой вставьте на место конденсатор, переверните плату элементами вниз придерживая конденсатор.
Расположите на месте пайки небольшой кусочек канифоли и прогрейте, далее проведите пайку в соответствии с советами приведенными в статье . Излишки канифоли с места пайки можно удалить тряпочкой смоченной в чистом спирте.
Пробуйте и у вас все получится!>
Facebook
Twitter
Вконтакте
Одноклассники
Google+
Что такое конденсатор
Среди электронных компонентов, наиболее часто встречающихся в рекомендациях по ремонту оборудования наверно более 50% всех случаев поломки случаются из-за неисправности конденсаторов. Как электрический прибор конденсатор участвует во множестве электрических схем. Основа работы такого элемента основана на постепенном накоплении электричества разного потенциала между обкладками и его последующего резкого разряда.
Сегодня наиболее распространенными в схемотехнике являются два вида конденсаторов:
электролитические или полярные, называются так, потому что при включении в схему аппаратуры требуют установки согласно полярности: «плюс» к плюсу схемы, а вот «минус» к отрицательному;
неполярные все остальные типы конденсаторов.
Конструкция подобного рода электронных компонентов для элементарного представления довольно проста и состоит из двух проводящих электрический ток изолированных диэлектриком обкладок. В качестве диэлектрика используются различные вещества и материалы, не проводящие электрический ток – воздух, керамические пластины, специальная бумага, слюда.
На практике эти электронные компоненты являются небольшими по размерам приборами, но при этом имеют очень большую и довольно чувствительную емкость, поэтому при работе с ними необходимо максимально соблюдать осторожность и внимательность.
Принцип работы
Принцип работы, на котором основана работа этого радиоэлемента заключается в том, что при использовании его в электрических схемах он способен накапливать электрический заряд.
Это свойство, возможно только с переменным электрическим током – поэтому он применяется в схемах, где необходимо разделение двух составляющих тока – постоянной и переменной. А вот в схемах с постоянным электрическим током конденсатор будет выполнять роль диэлектрика, поскольку в таких условиях он не способен накапливать заряд.
Пробой электролитического конденсатора
Практически, пробой это замыкание внутри конденсатора. Классический пробой легко определяется омметром, потому что прибор либо показывает ноль сопротивления, либо некоторое небольшое сопротивление, которое не увеличивается или немного увеличивается, но не достигает «бесконечности».
Пробой можно определить и без приборов по внешнему виду конденсатора. Дело в том, что при пробое электролитического конденсатора внутри него электролит вскипает и выделяется газ. На верхушке корпуса современных электролитических конденсаторов есть крестообразные насечки, которые при избытке давления внутри конденсатора раскрываются, выбухают.
Внешне это очень заметно, особенно на фоне рядом находящихся исправных конденсаторов.
Впрочем, бывает, что пробой происходит как-то мягко, и «голову» конденсатору не разрывает. В любом случае – разрыв или выбухание насечек говорит о непригодности конденсатора, и его необходимо заменить.
Область применения
Конденсаторы применяются в зависимости от своего номинала и маркировки в различных радиосхемах и электронных приборах. Это в основном небольшие по емкости компоненты, выход их строя которых не сопровождается большими и разрушительными последствиями.
Большие по мощности и размерам конденсаторы применяются в основном в качестве пусковых элементов электродвигателей при использовании однофазного подключения в таком случае конденсаторы должны иметь большую емкость и номинал.
Возможные неисправности
Нерабочая электрическая схема прибора или незапускающийся двигатель сам по себе сигнализирует о неисправности одного или нескольких компонентов схемы, а вот конкретно неисправность конденсатора может быть следствием некоторых факторов, влияющих на работоспособность элемента:
короткого замыкания внутри между обкладками;
порыва внутренней цепи элемента;
превышения допустимого тока утечки;
уменьшения номинальной емкости данного прибора;
физического повреждения корпуса и нарушения его герметичности.
Снижение максимального допустимого напряжения
Есть интересная неисправность конденсатора, при которой с ним происходит обратимый пробой, наступающий при превышении определенного напряжения на его обкладках. Обычно, максимально допустимое напряжение на обкладках конденсатора указано в его маркировке.
Но есть такая неисправность, при которой величина максимально допустимого напряжения снижается. При этом, конденсатор может казаться вполне исправным, -измеритель емкости покажет правильный результат, а сопротивление в заряженном состоянии будет «бесконечным». Но в схеме конденсатор ведет себя так, как будто он пробит.
Здесь дело именно в том, что понизилось максимально допустимое напряжение на обкладках конденсатора. И теперь конденсатор пробивает при значительно более низком напряжении. Но пробой этот обратимый, и при проверке омметром на напряжении ниже напряжения, вызывающего пробой, конденсатор кажется исправным.
Для проверки конденсатора на максимальное напряжение нужен лабораторный источник постоянного тока. Установите на его клеммах минимальное напряжение, подключите к ним испытуемый конденсатор (соблюдая полярность), и плавно увеличивайте напряжение до величины, немного ниже указанной на корпусе конденсатора.
Например, есть конденсатор, у которого на корпусе написано «40V», это значит, что пробоя при напряжении от нуля до 40V быть не должно. И вот выясняется, что уже при напряжении 25V у этого конденсатора начался пробой со всеми признаками, – увеличение тока, нагрев, вскипание… даже возможен переход лабораторного блока питания в режим защиты от короткого замыкания.
Все это говорит о том, что конденсатор не пригоден, потому что даже если вы планируете его использовать в цепи, где напряжение не более 25V, нет никакой гарантии, что его напряжение пробоя не опустится в любой момент еще ниже. Такой конденсатор будет вести себя нестабильно, – лучше его не паять в схему.
Как определить поломку по внешним признакам
Вышедший из строя электронный компонент, возможно определить, или во всяком случае поставить под сомнение его работоспособность возможно благодаря следующим внешним признакам:
нарушение герметичности корпуса – в виде разрыва внешнего корпуса и выступившего электролита;
раздутого корпуса элемента с видными повреждениями геометрии (чаще всего они имеют цилиндрическую форму, поэтому выпуклости на внешней оболочке говорят о его неисправности).
Увеличение внутреннего сопротивления конденсатора
Физически это выглядит так, как будто последовательно конденсатору подключили резистор. При увеличении данного параметра снижается пиковый ток через конденсатор при его заряде или разряде, вносится задержка в цепи, где этот конденсатор работает.
Данный параметр называется ЭПС (эквивалентное последовательное сопротивление) или в английской аббревиатуре – ESR. Для определения эквивалентного последовательного сопротивления нужен специальный прибор – измеритель ESR.
Андреев С.
Как проверить не выпаивая
Одним из вариантов проверки работоспособности конденсаторов без демонтажа их из схемы является включение в схему параллельно испытуемому элементу исправного компонента соответствующего номинала. Такой вариант позволяет судить о работоспособности испытуемого электронного устройства и определить вариант его замены.
Данный метод во многом дает позитивный результат при проверке схем с небольшим напряжением, при проверке элементов работающих схем с высоким рабочим напряжением такой вариант недопустим.
Вообще чаще всего в рабочих устройствах выходят из строя в основном электролитические конденсаторы, реже полиэтилентерефталатные в высоковольтных цепях.
Практическое применение на автомобиле
Далеко не все домашние мастера будут тестировать элементную базу материнских плат компьютеров. А вот навыки, как проверить конденсатор трамблера, пригодятся любому автолюбителю. Изучим методику на примере классики ВАЗ.
Для проверки необходимо отсоединить кабель, идущий от трамблера до конденсатора. Он обычно соединен с одним контактом прерывателя.

Между контактами закрепляем лампу мощностью 35–50 Вт (разумеется, с напряжением 12 вольт). Если при включении зажигания лампа загорелась, конденсатор неисправен, то есть «пробит» (это самая характерная поломка). Если «контролька» не светится — конденсатор исправен.
Второй способ можно применять в крайнем случае, если у вас не нашлось лишней лампы. После включения зажигания, необходимо быстро и вскользь коснуться контактами друг к другу. Если ничего не происходит — конденсатор в порядке. При наличии искрения — радиоэлемент «пробит».
Параллельное и последовательное соединение конденсаторов
В предыдущих статьях были рассмотрены вопросы работы и характеристики конденсаторов. Сейчас Я расскажу о всех методах соединения конденсаторов для подключения в схему. Сразу скажу, что в жизни практически везде, за исключением редких случаев используется только параллельная схема подключения.
Следует знать, что в цепи переменного тока конденсатор выступает еще как емкостное сопротивление. При чем с увеличением величины емкости конденсатора- уменьшается сопротивление в цепи переменного тока.
Параллельное соединение конденсаторов
При параллельной схеме подключения все обкладки конденсаторов соединяются в две группы, причем один вывод с каждого конденсатора соединяется в одну группу с другими, а второй — в другую. Наглядный пример параллельного соединения и схема на картинке.
Все параллельно соединенные конденсаторы подключаются к одному источнику напряжения, поэтому существует на них две точки разности потенциалов или напряжения. На всех выводах конденсаторов будет абсолютно одинаковое напряжение.
При подключении параллельно все конденсаторы вместе, образуют принципиально одну емкость, величина которой будет равняться сумме всех емкостей подключенных в цепи конденсаторов.При параллельном подключении через каждый из конденсаторов потечет разный ток, который будет зависеть от величины емкости каждого из них. Чем выше емкость, тем больший ток потечет через неё.
Параллельное соединение очень часто встречается в жизни. С его помощью можно из группы конденсаторов собрать любую необходимую емкость. Например, для запуска 3 фазного электродвигателя в однофазной сети 220 Вольт в результате расчетов Вы получили что необходима рабочая емкость 125 мкФ. Такой емкости конденсаторов Вы не найдете в продаже. Для того, что бы получить необходимую емкость придется купить и соединить параллельно 3 конденсатора один на 100 мкФ, второй- на 20, и третий на 5 мкФ.
Соединение конденсаторов последовательно
При последовательном соединении конденсаторов каждая из обкладок соединяется только в одной точке с одной обкладкой другого конденсатора. Получается цепочка конденсаторов. Крайние два вывода подключаются к источнику тока, в результате чего происходит перераспределение между ними электрических зарядов. Заряды на всех промежуточных обкладках одинаковые величине с чередованием по знаку.
Через все соединенные конденсаторы последовательно протекает одинаковой величины ток, потому что у него нет другого пути прохождения.
Общая же емкость будет ограничиваться площадью обкладок самого маленького по величине, потому что как только зарядится полностью конденсатор с самой маленькой емкостью- вся цепочка перестанет пропускать ток и заряд остальных прервется. Высчитывается же емкость по этой формуле:Но при последовательном соединении увеличивается расстояние (или изоляция) между обкладками до величины равной сумме расстояний между обкладками всех последовательно подключенных конденсаторов. Например, если взять два конденсатора с рабочим напряжением 200 Вольт и соединить последовательно, то изоляция между их обкладками сможет выдержать 1000 Вольт при подключении в схему.
Из выше сказанного можно сделать вывод, что последовательно соединять необходимо:
Для получения эквивалентного меньшего по емкости конденсатора.
Если необходима емкость, работающая на более высоких напряжениях.
Для создания емкостного делителя напряжения, который позволяет получить меньшей величины напряжение из более высокого.
Практически, для получения первого и второго достаточно просто купить один конденсатор с необходимой величиной емкости или рабочим напряжением. Поэтому данный метод соединения в жизни не встречается.
Смешанное соединение конденсаторов
Встречается смешанное соединение только на различных платах. Для него характерно наличие в одной цепи параллельного и последовательного соединения конденсаторов. При чем смешанное соединение может быть как последовательного, так параллельного характера.
В жизни подробные знания о смешанном соединении могут только пригодится радиолюбителям, поэтому не буду на этом подробно останавливаться.
Из следующей статьи Вы узнаете как правильно проверить и определить емкость конденсатора.
Бестрансформаторный блок питания. Расчет. Ч2

Итак, давайте разберем последовательность расчета бестрансформаторного источника питания, рассмотренного в предыдущей статье. Описанная метода не претендует на истину в последней инстанции и может отличаться от других источников. Дополнительную информацию по такой схеме можно почерпнуть на зарубежных ресурсах, погуглив в сети запрос «capacitor power supply».
рис. 1
Первое от чего мы должны отталкиваться при расчете бестрансформаторного источника питания — это ток нагрузки. На рисунке 1 он обозначен как Iam, а в качестве нагрузки выступает резистор R3. Заменим этот резистор небольшой схемой с микроконтроллером и определим потребляемый ею ток.
рис. 2

Сделать это можно двумя способами:
— путем расчета, просуммировав примерное потребление всех компонентов схемы,
— с мощью амперметра включенного между источником напряжения и нашей схемой.
Второй способ, конечно, будет точнее, но он осуществим только при наличии собранной схемы. Попробуем выполнить теоретический расчет.

В схеме на рисунке 2 три основных потребителя — стабилизатор 7805, микроконтроллер ATtiny13 и светодиод. Для простоты положим, что микроконтроллер при подаче питания всего лишь зажигает светодиод, а потом крутится в бесконечном цикле.
Ток покоя стабилизатора 7805 по даташиту равен 5 мА (параметр quiescent current). При изменении тока нагрузки и входного напряжения значение тока покоя меняется на 0.5 — 0.8 мА. Значение небольшое и можно им пренебречь.
Оценить потребление микроконтроллера ATtiny13 можно по графику Active Supply Current vs. VCC, представленнму в даташите в разделе Electric Characteristics. Допустим, у нас напряжение питания 5 Вольт, а тактовая частота — 9.6 МГц. При таких условиях attiny13 потребляет в активном режиме 5.5 мА.
Ток светодиода рассчитываем по формуле:
Iled = (Upin — Uled)/R2
где Upin — напряжение логической единицы на выводе микроконтроллера, В; Uled — прямое падение напряжения на светодиоде, В.
Для зеленого светодиода прямое падение напряжения равно примерно 2 В, Upin примерно 5 В, значит ток через светодиод будет равен:
Iled = (5 — 2)/330 = 9 мА.
Если быть честным, то при любом вытекающем токе напряжение на выводе микроконтроллера будет меньше напряжения питания. В чем можно убедиться, изучив график I/O Pin Source Current vs. Output Voltage (Low Power Ports, VCC = 5V), представленный в даташите. При токе 9 мА, напряжение на выводе микроконтроллера ATtiny13 будет примерно 4.8 В. Но мы, опять таки, не учитываем такие мелочи в расчете.
Итого: 5 + 5.5 + 9 = 19.5 мА.
Реальное значение потребляемого тока 18.6 мА.
Как видишь, разница незначительная. Округлим расчетное значение в большую сторону и будем отталкиваться от значения Iam = 20 мА.
Ток нагрузки нам известен, теперь нужно рассчитать значение тока на входе источника питания. На рисунке 1 он обозначен как Iac. В отличие от постоянного тока нагрузки, ток на входе бестрансформаторного источника питания переменный. А переменный ток характеризуется такими величинами как амплитудное и действующее значение.
Амплитудное значение переменного тока — это максимальное значение тока за период колебания. Действующее значение переменного тока — это такая величина постоянного тока, который за время равное одному периоду колебания переменного тока, выделит на том же сопротивлении R такое же количество тепла, что и переменный ток.
Для переменного тока, изменяющегося по синусоидальному закону, амплитудное и действующее значения связаны следующим соотношением:
где Iac — действующее значение, А; а Im — амплитудное, А.

Действующее значение переменного тока на входе схемы Iac рассчитывается из тока нагрузки Iam по следующей формуле:
Таким образом, ток на входе схемы будет равен:
Iac = 20*2.221 = 44,4 мA действующее значение
Im = 44*1.41 = 62.6 мA амплитудное значение

У всех линейных стабилизаторов, к которым относится и микросхема 7805, есть такой параметр как dropout напряжение — наименьшая разность напряжений между входом и выходом. Этот параметр определяет минимальное входное напряжение стабилизатора, при котором он все еще будет работать в номинальном режиме. Для микросхемы 7805 выходное напряжение равно 5 В, а типовое dropout напряжение равно 2 В. Значит минимальное входное напряжение для стабилизатора 7805 будет составлять 5 + 2 = 7 В. С учетом того, что на конденсаторе С2 напряжение будет пульсировать, 7 Вольт — это минимальное значение пульсирующего напряжения. Накинем 1 В для запаса и будем отталкиваться от значения 8 Вольт.

В качестве стабилизатора не обязательно выбирать микросхему 7805, можно использовать то, что есть под рукой. При этом нужно учитывать следующие параметры:
— максимальное входное напряжение стабилизатора,
— максимальный выходной ток стабилизатора,
— dropout напряжение,
— максимальная рассеиваемая мощность.
Нагрузка у нас запитывается от сети во время положительного полупериода входного напряжения. Во время отрицательного полупериода нагрузка получает энергию от конденсатора С2. За время отрицательного полупериода он не должен успеть разрядиться до напряжения меньше 8 В. Этого не случиться, если начальное напряжение на конденсаторе и его емкость достаточны для поддержания заданного тока нагрузки.
Емкость сглаживающего конденсатора рассчитывается по следующей формуле.
C > Iam/(2*f*dU),
где Iam — ток нагрузки, А; f — частота переменного напряжения, Гц; С — емкость конденсатора, Ф; dU — размах пульсаций, В.
dU = Umax — Umin
Umin у нас равно 8 В.
Umax выбираем из следующих соображений. Большее напряжение позволяет использовать конденсатор меньшей емкости, но сильнее нагружает стабилизатор, который вынужден гасить на себе остаточное напряжение. Меньшее напряжение разгружает стабилизатор напряжения, но требует конденсатор большей емкости.
Я выбрал 9.3 В.
С2 > 0.02/(2*50*(9.3 — 8)) = 0.000153 Ф = 153 мкФ
Выбираем большее соседнее значение из ряда Е12 – 180 мкФ.
Также не забываем про максимальное напряжение, на которое рассчитан конденсатор. Берем с полуторным или двойным запасом, например на 16 Вольт.
Требуемое номинальное напряжение стабилитрона равно максимальному напряжению на сглаживающем конденсаторе С2 плюс величина падения напряжения на диоде VD2, то есть:
9.3 + 0.7 = 10 В.
0.7 — это значение падения напряжения на диоде, включенном в прямом направлении. Стандартное значение, используемое в инженерных расчетах.
Помимо номинального напряжения стабилизации также важны такие параметры стабилитрона как номинальный и максимальный токи стабилизации, максимальный постоянный прямой ток, максимальный импульсный ток и рассеиваемая мощность.
Для данной схемы я выбрал стабилитрон 1N4740А, который имеет следующие характеристики:

— номинальное напряжение стабилизации 10 В,
— номинальный ток стабилизации 25 мА,
— максимальный ток стабилизации 91 мА,
— максимальный импульсный ток 454 мА,
— максимальный ток в прямом направлении 200 мА,
— рассеиваемая мощность 500 мВт.
В положительный полупериод сетевого напряжения через стабилитрон может протекать ток в диапазоне от 0 до 62 мА (Im). Если нагрузка будет потреблять меньший ток, стабилитрон будет брать часть тока на себя, если нагрузка отключится, весь входной ток будет протекать через стабилитрон. Поэтому максимальный ток стабилизации стабилитрона должен быть больше амплитудного значения входного тока. В нашем случае > 62 мА. У стабилитрона 1N4740 максимальный ток стабилизации 91 мА, значит, по этому параметру он подходит.
В отрицательный полупериод стабилитрон будет работать как обычный диод, и через него будет протекать весь входной ток источника питания. Нагрузка в этот момент запитывается от конденсатора C2. В прямом направлении стабилитрон выдерживает 200 мА, это больше амплитудного значения входного тока (62 мА), значит, по этому параметру он тоже подходит.
Рассчитаем максимальную мощность, которая будет рассеиваться на стабилитроне. В положительный полупериод сетевого напряжения на стабилитроне будет 10 В, в отрицательный полупериод Ud = 1.2 В (значение из даташита для тока 200 мА). Для расчета возьмем среднее значение переменного тока за полпериода. Оно рассчитывается по формуле:
Iav = (2 * Im)/3.14 = 0.637*Im
где Im — амплитудное значение переменного тока, А.
Максимальная мощность рассеиваемая на стабилитроне будет равна:

P = (0.637 * Im)*Ust + (0.637 * Im)*Ud = (0.637 * Im)*(Ust + Ud)
P = 0.637*62*(10 + 1.2) = 442 мВт
Такая мощность будет рассеиваться на стабилитроне в худшем случае — когда через него будет идти весь ток нагрузки. На практике значение мощности будет меньше, так как в положительный полупериод через стабилитрон будет протекать меньший ток. По этому параметру стабилитрон тоже проходит.
Ток нагрузки Iam = 20 мА.
Максимальное обратное напряжение на диоде приблизительно равно номинальному напряжению стабилитрона VD1, то есть 10 В.
Мощность, рассеиваемая на диоде, равна P = Ud*Iam = 0.7 * 20 = 14 мВт.
Берем по каждому из этих значений двойной запас и выбираем диод. Я выбрал диод 1N4148.
Сетевое напряжение бытовой электросети составляет 220 В. Эта так называемое действующее значение. Действующее значение в корень из 2 раз меньше амплитудного значения. Я уже говорил об этом выше.
Амплитудное значение сетевого напряжения составляет:
Um = 220 * 1.41 = 311 В
В начальный момент включения схемы, когда конденсатор C1 разряжен, может происходить бросок тока. Нужно подобрать такой номинал резистора R2, чтобы при максимальном входном напряжении импульсный ток через стабилитрон был меньше 454 мА.
R2 > Um/Ispike = 311/450 = 691 Ом
Выбираем ближайшее значение из ряда E24 — 750 Ом
Мощность рассеиваемая на этом резисторе будет равна
Pr = Iac * Iac * R = 44 * 44 * 750 Ом = 1.5 Вт
Берем 2 ваттный резистор.

Номинал конденсатора С1 рассчитывается по следующей формуле:
где Iac – действующее значение тока в цепи, А; Uac – минимальное действующее значение напряжения в цепи, В; f – частота переменного напряжения, Гц; R – сопротивление резистора R2, Ом.
Формула выведена из закона Ома для цепи переменного тока, состоящей из конденсатора и резистора.
Все величины известны:
Iac = 44 мА
Uac = 220 В
R2 = 750 Ом
f = 50 Гц
Подставляем их формулу и получаем значение C1. Оно будет равно 650 нФ. Возьмем большее соседнее значение из ряда Е12 — 680 нФ.
Рабочее напряжение С1 должно быть больше чем Um = 311 В. Можно взять конденсатор с рабочим напряжением 400 В, но лучше взять конденсатор рассчитанный на 600 В.
В качестве C1 нужно выбирать конденсаторы, предназначенные для работы в цепях переменного тока, например отечественные металлопленочные конденсаторы К73-17 или их импортные аналоги. Если не удается подобрать конденсатор нужное емкости, можно соединить два конденсатора меньшей емкости параллельно.
Резистор R1 выбираем номиналом 1.5-2 МОм. Мощность, которая будет рассеиваться на этом резисторе, можно грубо оценить по формуле:
P = (Uac*Uac)/R1 = (220*220)/1500000 = 32 мВт
Выбираем резистор мощностью 0.125 — 0.25 Вт.

Разъем Х1 для подключения устройства к сети.
Разъем Х3 для подачи постоянного напряжения при отладке и программировании устройства.
Ну и напоследок о самом главном.
Не подключайте устройство с бестрансформаторным источником питания к компьютеру или программатору, когда оно запитано от сети. Что-то из них может сгореть.
Для программирования или отладки устройства запитывайте его от отдельного источника постоянного напряжения, когда оно отключено от сети.
Не дотрагивайтесь до элементов и проводников устройства, когда оно подключено к сети, это может привести к поражению электрическим током.
Не подключайтесь к работающему устройству осциллографом.
Увеличение вых напряж комп бп. Простой блок питания из atx
Автор не несет ответственности за выход из строя каких-то компонент, произошедший в результате разгона. Используя данные материалы в любых целях, конечный пользователь принимает на себя всю ответственность. Материалы сайта представлены «as is».»
Вступление.
Этот эксперимент с частотой я затеял из-за не хватающей мощности БП.
Когда компьютер покупался его мощности вполне хватало для этой конфигурации:
AMD Duron 750Mhz / RAM DIMM 128 mb / PC Partner KT133 / HDD Samsung 20Gb / S3 Trio 3D/2X 8Mb AGP
Для примера две схемы:
Частота f для этой схемы получилась 57 кГц.

А для этой частота f равна 40 кГц.
Практика.
Частоту можно изменить заменив конденсатор C или(и) резистор R на другой номинал.
Было бы правильно поставить конденсатор с меньшей емкостью, а резистор заменить на последовательно соединенные постоянный резистор и переменный типа СП5 с гибкими выводами.
Затем, уменьшая его сопротивление, измерять напряжение, пока напряжение не достигнет 5.0 вольт. Затем впаять постоянный резистор на место переменного, округлив номинал в большую сторону.
Я пошел по более опасному пути — резко изменил частоту впаяв конденсатор меньшей ёмкости.
У меня было:
R 1 =12kOm
C 1 =1,5nF
По формуле получаем
f =61,1 кГц
После замены конденсатора
R 2 =12kOm
C 2 =1,0nF
f =91,6 кГц
Согласно формуле:
частота увеличилась на 50% соответственно и мощность возросла.
Если R не будем менять, то формула упрощается:
Или если С не будем менять, то формула:
Проследите конденсатор и резистор подключенные к 5 и 6 ножкам микросхемы. и замените конденсатор на конденсатор с меньшей ёмкостью.

Результат
После разгона блока питания напряжение стало ровно 5.00 (мультиметр может иногда показать 5.01, что скорее всего погрешность), почти не реагируя на выполняемые задачи — при сильной нагрузке на шине +12 вольт (одновременная работа двух CD и двух винтов) — напряжение на шине +5В может кратковременно снизиться 4.98.
Начали сильнее греться ключевые транзисторы. Т.е. если раньше радиатор был слегка теплый, то теперь он сильно теплый, но не горячий. Радиатор с выпрямительными полумостами сильнее греться не стал. Трансформатор также не греется. С 18.09.2004 г. и по сегодняшний день (15.01.05) к блоку питания нет никаких вопросов. На данный момент следующая конфигурация:
Ссылки
ПАРАМЕТРЫ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ СИЛОВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ДВУХТАКТНЫХ СХЕМАХ ИБП ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА.
Конденсаторы. (Примечание: С = 0.77 ۰ Сном ۰SQRT(0,001۰f), где Сном — номинальная емкость конденсатора.)
Комментарии Renni: То что ты повысил частоту у тебя повысилось количество пилообразных импульсов за определенный промежуток времени, а как следствие повысилась частота с которой отслеживается нестабильности по питанию, так как нестабильности по питанию отслеживаются чаще то и импульсы на закрытие и открытие транзисторов в полумостовом ключе происходит с двойной частотой. Твои транзисторы обладают характеристиками, а конкретно своим быстродействием.: Увеличив частоту ты тем самым уменьшил размер мертвой зоны. Раз ты говоришь что транзисторы не греются значит они входят в той диапазон частот, значит тут казалось бы все хорошо. Но, есть и подводные камни. Перед тобой есть схема электрическая принципиальная? Я тебе сейчас по схеме объясню. Там в схеме посмотри где ключевые транзисторы, к коллектору и эмиттеру включены диоды. Они служат для рассасывания остаточного заряда в транзисторах и перегонке заряда в другое плечо(в конденсатор). Вот, если у этих товарищей скорость переключения низкая у тебя возможны сквозные токи — это прямой пробой твоих транзисторов. Возможно из за этого они будут греться. Теперь дальше, там дело не этом, там дело в том что после прямого тока, который прошел через диод. Он обладает инерционностью и когда появляется обратный ток,: у него какое то время еще не восстанавливается значение его сопротивления и по этому они характеризуются не частотой работы, а временем восстановления параметров. Если это время больше чем можно, то у тебя будут наблюдаться частичные сквозные токи из за этого возможны всплески как по напряжению так и по току. Во вторично это не так страшно, но в силовой части — это просто пи#дец,: мягко говоря. Так вот продолжим. Во вторичной цепи эти переключения следующим не желательны, а именно: Там для стабилизации используются диоды Шотки, так вот по 12 вольтам что бы их подпирают напряжением -5 вольт.(прим. у меня кремниевые на 12 вольтах), так вот по 12 вольтам что бы их (диоды Шотки) можно было использовать подпирают напряжением -5 вольт. (Из-за низкого обратного напряжения, невозможно просто поставить диодов Шотки на шине 12 вольт, поэтому так извращаются). Но у кремниевых потери больше чем у диодов Шотки и реакция поменьше, если только они не из числа быстро восстанавливающихся. Так вот, если высокая частота, то у диодов Шотки наблюдается практически тот же эффект что и в силовой части + инерционность обмотки по -5 вольтам по отношению к +12 вольтам, делает невозможным использование диодов ШОТКИ, по этому увеличение частоты может со временем привести к выходу из строя онных. Я рассматриваю общий случай. Так вот едем дальше. Дальше еще один прикол, связанный наконец непосредственно с цепью обратной связи. Когда ты образуешь отрицательную обратную связь, у тебя есть такое понятие как резонансная частота вот этой петли обратной связи. Если ты выйдешь на резонанс, то п#зда всей твоей схеме. Прости за грубое выражение. Потому что эта микросхема ШИМ всем управляет и требуется ее работа в режиме. И на конец «темная лошадка» 😉 Ты понял о чем я? Трансформатор он самый, так вот у этой сцуки ведь тоже есть резонансная частота. Так эта дрянь ведь не унифицированная деталь, трансформатор намоточное изделие в каждом случае изготовляется индивидуально — по этой просто причине ты не знаешь характеристик на него. A если ты введешь своей частотой в резонанс? Ты спалишь свой транс и БП можешь спокойно выкидывать. Внешне два абсолютно одинаковых трансформатора могут иметь абсолютно разные параметры. Ну факт тот что не правильной подборкой частоты ты мог спокойно спалить БП.При всех прочих условиях как все таки повысить мощность БП. Повышаем мощность блока питания. Первым делом нам надо разобраться что такое мощность. Формула предельно проста — ток на напряжение. Напряжение в силовой части у нас составляет 310 вольт постоянки. Так вот так как на напряжение мы никак не можем влиять. Транс то у нас один. Мы можем увеличить только ток. Величину тока нам диктует две вещи- это транзисторы в полумосте и буферные емкости. Кондеры по больше, транзисторы по мощнее, так вот надо увеличить номинал емкости и поменять транзисторы на такие у которых больше ток цепи коллектор-эмиттер или просто ток коллектора, если не жалко можешь втулть туда на 1000 мкФ и не напрягаться с расчетами. Так вот в этой цепи мы сделали все что могли, тут больше в принципе сделать ничего не возможно, разве что еще учесть напряжение и ток базы этих новых транзисторов. Если трансформатор маленький — это не поможет. Надо еще отрегулировать такую хрень как напряжение и ток при котором у тебя будет открываться и закрываться транзисторы. Теперь вроде как тут все. Поехали во вторичную цепь.Теперь у нас на выходе обмоток тока доху……. Надо немного подправить наши цепи фильтрации, стабилизации и выпрямления. Для этотго мы берем в зависимости от реализации нашего БП и меняем диодные сборки в первую очередь, что бы обеспечивали возможность протекания нашего тока. В принципе все остальное можно оставить так как есть. Вот и все, вроде бы, ну на данный момент Запас прочности должен быть. Тут дело в том что техника импульсная — вот это ее дурная сторона. Тут почти все построено на АЧХ и ФЧХ, на t реакции.: вот и все
В статье речь об импульсных блоках питания (далее ИБП), которые сегодня получили самое широкое применение во всех современных радиоэлектронных устройствах и самоделках.
Основной принцип заложенный в основу работы ИБП заключается в преобразовании сетевого переменного напряжения (50 Герц) в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое трансформируется до требуемых значений, выпрямляется и фильтруется.
Преобразование осуществляется с помощью мощных транзисторов, работающих в режиме ключа и импульсного трансформатора, вместе образующих схему ВЧ преобразователя. Что касается схемного решения, то здесь возможны два варианта преобразователей: первый — выполняется по схеме импульсного автогенератора и второй — с внешним управлением (используется в большинстве современных радиоэлектронных устройств).
Поскольку частота преобразователя обычно выбирается в среднем от 20 до 50 килогерц, то размеры импульсного трансформатора, а, следовательно, и всего блока питания достаточно минимизируются, что является очень важным фактором для современной аппаратуры.
Упрощенная схема импульсного преобразователя с внешним управлением смотрите ниже:
Преобразователь выполнен на транзисторе VT1 и трансформаторе Т1. Сетевое напряжение через сетевой фильтр (СФ) подается на сетевой выпрямитель (СВ), где оно выпрямляется, фильтруется конденсатором фильтра Сф и через обмотку W1 трансформатора Т1 подается на коллектор транзистора VT1. При подаче в цепь базы транзистора прямоугольного импульса, транзистор открывается и через него протекает нарастающий ток Iк. Этот же ток будет протекать и через обмотку W1 трансформатора Т1, что приведет к тому, что в сердечнике трансформатора увеличивается магнитный поток, при этом во вторичной обмотке W2 трансформатора наводится ЭДС самоиндукции. В конечном итоге на выходе диода VD появиться положительное напряжение. При этом если мы будем увеличивать длительность импульса приложенного к базе транзистора VT1, во вторичной цепи будет увеличиваться напряжение, т.к энергии будет отдаваться больше, а если уменьшать длительность, соответственно напряжение будет уменьшаться. Таким образом, изменяя длительность импульса в цепи базы транзистора, мы можем изменять выходные напряжения вторичной обмотки Т1, а следовательно осуществлять стабилизацию выходных напряжений БП.
Единственное что для этого необходимо — схема, которая будет формировать импульсы запуска и управлять их длительность (широтой). В качестве такой схемы используется ШИМ контроллер. ШИМ — это широтно-импульсная модуляция. В состав ШИМ контроллера входит задающий генератор импульсов (определяющий частоту работы преобразователя), схемы защиты, контроля и логическая схема, которая и управляет длительностью импульса.
Для стабилизации выходных напряжений ИБП, схема ШИМ контроллера «должна знать» величину выходных напряжений. Для этих целей используется цепь слежения (или цепь обратной связи), выполненная на оптопаре U1 и резисторе R2. Увеличение напряжения во вторичной цепи трансформатора T1 приведет к увеличению интенсивности излучения светодиода, а следовательно уменьшению сопротивления перехода фототранзистора (входящих в состав оптопары U1). Что в свою очередь, приведет к увеличению падения напряжения на резисторе R2, который включен последовательно фототранзистору и уменьшению напряжения на выводе 1 ШИМ контроллера. Уменьшение напряжения заставляет логическую схему, входящую в состав ШИМ контроллера, увеличивать длительность импульса до тех пор, пока напряжение на 1-м выводе не будет соответствовать заданным параметрам. При уменьшении напряжения — процесс обратный.
В ИБП используются 2 принципа реализации цепей слежения — «непосредственный» и «косвенный». Выше описанный способ называется «непосредственный», так как напряжение обратной связи снимается непосредственно с вторичного выпрямителя. При «косвенном» слежении напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки импульсного трансформатора:
Уменьшение или увеличение напряжения на обмотке W2, приведет к изменению напряжения и на обмотке W3, которое через резистор R2 также приложено к выводу 1 ШИМ контроллера.
С цепью слежения я думаю, разобрались, теперь давайте рассмотрим такую ситуацию как короткое замыкание (КЗ) в нагрузке ИБП. В этом случае вся энергия, отдаваемая во вторичную цепь ИБП, будет теряться и напряжение на выходе будет практически равно нулю. Соответственно схема ШИМ контроллера будет пытаться увеличить длительность импульса для того, что бы поднять уровень этого напряжения до соответствующего значения. В итоге транзистор VT1 будет все дольше и дольше находиться в открытом состоянии, и через него будет увеличиваться протекающий ток. В конце концов, это приведет к выходу из строя этого транзистора. В ИБП предусмотрена защита транзистора преобразователя от перегрузок по току в таких нештатных ситуациях. Основу ее составляет резистор Rзащ, включенный последовательно в цепь, по которой протекает ток коллектора Iк. Увеличение тока Iк протекающего через транзистор VT1, приведет к увеличению падения напряжения на этом резисторе, а, следовательно, напряжение, подаваемое на вывод 2 ШИМ контроллера также будет уменьшаться. Когда это напряжение снизится до определенного уровня, который соответствует максимально допустимому току транзистора, логическая схема ШИМ контроллера прекратит формирование импульсов на выводе 3 и блок питания перейдет в режим защиты или другими словами отключится.
В заключении темы хотелось бы более подробно описать преимущества ИБП. Как уже упоминалось, частота импульсного преобразователя достаточно высока, в связи с чем, габаритные размеры импульсного трансформатора уменьшены, а значит, как это не парадоксально звучит, стоимость ИБП меньше традиционного БП, так как меньше расход металла на магнитопровод и меди на обмотки, даже не смотря на то, что количество деталей в ИБП увеличивается. Еще одним из достоинств ИБП является малая, по сравнению с обычным БП, емкость конденсатора фильтра вторичного выпрямителя. Уменьшение емкости стало возможным за счет увеличения частоты. И, наконец, КПД импульсного блока питания доходит до 85 %. Связано это с тем, что ИБП потребляет энергию электрической сети только во время открытого транзистора преобразователя, при его закрытии энергия в нагрузку отдается за счет разряда конденсатора фильтра вторичной цепи.
К минусам можно отнести усложнение схемы ИБП и увеличение импульсных помех излучаемым самим ИБП. Увеличение помех связано с тем, что транзистор преобразователя работает в ключевом режиме. В таком режиме транзистор является источником импульсных помех, возникающих в моменты переходных процессов транзистора. Это является недостатком любого транзистора работающего в ключевом режиме. Но если транзистор работает с малыми напряжениями (например, транзисторная логика с напряжением в 5 вольт) это не страшно, в нашем же случае напряжение, приложенное к коллектору транзистора, составляет, примерно 315 вольт. Для борьбы с этими помехами в ИБП используются более сложные схемы сетевых фильтров, чем в обычном БП.
С чего начинается Родина… То есть я хотел сказать с чего начинается любое радиоэлектронное устройство, будь то сигнализация или ламповый усилитель — конечно с источника питания. И чем значительнее ток потребления девайса, тем мощнее требуется трансформатор в его БП. Но если приборы изготавливаем часто, то никаких запасов трансформаторов нам не хватит. А если ходить покупать на радиобазаре то учтите, что в последнее время стоимость такого трансформатора превысила все разумные пределы — за средний стоваттник требуют около 10уе!
Но выход всё-же есть. Это обычный, стандартный ATX от любого, даже самого простого и древнего компьютера. Несмотря на дешевизну таких БП (бэушный можно найти по фирмам и за 5уе), они обеспечивают очень приличный ток и универсальные напряжения. По линии +12В — 10А, по линии -12В — 1А, по линии 5В — 12А и по линии 3,3В — 15А. Конечно указанные значения не точные, и могут несколько отличаться в зависимости от конкретной модели БП ATX.

Вот как раз недавно я и делал одну интересную вещь — музыкальный центр из и корпуса от небольшой колонки. Всё бы хорошо, да вот учитывая приличную мощность усилителя НЧ, ток потребления центра в пиках басов достигал 8А. И даже попытка установить на питание 100 ваттный трансформатор с 4-х амперными вторичками нормального результата не дал: мало того, что на басах напряжение проваливалось на 3-4 вольта (что было хорошо заметно по затуханию ламп подсветки передней панели магнитолы), так ещё и от фона 50Гц никак не удавалось избавиться. Хоть 20000 микрофарад ставь, хоть экранируй всё, что можно.

А тут как раз на счастье, сгорел старый системник на работе. Но блок питания ATX ещё рабочий. Вот и приткнём его для магнитолы. Хотя по паспорту автомагнитолы и ихние усилители питаются напряжением 12В, но мы то знаем, что гораздо мощнее она будет звучать если подать на неё 15-17В. По крайней мере за всю мою историю ещё ни один ресивер не сгорел от лишних 5-ти вольт.
Так как в имеющемся БП ATX напряжение 12-ти вольтовой шины было всего чуть больше 10В (может потому и не работал системник? Поздно.), будем поднимать его изменением управляющего напряжения на 2-м выводе TL494. Принципиальную схему компьютерного блока питания смотрите тут.
Проще говоря поменяем резистор или вообще впаяем его на дорожки другого номинала. Ставлю два килоома и вот 10,5В превращаются в 17. Надо меньше? — Увеличиваем сопротивление. Стартуется компьютерный блок питания замыканием зелёного провода на любой чёрный.

Так как места в корпусе будущего музыкального центра не много — вытаскиваем плату импульсного блока питания ATX из родного корпуса (коробочка пригодится для моего будущего проекта), и тем самым уменьшаем габариты БП в два раза. И не забываем перепаять конденсатор фильтра в БП на более высокое напряжение, а то мало ли что…

А кулер? — Спросит внимательный и сообразительный радиолюбитель. Он нам не нужен. Эксперименты показали, что при токе 5А 17В в течении часа работы магнитолы на максимальной громкости (за соседей не беспокойтесь — два резистора 4 Ома 25 ватт), радиатор диодов был немного тёплый, а транзисторов — почти холодный. Так что нагрузку до 100 ватт такой БП ATX будет держать без проблем.
Обсудить статью ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ATX
Читайте также…
Основа современного бизнеса — получение больших прибылей при сравнительно низких вложениях. Хотя этот путь и губителен для собственных отечественных разработок и промышленности, но бизнес есть бизнес. Тут либо вводи меры по предотвращению проникновения дешевых запцацак, либо делать на этом деньги. К примеру, если необходим дешевый блок питания, то не нужно изобретать и конструировать, убивая деньги, — просто нужно посмотреть на рынок распространенного китайского барахла и попытаться на его основе построить то, что необходимо. Рынок, как никогда, завален старыми и новыми компьютерными блока питания различной мощности. В этом блоке питания есть все что нужно — различные напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В, -12 В, -5 В), защиты этих напряжений от перенапряжения и от превышения тока. При этом компьютерные блоки питания типа ATX или TX имеют малый вес и небольшой размер. Конечно, блоки питания импульсные, но высокочастотных помех практически нет. При этом можно идти штатным проверенным способом и ставить обычный трансформатор с несколькими отводами и кучей диодных мостов, а регулирование осуществлять переменным резистором большой мощности. С точки зрения надежности трансформаторные блоки намного надежнее импульсных, ведь в импульсном блоки питания в несколько десятков раз больше деталей, чем в трансформаторном блоке питания типа СССР и если каждый элемент по надежности несколько меньше единицы, то общая надежность является произведением всех элементов и как результат — импульсные блоки питания по надежности намного меньше трансформаторных в несколько десятков раз. Кажется, что если так, то нечего городить огород и следует отказаться от импульсных блоков питания. Но тут более важным фактором, чем надежность, в нашей действительности является гибкость производства, а импульсные блоки достаточно просто могут трансформироваться и перестраиваться под совершенно любую технику в зависимости от требований производства. Вторым фактором является торговля запцацками. При достаточном уровне конкуренции производитель стремится отдать товар по себестоимости, при этом достаточно точно рассчитать время гарантии с тем, чтобы оборудование выходило из строя на следующей неделе, после окончания гарантии и клиент покупал бы запчасти по завышенным ценам. Порой доходит до того, что легче купить новую технику, чем чинить у производителя его бэушку.
Для нас вполне нормально вместо сгоревшего блока питания вкрутить транс или подпереть красную кнопку пуска газа в духовках «Дефект» столовой ложкой, а не покупать новую часть. Наш менталитет четко просекают китайцы и стремятся делать свои товары неремонтопригодными, но мы как на войне, умудряемся ремонтировать и усовершенствовать их ненадежную технику, а если уже все — «труба», то хоть какую-нить запцацку снять и вкидануть в другое оборудование.
Мне стал нужен блок питания для проверки электронных компонентов с регулируемым напряжением до 30 В. Был трансформатор, но регулировать через резак — несерьезно, да и вольтаж будет плавать на разных токах, а вот был старенький блоки питания ATX от компа. Зародилась идея приспособить комповский блок под регулируемый источник питания. Прогуглив тему, нашел несколько переделок, но все они предлагали радикально выкинуть всю защиту и фильтры, а мы бы хотелось сохранить весь блок на случай, если придется использовать его по прямому назначению. Поэтому я начал эксперименты. Цель — не вырезая начинку создать регулируемый блок питания с пределами изменения напряжений от 0 до 30 В.
Часть 1. Так себе.
Блок для опытов попался достаточно старый, слабый, но напичканный множеством фильтров. Блок был в пыли и поэтому перед запуском я его вскрыл и почистил. Вид деталей подозрений не вызвал. Раз все устраивает — можно делать пробный пуск и измерить все напряжения.
12 В — желтый
5 В — красный
3,3 В — оранжевый
5 В — белый
12 В — синий
0 — черный
По входу блока стоит предохранитель, а рядом напечатан тип блока LC16161D.
Блок типа ATX имеет разъем для подсоединения его к материнской плате. Простое включение блока в розетку не включает сам блок. Материнская плата замыкает два контакта на разъеме. Если их замкнуть — блок включится и вентилятор — индикатор включения — начнет вращение. Цвет проводов, которые нужно замыкать для включения, указан на крышке блока, но обычно это «черный» и «зеленый». Нужно вставить перемычку и включить блок в розетку. Если убрать перемычку блок отключится.
Блок TX включается от кнопки, которая находится на кабеле, выходящем из блока питания.
Понятно, что блок рабочий и прежде чем начать переделку, нужно выпаять предохранитель, стоящий по входу, и впаять вместо него патрон с лампочкой накаливания. Чем больше по мощности лампа, тем меньше напряжения будет на ней падать при тестах. Лампа защитит блок питания от всех перегрузок и пробоев и не даст выгореть элементам. При этом импульсные блоки практически нечувствительны к падению напряжения в питающей сети, т.е. лампа хоть и будет светить и кушать киловатты, но по выходным напряжениям просадки от лампы не будет. Лампа у меня на 220 В, 300 Вт.
Блоки строятся на управляющей микросхеме TL494 или ее аналог KA7500 . Также часто используется компоратор на микрухе LM339 . Вся обвязка приходит сюда и именно здесь придется делать основные изменения.
Напряжения в норме, блок рабочий. Приступаем к усовершенствованию блока по регулированию напряжений. Блок импульсный и регулирование происходит за счет регулирования длительности открытия входных транзисторов. Кстати, всегда думал, что колебают всю нагрузку полевые транзисторы, но, на самом деле, используются также быстрые переключающиеся биполярные транзисторы типа 13007, которые устанавливаются и в энергосберегающих лампах. В схеме блока питания нужно найти резистор между 1 ножкой микросхемы TL494 и шиной питания +12 В. В данной схеме он обозначается R34 = 39,2 кОм. Рядом установлен резистор R33 = 9 кОм, который связывает шину +5 В и 1 ножку микросхемы TL494. Замена резистора R33 ни к чему не приводит. Нужно заменить резистор R34 переменным резистором 40 кОм, можно и больше, но поднять напряжение по шине +12 В получилось только до уровня +15 В, поэтому в завышении сопротивления резистора смысла нет. Здесь идея в том, что чем выше сопротивление, тем выше выходное напряжение. При этом до бесконечности напряжение не увеличится. Напряжение между шинами +12 В и -12 В изменяется от 5 до 28 В.
Найти нужный резистор можно проследив дорожки по плате, либо при помощи омметра.
Выставляем переменный впаянный резистор в минимальное сопротивление и обязательно подключаем вольтметр. Без вольтметра тяжело определить изменение напряжений. Включаем блок и на вольтметре на шине +12 В установилось напряжение 2,5 В, при этом вентилятор не крутится, а блок питания немного поет на высокой частоте, что указывает на работу ШИМ на сравнительно небольшой частоте. Крутим переменный резистор и видим увеличение напряжений на всех шинах. Вентилятор включается примерно на +5 В.
Замеряем все напряжения по шинам
12 В: +2,5 … +13,5
5 В: +1,1 … +5,7
3,3 В: +0,8 … 3,5
12 В: -2,1 … -13
5 В: -0,3 … -5,7
Напряжения в норме, кроме шины -12 В, и их можно варьировать для получения необходимых напряжений. Но компьютерные блоки сделаны так, чтобы по отрицательным шинам защита срабатывала при достаточно малых токах. Можно взять автомобильную лампочку на 12 В и включить между шиной +12 В и шиной 0. При увеличении напряжения лампочка станет светить все более ярко. При этом постепенно будет светить и лампа, включенная вместо предохранителя. Если включить лампочку между шиной -12 В и шиной 0, то при малом напряжении лампочка светится, но при определенном токе потребления блок уйдет в защиту. Защита срабатывает на ток порядка 0,3 А. Защита по току выполнена на резистивно-диодном делителе, чтобы его обмануть, нужно отключить диод между шиной -5 В и средней точкой, которая соединяет шину -12 В с резистором. Можно обрубить два стабилитрона ZD1 и ZD2. Стабилитроны применены как защита от перенапряжения и конкретно здесь через стабилитрон идет и защита по току. По крайней мере с шины — 12 В удалось взять 8 А, но это чревато пробоем микрухи обратной связи. В итоге путь тупиковый обрубать стабилитроны, а вот диод — вполне.
Для проверки блока нужно использовать переменную нагрузку. Наиболее рациональным является кусок спирали от нагревателя. Витой нихром — вот все что нужно. Для проверки включается нихром через амперметр между выводом -12 В и +12 В, регулируем напряжение и измеряем ток.
Выходные диоды для отрицательных напряжений значительно меньше тех, которые используются для положительных напряжений. Нагрузка соответственно также ниже. Более того, если в положительных каналах стоят сборки из диодов Шоттки, то в отрицательных каналах впаян обычный диод. Порой его припаивают к пластинке — типа радиатор, но это бред и для того чтобы поднять ток в канале -12 В нужно заменить диод, на что-то более сильное, но при этом сборки из диодов Шоттки у меня сгорели, а вот обычные диоды вполне неплохо тянули. Следует отметить, что защита не срабатывает, если нагрузка включена между разными шинами без шины 0.
Последним тестом является защита от короткого замыкания. Коротим накоротко блок. Защита работает только на шине +12 В, ведь стабилитроны отключили практически всю защиту. Все остальные шины по короткому не отключают блок. В итоге получен регулируемый блок питания из компьютерного блока с заменой одного элемента. Быстро, а значит экономически целесообразно. При тестах выяснилось, что если быстро крутить ручку регулировки, то ШИМ не успевает перестроиться и выбивает микруху обратной связи KA5H0165R , а лампа загорается очень ярко, затем входные силовые биполюсные транзисторы KSE13007 могут вылететь, если вместо лампы предохранитель.
Короче, все работает, но достаточно ненадежно. В таком виде нужно использовать только регулируемую шину +12 В и неинтересно медленно крутить ШИМ.
Часть 2. Более-менее.
Вторым экспериментом стал древнющий блок питания TX. Такой блок имеет кнопочку для включения — достаточно удобно. Переделку начинаем с перепайки резистора между +12 В и первой ножкой микрухи TL494. Резистор от +12 В и 1 ножкой ставится переменный на 40 кОм. Это дает возможность получить регулируемые напряжения. Все защиты остаются.
Далее нужно изменить пределы тока для отрицательных шин. Я впаял резистор, который выпаял из шины +12 В, и впаял в разрыв шины 0 и 11 ножкой микрухи TL339. Там уже стоял один резистор. Предел токов изменился, но при подключении нагрузки напряжение на шине -12 В сильно падало при увеличении тока. Скорее всего просаживает всю линию отрицательного напряжения. Потом я заменил перепаянный резак на переменный резистор — для подбора срабатываний по току. Но получилось неважно — нечетко срабатывает. Надо будет попробовать убрать этот дополнительный резистор.
Измерение параметров дало следующие результаты:
Шина напряжения, В
Напряжение на холостом ходу, В
Напряжение на нагрузке 30 Вт, В
Ток через нагрузку 30 Вт, А
Перепайку я начал с выпрямительных диодов. Диодов два и они достаточно слабые.
Диоды я взял от старого блока. Диодные сборки S20C40C — Шоттки, рассчитанные на ток 20 А и напряжение 40 В, но ничего путного не получилось. Либо сборки такие были, но один сгорел и я просто впаял два более сильных диодов.
Влепил разрезанные радиаторы и на них диоды. Диоды стали сильно греться и накрылись:) , но даже с более сильными диодами напряжение на шине -12 В так и не пожелало опуститься до -15 В.
После перепайки двух резисторов и двух диодов можно было скрутить блок питания и включить нагрузку. Вначале использовал нагрузку в виде лампочки, а измерял напряжение и ток по отдельности.
Затем перестал париться, нашел переменный резистор из нихрома, мультиметр Ц4353 — измерял напряжение, а цифровым — ток. Получился неплохой тандем. По мере увеличения нагрузки напряжение незначительно падало, ток рос, но грузил я только до 6 А, а лампа по входу светилась в четверть накала. При достижении максимального напряжения лампа по входу засветилась на половинную мощность, а напряжение на нагрузке несколько просело.
По большому счету переделка удалась. Правда, если включаться между шинами +12 В и -12 В, то защита не работает, но в остальном все четко. Всем удачных переделок.
Однако и такая переделка долго не прожила.
Часть 3. Удачная.
Еще одной переделкой стал блок питания с микрухой 339. Я не приверженец выпаивать все, а затем стараться запустить блок, поэтому по шагам поступил так:
Проверил блок на включение и срабатывание защиты от кз на шине +12 В;
Вынул предохранитель по входу и заменил на патрон с лампой накаливания — так безопасно включать чтобы не сжечь ключи. Проверил блок на включение и кз;
Удалил резистор на 39к между 1 ногой 494 и шиной +12 В, заменил на переменный резистор 45к. Включил блок — напряжение по шине +12 В регулируется в пределе +2,7…+12,4 В, проверил на кз;
Удалил диод с шины -12 В, находится за резистором, если идти от провода. По шине -5 В слежения не было. Иногда стоит стабилитрон, суть его одна — ограничение выходного напряжения. Выпаивание микруху 7905 уводит блок в защиту. Проверил блок на включение и кз;
Резистор 2,7к от 1 ножки 494 на массу заменил на 2к, там их несколько, но именно изменение 2,7к дает возможность изменить предел выходное напряжения. Например, при помощи резистора на 2к на шине +12 В стало возможным регулировать напряжение до 20 В, соответственно увеличив 2,7к до 4к максимальное напряжение стало +8 В. Проверил блок на включение и кз;
Заменил выходные конденсаторы на шинах 12 В на максимальное 35 В, шинах 5 В на 16 В;
Заменил спаренный диод шины +12 В, был tdl020-05f c напряжение до 20 В но током 5 А, поставил sbl3040pt на 40 А, выпаивать из шины +5 В не надо — нарушится обратная связь на 494. Проверил блок;
Измерил ток через лампу накаливания по входу — при достижении потребления тока в нагрузке 3 А лампа по входу светилась ярко, но ток на нагрузке больше не рос, просаживало напряжение, ток через лампу был 0,5 А, что укладывалось в ток родного предохранителя. Убрал лампу и поставил обратно родной предохранитель на 2 А;
Перевернул вентилятор обдува чтобы воздух вдувало внутрь блока и охлаждение радиатора было эффективнее.
В результате замены двух резисторов, трех конденсаторов и диода получилось переделать компьютерный блок питания в регулируемый лабораторный с выходном током больше 10 А и напряжением 20 В. Минус в отсутствии регулирования тока, но зато осталась защита от кз. Лично мне регулировать так не надо — блок итак выдает больше 10 А.
Переходим к практической реализации. Есть блок, правда TX. Но у него есть кнопка включения, тоже удобно для лабораторного. Блок способен выдать 200 Вт с заявленным током по 12 В — 8А и 5 В — 20 А.
На блоке написано, что вскрывать нельзя и внутри нет ничего такого для любителей. Так что мы вроде как профессионалы. На блоке есть переключатель на 110/220 В. Переключатель конечно удалим за ненадобностью, а вот кнопку оставим — пусть работает.
Внутренности более чем скромные — нет входного дроселя и заряд входных кондеров идет через резистор, а не через термистор, в результате идет потеря энергия, которая нагревает резистор.
Выбрасываем провода на переключатель 110 В и все что мешает отделить плату от корпуса.
Заменяем резистор на термистор и впаиваем дроссель. Убираем входной предохранитель и впаиваем вместо него лампочку накаливания.
Проверяем работу схему — входная лампа светится на токе примерно 0,2 А. Нагрузкой является лампа 24 В 60 Вт. Светится лампа на 12 В. Все хорошо и проверка на короткое замыкание работает.
Находим резистор от 1 ноги 494 к +12 В и поднимаем ногу. Подпаиваем переменный резистор вместо него. Теперь будет регулирование напряжения на нагрузке.
Ищем резисторы от 1 ноги 494 к общему минусу. Здесь их три. Все достаточно высокоомные, я выпаял самый низкоомный резистор на 10к и запаял вместо него на 2к. Это увеличило предел регулирования до 20 В. Правда при тесте этого еще не видно, срабатывает защита от перенапряжения.
Находим диод на шине -12 В, стоит после резистора и поднимаем его ногу. Это отключит защиту от перенапряжений. Теперь все должно быть.
Теперь меняем выходной конденсатор на шине +12 В на предел 25 В. И плюс 8 А это с натяжкой для маленького выпрямительного диода, так что и этот элемент меняем на что-то более силовое. И конечно включаем и проверяем. Ток и напряжение при наличии лампы по входу может сильно не расти если нагрузка подключена. Вот если нагрузку отключить, то напряжение регулируется до +20 В.
Если все устраивает — меняем лампу на предохранитель. И даем блоку нагрузку.
Для визуальной оценки напряжения и тока я использовал цифровой индикатор с алиэкспрес. Тут еще был такой момент — напряжение на шине +12В начинало с 2,5В и это было не очень приятно. А вот на шине +5В от 0,4В. Поэтому я объединил шины при помощи переключателя. Сам индикатор имеет 5 провод на подключение: 3 на измерение напряжения и 2 на ток. Индикатор питается напряжением от 4,5В. Дежурное питание как раз составляет 5В и им питается микруха tl494.
Очень рад что удалось переделать компьютерный блок питания. Всем удачной переделки.
Емкость
и заряд на пластинах конденсаторов
Конденсаторы состоят из двух параллельных проводящих пластин (обычно металлических), которые не могут касаться друг друга (разделены) изоляционным материалом, называемым «диэлектриком». Когда на эти пластины подается напряжение, электрический ток течет вверх, заряжая одну пластину положительным зарядом относительно напряжения питания, а другую пластину — равным и противоположным отрицательным зарядом.
Таким образом, конденсатор обладает способностью накапливать электрический заряд Q (единицы в кулонах ) электронов.Когда конденсатор полностью заряжен, возникает разность потенциалов, p.d. между пластинами, и чем больше площадь пластин и / или чем меньше расстояние между ними (известное как разделение), тем больше будет заряд, который может удерживать конденсатор, и тем больше будет его Емкость .
Способность конденсатора сохранять этот электрический заряд (Q) между пластинами пропорциональна приложенному напряжению V для конденсатора известной емкости в Фарадах. Обратите внимание, что емкость C ВСЕГДА положительная и никогда не отрицательная.
Чем больше приложенное напряжение, тем больший заряд сохраняется на пластинах конденсатора. Точно так же, чем меньше приложенное напряжение, тем меньше заряд. Следовательно, фактический заряд Q на пластинах конденсатора и может быть рассчитан как:
Заряд конденсатора
Где: Q (заряд в кулонах) = C (емкость в фарадах) x V (напряжение в вольтах)
Иногда легче запомнить эту взаимосвязь с помощью картинок. Здесь три величины Q, C и V наложены в треугольник, дающий заряд вверху, а емкость и напряжение внизу.Это расположение представляет собой фактическое положение каждой величины в формулах Capacitor Charge .
и транспонирование приведенного выше уравнения дает нам следующие комбинации того же уравнения:
Единицы измерения: Q в кулонах, V в вольтах и C в фарадах.
Тогда сверху мы можем определить единицу Емкости как постоянную пропорциональности, равную кулону / вольт, которая также называется Фарад , единицей F.
Поскольку емкость представляет способность конденсатора (емкость) накапливать электрический заряд на своих пластинах, мы можем определить один Фарад как «емкость конденсатора, который требует заряда в один кулон для установления разности потенциалов в один вольт между его пластинами. », Как впервые описал Майкл Фарадей. Таким образом, чем больше емкость, тем выше количество заряда, сохраняемого на конденсаторе при том же напряжении.
Способность конденсатора накапливать заряд на своих проводящих пластинах дает ему значение Емкость .Емкость также можно определить по размерам или площади А пластин и свойств диэлектрического материала между пластинами. Мера диэлектрического материала определяется диэлектрической проницаемостью (ε) или диэлектрической проницаемостью. Итак, другой способ выразить емкость конденсатора:
Конденсатор с воздухом в качестве диэлектрика
Конденсатор с твердым телом в качестве диэлектрика
, где A — площадь пластин в квадратных метрах, м. ² Чем больше площадь, тем больший заряд может хранить конденсатор.d — расстояние между двумя пластинами. Чем меньше это расстояние, тем выше способность пластин накапливать заряд, поскольку -ve заряд на заряженной пластине -Q оказывает большее влияние на заряженную пластину + Q, в результате чего больше электронов отталкивается от + Q заряжает пластину, тем самым увеличивая общий заряд.
ε ₀ (эпсилон) — это значение диэлектрической проницаемости для воздуха, которое составляет 8,84 x 10 ^-12 Ф / м, а ε _r — диэлектрическая проницаемость диэлектрической среды, используемой между двумя пластинами.
Конденсатор с параллельной пластиной
Ранее мы говорили, что емкость конденсатора с параллельными пластинами пропорциональна площади поверхности A и обратно пропорциональна расстоянию d между двумя пластинами, и это верно для диэлектрической среды воздуха. Однако значение емкости конденсатора можно увеличить, вставив между проводящими пластинами твердую среду, диэлектрическая проницаемость которой выше, чем у воздуха.
Типичные значения эпсилон ε для различных обычно используемых диэлектрических материалов: Воздух = 1.0, бумага = 2,5 — 3,5, стекло = 3-10, слюда = 5-7 и т. Д.
Коэффициент, на который диэлектрический материал или изолятор увеличивает емкость конденсатора по сравнению с воздухом, известен как диэлектрическая проницаемость ( k ). «K» — это отношение диэлектрической проницаемости используемой диэлектрической среды к диэлектрической проницаемости свободного пространства, также известного как вакуум.
Следовательно, все значения емкости связаны с диэлектрической проницаемостью вакуума. Диэлектрический материал с высокой диэлектрической проницаемостью является лучшим изолятором, чем диэлектрический материал с более низкой диэлектрической проницаемостью.Диэлектрическая проницаемость является безразмерной величиной, поскольку она относится к свободному пространству.
Пример емкости №1
Конденсатор с параллельными пластинами состоит из двух пластин общей площадью 100 см. ². Какой будет емкость конденсатора в пикофарадах (пФ), если расстояние между пластинами составляет 0,2 см, а в качестве диэлектрической среды используется воздух.
, то емкость конденсатора 44 пФ.
Зарядка и разрядка конденсатора
Рассмотрим следующую схему.
Предположим, что конденсатор полностью разряжен и переключатель, подключенный к конденсатору, только что был перемещен в положение A. Напряжение на конденсаторе 100 мкФ в этот момент равно нулю, и начинает течь зарядный ток ( i ), заряжающий конденсатор. пока напряжение на пластинах не сравняется с напряжением питания 12 В. Зарядный ток перестает течь, и конденсатор считается «полностью заряженным». Тогда Vc = Vs = 12v.
Когда конденсатор теоретически «полностью заряжен», он будет поддерживать свое состояние заряда по напряжению даже при отключении напряжения питания, поскольку они действуют как своего рода временное запоминающее устройство.Однако, хотя это может быть верно для «идеального» конденсатора, настоящий конденсатор будет медленно разряжаться в течение длительного периода времени из-за внутренних токов утечки, протекающих через диэлектрик.
Это важный момент, о котором следует помнить, поскольку конденсаторы большой емкости, подключенные к источникам высокого напряжения, могут по-прежнему сохранять значительный заряд, даже когда напряжение питания выключено.
Если в этот момент выключатель был отключен, конденсатор сохранял бы свой заряд неопределенно долго, но из-за внутренних токов утечки, протекающих через его диэлектрик, конденсатор начал бы очень медленно разряжаться, поскольку электроны проходили через диэлектрик.Время, необходимое конденсатору для разряда до 37% от его напряжения питания, известно как его постоянная времени.
Если переключатель теперь переместить из положения A в положение B, полностью заряженный конденсатор начнет разряжаться через лампу, теперь подключенную к нему, освещая лампу до тех пор, пока конденсатор не будет полностью разряжен, поскольку элемент лампы имеет резистивное значение.
Яркость лампы и продолжительность освещения в конечном итоге будут зависеть от значения емкости конденсатора и сопротивления лампы (t = R * C).Чем больше емкость конденсатора, тем ярче и дольше будет свечение лампы, поскольку она может хранить больше заряда.
Пример заряда конденсатора №2
Рассчитайте заряд в указанной выше цепи конденсатора.
, то заряд конденсатора составляет 1,2 милликулонов.
Ток через конденсатор
Электрический ток не может протекать через конденсатор, как через резистор или катушку индуктивности, из-за изолирующих свойств диэлектрического материала между двумя пластинами.Однако зарядка и разрядка двух пластин создают эффект протекания тока.
Ток, протекающий через конденсатор, напрямую связан с зарядом на пластинах, поскольку ток — это скорость протекания заряда во времени. Поскольку способность конденсатора накапливать заряд (Q) между пластинами пропорциональна приложенному напряжению (В), соотношение между током и напряжением, приложенным к пластинам конденсатора, становится равным:
Взаимосвязь между током и напряжением (I-V)
По мере того, как напряжение на пластинах увеличивается (или уменьшается) с течением времени, ток, протекающий через емкость, откладывает (или удаляет) заряд с ее пластин, причем величина заряда пропорциональна приложенному напряжению.Тогда и ток, и напряжение, приложенные к емкости, являются функциями времени и обозначаются символами i _(t) и v _(t).
Однако из приведенного выше уравнения мы также можем видеть, что если напряжение останется постоянным, заряд станет постоянным и, следовательно, ток будет равен нулю !. Другими словами, без изменения напряжения, без движения заряда и без протекания тока. Вот почему кажется, что конденсатор «блокирует» прохождение тока при подключении к установившемуся постоянному напряжению.
Фарад
Теперь мы знаем, что способность конденсатора накапливать заряд дает ему значение емкости C, которое имеет единицу Фарад, F . Но фарад сам по себе является чрезвычайно большой единицей, что делает его непрактичным в использовании, поэтому вместо него используются доли или доли стандартной единицы Фарада.
Чтобы получить представление о том, насколько на самом деле велик Фарад, укажите площадь поверхности пластин, необходимую для изготовления конденсатора емкостью всего один Фарад с разумным расстоянием между пластинами, скажем, всего 1 мм, работающим в вакууме.Если мы изменим уравнение для емкости выше, это даст нам площадь пластины:
A = Cd ÷ 8,85 пФ / м = (1 x 0,001) ÷ 8,85 × 10 ^-12 = 112,994,350 м ²
или 113 миллионов м ², что было бы эквивалентно плите размером более 10 х 10 км (более 6 миль) в квадрате. Это здорово.
Конденсаторы емкостью в один фарад или более обычно имеют твердый диэлектрик, и, поскольку «один фарад» является такой большой единицей для использования, вместо этого в электронных формулах используются префиксы со значениями конденсаторов, указанными в микрофарадах (мкФ), нано-фарады (нФ) и пикофарады (пФ).Например:
Подразделения Фарада
Преобразуйте следующие значения емкости из а) 22 нФ в мкФ , б) 0,2 мкФ в нФ , в) 550 пФ в мкФ .
а) 22 нФ = 0,022 мкФ
б) 0,2 мкФ = 200 нФ
в) 550 пФ = 0,00055 мкФ
Хотя один фарад сам по себе является большим значением, в настоящее время обычно доступны конденсаторы со значениями емкости в несколько сотен фарад и имеют названия, отражающие это: «Суперконденсаторы» или «Ультраконденсаторы».
Эти конденсаторы представляют собой электрохимические накопители энергии, в которых используется большая площадь поверхности углеродного диэлектрика для обеспечения гораздо более высокой плотности энергии, чем у обычных конденсаторов, и поскольку емкость пропорциональна площади поверхности углерода, чем толще углерод, тем больше у него емкость.
Низковольтные (примерно от 3,5 В до 5,5 В) суперконденсаторы способны накапливать большие количества заряда из-за их высоких значений емкости, поскольку энергия, запасенная в конденсаторе, равна 1/2 (C x V ²) .
Низковольтные суперконденсаторы обычно используются в портативных портативных устройствах для замены больших, дорогих и тяжелых аккумуляторов литиевого типа, поскольку они обеспечивают характеристики аккумуляторов и разрядки, что делает их идеальными для использования в качестве альтернативного источника питания или для резервного копирования памяти. Суперконденсаторы, используемые в портативных устройствах, обычно заряжаются с помощью солнечных батарей, установленных на устройстве.
Ультраконденсатор разрабатывается для использования в гибридных электромобилях и альтернативных источниках энергии для замены больших обычных аккумуляторов, а также для сглаживания постоянного тока в автомобильных аудио- и видеосистемах.Ультраконденсаторы можно быстро перезаряжать, и они обладают очень высокой плотностью хранения энергии, что делает их идеальными для использования в электромобилях.
Энергия в конденсаторе
Когда конденсатор заряжается от подключенного к нему источника питания, создается электростатическое поле, которое накапливает энергию в конденсаторе. Количество энергии в Дж, , которое хранится в этом электростатическом поле, равно энергии, которую источник напряжения прилагает для поддержания заряда на пластинах конденсатора, и определяется формулой:
, поэтому энергия, запасенная в конденсаторной цепи емкостью 100 мкФ, рассчитывается как:
В следующем уроке нашего раздела о конденсаторах мы рассмотрим цветовые коды конденсаторов и увидим различные способы нанесения значений емкости и напряжения конденсатора на его корпус.
Почему конденсаторы последовательно теряют емкость?
Ответ на этот вопрос исходит из рассмотрения того, что такое емкость: это количество кулонов (Кл) заряда, которое мы можем сохранить, если подать напряжение (В) на конденсатор.
Эффект 1: Если мы соединяем конденсаторы последовательно, мы затрудняем выработку напряжения на конденсаторах.Например, если мы подключим два конденсатора последовательно к источнику 5 В, то каждый конденсатор сможет заряжаться только примерно до 2,5 В. Только в соответствии с этим эффектом заряд (и, следовательно, емкость) должен быть одинаковым: мы подключаем два конденсатора последовательно, каждый из них заряжается только до половины напряжения, но у нас вдвое больше емкости, поскольку их два: так что безубыточность, верно ? Неправильный!
Эффект 2: Заряды на ближних пластинах двух конденсаторов нейтрализуют друг друга. Только крайние пластины несут заряд.Этот эффект сокращает объем хранилища вдвое.
Рассмотрим следующую диаграмму. В параллельной ветви справа у нас есть заряженный конденсатор. Теперь представьте, что если мы добавим еще один последовательно, чтобы сформировать ветвь слева. Поскольку соединение между конденсаторами является проводящим, обеспечивая одинаковый потенциал двух пластин, заряды ----- на нижней пластине верхнего конденсатора аннигилируют заряды +++++ на верхней пластине. нижнего конденсатора.
Итак, фактически у нас есть только две пластины, обеспечивающие хранение заряда. Тем не менее, напряжение снизилось вдвое.
Другой способ понять это состоит в том, что две заряжаемые пластины находятся на дальше друг от друга . В свободном пространстве, если мы раздвигаем пластины дальше друг от друга, емкость уменьшается, потому что уменьшается напряженность поля. Соединяя конденсаторы последовательно, мы фактически раздвигаем пластины. Конечно, мы можем разместить конденсаторы ближе или дальше на печатной плате, но теперь у нас есть два зазора вместо одного между самой верхней пластиной и самой нижней пластиной.Это снижает емкость.
18,5 Конденсаторы и диэлектрики | Texas Gateway
Конденсаторы
Снова рассмотрим рентгеновскую трубку, рассмотренную в предыдущем примере задачи. Как создать однородное электрическое поле? Один положительный заряд создает электрическое поле, направленное от него, как показано на рис. 18.18. Это поле неоднородно, потому что расстояние между линиями увеличивается по мере удаления от заряда. Однако, если мы объединим положительный и отрицательный заряды, мы получим электрическое поле, показанное на рисунке 18.20 (а). Обратите внимание, что между зарядами силовые линии электрического поля расположены более равномерно.
Что произойдет, если мы разместим, скажем, пять положительных зарядов в линию напротив пяти отрицательных зарядов, как на рис. 18.29? Теперь область между линиями заряда содержит довольно однородное электрическое поле.
Рисунок 18.29 Красные точки — положительные заряды, синие точки — отрицательные. Направление электрического поля показано красными стрелками. Обратите внимание, что электрическое поле между положительными и отрицательными точками довольно однородно.
Мы можем расширить эту идею еще дальше и до двух измерений, поместив две металлические пластины лицом к лицу и заряжая одну положительным зарядом, а другую равной величиной отрицательного заряда. Это можно сделать, подключив одну пластину к положительной клемме аккумулятора, а другую пластину — к отрицательной клемме, как показано на рисунке 18.30. Электрическое поле между этими заряженными пластинами будет чрезвычайно однородным.
Рисунок 18.30 Две параллельные металлические пластины заряжаются противоположным зарядом путем подключения пластин к противоположным клеммам батареи.Величина заряда на каждой пластине одинакова.
Давайте подумаем о работе, необходимой для зарядки этих пластин. Перед подключением пластин к батарее они являются нейтральными, то есть имеют нулевой общий заряд. Размещение первого положительного заряда на левой пластине и первого отрицательного заряда на правой пластине требует очень мало работы, потому что пластины нейтральны, поэтому нет противоположных зарядов. Теперь рассмотрите возможность размещения второго положительного заряда на левой пластине и второго отрицательного заряда на правой пластине.Поскольку первые два заряда отталкивают вновь прибывших, необходимо приложить силу к двум новым зарядам на некотором расстоянии, чтобы положить их на пластины. Это определение работы, которое означает, что по сравнению с первой парой требуется больше работы, чтобы положить вторую пару зарядов на пластины. Чтобы разместить на пластинах третий положительный и отрицательный заряды, требуется еще больше работы и так далее. Откуда взялась эта работа? Батарея! Его химическая потенциальная энергия преобразуется в работу, необходимую для разделения положительных и отрицательных зарядов.
Несмотря на то, что аккумулятор работает, эта работа выполняется в системе аккумуляторных пластин. Следовательно, сохранение энергии говорит нам, что, если потенциальная энергия батареи уменьшается на отдельные заряды, энергия другой части системы должна увеличиваться на ту же величину. Фактически, энергия аккумулятора сохраняется в электрическом поле между пластинами. Эта идея аналогична рассмотрению того, что потенциальная энергия поднятого молота хранится в гравитационном поле Земли.Если бы гравитационное поле исчезло, у молота не было бы потенциальной энергии. Точно так же, если бы между пластинами не было электрического поля, между ними не было бы накопления энергии.
Если теперь отсоединить пластины от аккумулятора, они будут удерживать энергию. Мы могли бы подключить пластины, например, к лампочке, и лампочка загорится, пока эта энергия не будет израсходована. Таким образом, эти пластины обладают способностью накапливать энергию. По этой причине такое устройство называется конденсатором.Конденсатор — это набор объектов, которые в силу своей геометрии могут накапливать энергию в виде электрического поля.
Различные реальные конденсаторы показаны на рисунке 18.31. Обычно их делают из токопроводящих пластин или листов, разделенных изоляционным материалом. Они могут быть плоскими, свернутыми или иметь другую геометрию.
Рисунок 18.31 Некоторые типичные конденсаторы. (Источник: Windell Oskay)
Емкость конденсатора определяется его емкостью C , которая определяется как
, где Q — это величина , заряда на каждой пластине конденсатора, а В, — разность потенциалов при переходе от отрицательной пластины к положительной.Это означает, что и Q , и V всегда положительны, поэтому емкость всегда положительна. Из уравнения для емкости видно, что единицами измерения емкости являются C / V, которые называются фарадами (F) в честь английского физика девятнадцатого века Майкла Фарадея.
Уравнение C = Q / VC = Q / V имеет смысл: конденсатор с параллельными пластинами (например, показанный на рисунке 18.30) размером с футбольное поле может удерживать большой заряд, не требуя слишком много работы на единицу заряда для протолкните заряд в конденсатор.Таким образом, Q будет большим, а V будет маленьким, поэтому емкость C будет очень большой. Сжатие того же заряда в конденсаторе размером с ноготь потребует гораздо больше работы, поэтому В будет очень большим, а емкость будет намного меньше.
Хотя из уравнения C = Q / VC = Q / V может показаться, что емкость зависит от напряжения, на самом деле это не так. Для данного конденсатора отношение заряда, накопленного в конденсаторе, к разнице напряжений между пластинами конденсатора всегда остается неизменным.Емкость определяется геометрией конденсатора и материалами, из которых он изготовлен. Для конденсатора с параллельными пластинами, между пластинами которого ничего нет, емкость равна
.
, где , — площадь пластин конденсатора, а d, — их расстояние. Мы используем C0C0 вместо C , потому что между пластинами конденсатора ничего нет (в следующем разделе мы увидим, что происходит, когда это не так). Константа ε0, ε0, отсчитываемая эпсилон-ноль , называется диэлектрической проницаемостью свободного пространства, и ее значение равно
. 18.37ε0 = 8,85 × 10–12 Ф / мε0 = 8,85 × 10–12 Ф / м
Возвращаясь к энергии, хранящейся в конденсаторе, мы можем спросить, сколько именно энергии хранит конденсатор. Если конденсатор заряжается путем подачи на него напряжения В , например, путем подключения его к батарее с напряжением 90 249 В, — электрическая потенциальная энергия, запасенная в конденсаторе, составляет
.
Обратите внимание, что форма этого уравнения аналогична форме для кинетической энергии, K = 12mv2K = 12mv2.
Watch Physics
Откуда берется емкость?
В этом видео показано, как определяется емкость и почему она зависит только от геометрических свойств конденсатора, а не от напряжения или накопленного заряда.При этом он дает хороший обзор концепций работы и электрического потенциала.
Проверка захвата
Если увеличить расстояние между пластинами конденсатора, как изменится емкость?
Увеличение расстояния между пластинами конденсатора вдвое уменьшит емкость в четыре раза.
Увеличение расстояния между пластинами конденсатора вдвое уменьшит емкость в два раза.
Удвоение расстояния между пластинами конденсатора увеличивает емкость в два раза.
Удвоение расстояния между пластинами конденсатора увеличивает емкость в четыре раза.
Виртуальная физика
Зарядите свой конденсатор
Для этого моделирования выберите вкладку с надписью Introduction в верхнем левом углу экрана. Вам представлен конденсатор с параллельными пластинами, подключенный к батарее переменного напряжения. Батарея изначально имеет нулевое напряжение, поэтому конденсатор не заряжается. Сдвиньте ползунок батареи вверх и вниз, чтобы изменить напряжение батареи, и наблюдайте за зарядами, которые накапливаются на пластинах.Отображение емкости, заряда верхней пластины и накопленной энергии при изменении напряжения батареи. Вы также можете отобразить линии электрического поля в конденсаторе. Наконец, измерьте напряжение между различными точками в этой цепи с помощью вольтметра и проверьте электрическое поле в конденсаторе с помощью детектора электрического поля.
Проверка захвата
Верно или неверно — в конденсаторе накопленная энергия всегда положительна, независимо от того, заряжена ли верхняя пластина отрицательным или положительным зарядом.
ложный
правда
Рабочий пример
Емкость и заряд, накопленный в параллельном пластинчатом конденсаторе
(a) Какова емкость конденсатора с параллельными пластинами с металлическими пластинами, каждая площадью 1,00 м ², разделенными на 0,0010 м? (б) Какой заряд сохраняется в этом конденсаторе, если к нему приложить напряжение 3,00 × 10 ³ В?
СТРАТЕГИЯ ДЛЯ (A)
Используйте уравнение C0 = ε0AdC0 = ε0Ad.
Решение для (а)
Ввод данных значений в это уравнение для емкости конденсатора с параллельными пластинами дает
18.39C = ε0Ad = (8,85 × 10−12 Ф / м) 1,00 м 20,00 10 м = 8,9 × 10−9 F = 8,9 нФ.C = ε0Ad = (8,85 × 10−12 Ф / м) 1,00 м 20,0010 м = 8,9 × 10-9 F = 8,9 нФ.
Обсуждение для (а)
Это небольшое значение емкости указывает на то, насколько сложно сделать устройство с большой емкостью. Помогают специальные методы, такие как использование тонких фольг с очень большой площадью, расположенных близко друг к другу, или использование диэлектрика (будет обсуждено ниже).
СТРАТЕГИЯ ДЛЯ (B)
Зная C , найдите накопленный заряд, решив уравнение C = Q / VC = Q / V, для заряда Q .
Решение для (b)
Заряд Q на конденсаторе
18,40Q = CV = (8,9 × 10−9 F) (3,00 × 103 В) = 2,7 × 10−5 CQ = CV = (8,9 × 10−9 F) (3,00 × 103 В) = 2,7 × 10−5 C .
Обсуждение для (б)
Этот заряд лишь немного больше, чем типичный заряд статического электричества. Больше заряда можно было сохранить, используя диэлектрик между пластинами конденсатора.
Рабочий пример
Какой аккумулятор нужен для зарядки конденсатора?
Ваш друг дает вам конденсатор 10 мкФ10 мкФ.Аккумулятор какого напряжения вам следует купить для хранения 120 мкКл120 мкКл на этом конденсаторе?
СТРАТЕГИЯ
Используйте уравнение C = Q / VC = Q / V, чтобы найти напряжение, необходимое для зарядки конденсатора.
Решение
Решение C = Q / VC = Q / V для напряжения дает V = Q / CV = Q / C. Вставка C = 10 мкФ = 10 × 10-6 FC = 10 мкФ = 10 × 10-6 F и Q = 120 мкКл = 120 × 10-6 CQ = 120 мкКл = 120 × 10-6 ° C дает
18,41V = QC. = 120 × 10−6 C10 × 10−6 F = 12 VV = QC = 120 × 10−6 C10 × 10−6 F = 12 В
Обсуждение
Такую батарею должно быть легко достать.Остается вопрос, достаточно ли в аккумуляторе энергии для обеспечения желаемого заряда. Уравнение UE = 12CV2UE = 12CV2 позволяет нам рассчитать требуемую энергию.
18,42UE = 12CV2 = 12 (10 × 10−6 F) (12 В) 2 = 72 мJUE = 12CV2 = 12 (10 × 10−6 F) (12 В) 2 = 72 мДж
Обычный коммерческий аккумулятор может легко обеспечить столько энергии.
Молекулярные выражения: электричество и магнетизм
Факторы, влияющие на емкость
Конденсатор — это электрическое устройство, предназначенное для накопления электрического заряда, обычно состоящее из двух параллельных проводящих пластин, разделенных изолирующим слоем, называемым диэлектриком.
Щелкайте стрелки для выбора различных комбинаций диэлектриков, площадей пластин и расстояний.
На емкость конденсатора влияет площадь пластин, расстояние между пластинами и способность диэлектрика выдерживать электростатические силы. В этом руководстве показано, как изменение этих параметров влияет на емкость конденсатора. Пластины большего размера обеспечивают большую емкость для хранения электрического заряда.Следовательно, с увеличением площади пластин увеличивается емкость.
Емкость прямо пропорциональна электростатическому силовому полю между пластинами. Это поле тем сильнее, чем ближе пластины друг к другу. Следовательно, с уменьшением расстояния между пластинами емкость увеличивается.
Диэлектрические материалы оцениваются на основе их способности выдерживать электростатические силы с точки зрения числа, называемого диэлектрической проницаемостью. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем больше способность диэлектрика выдерживать электростатические силы.Следовательно, с увеличением диэлектрической проницаемости увеличивается емкость.
НАЗАД К РУКОВОДСТВАМ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСТВЕ И МАГНЕТИЗМУ
Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.
© 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей.Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.
Этот веб-сайт обслуживается нашим

Команда разработчиков графики и веб-программирования
в сотрудничестве с оптической микроскопией в Национальной лаборатории сильного магнитного поля
.
Последнее изменение: среда, 7 июня 2017 г., 13:21
Счетчик доступа с 3 апреля 1999 г .: 460561
Что произойдет, если вставить провод в конденсатор? — MVOrganizing
Что произойдет, если вставить провод в конденсатор?
Первоначальный ответ: Когда между пластиной конденсатора помещается проводник, то как это влияет на его емкость? Вставка иначе неподключенного проводника создает изопотенциальную поверхность.Если он вставлен в существующую изопотенциальную плоскость, это не имеет никакого эффекта. В противном случае электрическое поле изменится.
Что происходит, когда мы помещаем проводник между пластинами конденсатора?
Что происходит, когда мы помещаем проводник между пластинами конденсатора? вставка иначе неподключенного проводника создает изопотенциальную поверхность. если он вставлен в существующую изопотенциальную плоскость, это не имеет никакого эффекта. в противном случае электрическое поле изменится.
Что происходит внутри конденсатора?
Конденсатор обычно выделяет свою энергию намного быстрее — часто за секунды или меньше.Две пластины внутри конденсатора подключены к двум внешним электрическим соединениям, называемым клеммами, которые похожи на тонкие металлические ножки, которые можно подключить к электрической цепи.
Конденсатор — это проводник?
Формы практических конденсаторов сильно различаются, но все они содержат по крайней мере два электрических проводника (пластины), разделенные диэлектриком (т. Е. Изолятором). В отличие от резистора, конденсатор не рассеивает энергию. Вместо этого конденсатор накапливает энергию в виде электростатического поля между пластинами.
Что бы произошло, если бы две изолирующие пластины были использованы вместо проводящих пластин для создания конденсатора?
Ответ. Ответ: Так как в изоляторе нет свободных электронов, распределение заряда, как в проводящих пластинах, не произойдет. Следовательно, он не накапливает заряд и не ведет себя как конденсатор.
Почему мы вставляем диэлектрик между пластинами конденсатора?
Диэлектрики в конденсаторах служат трем целям: предотвращать соприкосновение проводящих пластин, обеспечивая меньшее расстояние между пластинами и, следовательно, более высокие емкости; увеличить эффективную емкость за счет уменьшения напряженности электрического поля, что означает получение такого же заряда при более низком напряжении; а также.
Для чего нужен диэлектрик?
Диэлектрический материал используется для разделения проводящих пластин конденсатора. Этот изоляционный материал в значительной степени определяет свойства компонента. Диэлектрическая постоянная материала определяет количество энергии, которое конденсатор может хранить при приложении напряжения.
Сколько энергии хранится в конденсаторе?
Энергия, запасенная в конденсаторе, может быть выражена тремя способами: Ecap = QV2 = CV22 = Q22C E cap = QV 2 = CV 2 2 = Q 2 2 C, где Q — заряд, V — напряжение, а C — емкость конденсатора.Энергия выражается в джоулях, когда заряд — в кулонах, напряжение — в вольтах, а емкость — в фарадах.
Сколько энергии хранится в конденсаторном калькуляторе?
Формулы: Заряд: Q = CV, где C — емкость в фарадах, V — напряжение на конденсаторе в вольтах, а Q — заряд, измеренный в кулонах (C). Накопленная энергия: W = ½ QV = ½ CV2, где W — энергия, измеренная в Джоулях.
Как рассчитываются фарады?
Единица измерения емкости — Фарад (Ф), который равен кулону на вольт (1 Ф = 1 Кл / В), хотя в большинстве электронных схем используются конденсаторы гораздо меньшего размера.Распространены конденсаторы пикофарад (1 пФ = 10-12 Ф), нанофарад (1 нФ = 10-9 Ф) и микрофарад (1 мкФ = 10-6 Ф).
Сколько энергии в фараде?
Один фарад определяется как емкость, на которой при зарядке одним кулоном возникает разность потенциалов в один вольт. Точно так же один фарад можно описать как емкость, которая хранит заряд в один кулон через разность потенциалов в один вольт.
Может ли конденсатор убить вас?
Конденсаторы не смертельны, они не могут убить вас.Напряжение, накопленное в конденсаторе, и ток во время разряда могут нанести вам вред. Во времена телевизоров на основе ЭЛТ в источнике высокого напряжения, который использовался в качестве фильтра, был небольшой конденсатор на 300 пФ или около того.
Почему фарад такой большой?
Вы заметите, что 1 производная единица выражается в единицах базовой единицы. Итак, в конечном итоге 1 фарад настолько велик, потому что базовые блоки такие большие, по крайней мере, по сравнению с размерами электронных компонентов в наши дни, когда мы помещаем миллиарды транзисторов на несколько квадратных миллиметров.
Что такое Фарад?
Фарад — это стандартная единица измерения емкости. Приведенный к основным единицам СИ, один фарад эквивалентен от одной секунды до четвертого ампера в квадрате мощности на килограмм на квадратный метр (s4 A2 / кг м2). Когда напряжение на конденсаторе 1 Ф изменяется со скоростью один вольт в секунду (1 В / с), возникает ток 1 А.
Сколько фарадов в одном фараде?
Фарад в Статфарад Таблица преобразования
Фарад [Ф] Статфарад [stF]
1 Факс 898755178736.5 стФ
2 Факс 1797510357473 stF
3 Ф. 2696265536209,5 stF
5 Факс 4493775893682,5 stF
Сколько кулонов в фараде?
1 кулон
Что произойдет, если я использую не тот конденсатор? — MVOrganizing
Что произойдет, если я использую не тот конденсатор?
Если установлен неправильный рабочий конденсатор, у двигателя не будет равномерного магнитного поля.Это вызовет колебания ротора на неровных участках. Это колебание вызовет шум двигателя, увеличит потребление энергии, снизит производительность и приведет к перегреву двигателя.
Что означает 50 мкФ на конденсаторе?
Что означает 50 мкФ на конденсаторе? Этот символ означает микро, поэтому 50 мкФ означает 50 мкФ. или . 000050 Фарад. Фарад — такая большая единица, что микрофарад — это практическая единица измерения емкости.
Что означает мкФ на конденсаторе?
1 мкф
Могу ли я использовать конденсатор с более низким рейтингом УФ?
Также были вопросы, какое напряжение использовать при замене конденсаторов.Практическое правило — всегда использовать напряжение, большее или равное номинальному напряжению, требуемому двигателем. Использование конденсатора с более низким номинальным напряжением не повредит систему, но ускорит истечение срока службы конденсатора.
Может ли вас убить небольшой конденсатор?
Полезно провести небольшой анализ рисков. С чисто электрической точки зрения разрядка конденсатора 120 В через палец вряд ли сразу убьет вас, но скорее всего вызовет ожог. Выделение его через тело сопряжено с большим риском, но на самом деле вы, вероятно, испугаетесь, но это нормально.
Что означает 10 мкФ на конденсаторе?
Конденсаторы, используемые в электронике, обычно имеют диапазон микрофарад, нанофарад или пикофарад. Примеры: Конденсатор емкостью десять мкФ записывается как 10 мкФ или 10 мкФ. Конденсатор емкостью 100 нанофарад записывается как 100 нФ или просто 100 нФ. Он может быть обозначен как 0,1 (что означает 0,1 мкФ, что составляет 100 нФ).
Имеет ли значение, каким образом вы подключаете конденсатор?
Стандартный двухконтактный пусковой или рабочий конденсатор двигателя не чувствителен к полярности.Неважно, какой провод к какому терминалу идет. Если у него 3 клеммы, то, безусловно, имеет значение, какой провод куда идет.
Имеет ли значение тип конденсатора?
Да, тип конденсатора может иметь значение. Конденсаторы разных типов обладают разными свойствами. Некоторые свойства, которые различаются в зависимости от типа конденсатора: Физический размер (например, керамический конденсатор на 100000 мкФ будет ОГРОМНЫМ!)
Какие бывают 2 типа конденсаторов?
Конденсаторы
делятся на две механические группы: конденсаторы постоянной емкости с фиксированными значениями емкости и конденсаторы переменной емкости с регулируемыми (подстроечными) или регулируемыми (настраиваемыми) значениями емкости.Самая важная группа — это конденсаторы постоянной емкости. Многие получили свое название от диэлектрика.
Как выбрать конденсатор?
При выборе конденсаторов учитывайте рабочую температуру. Если ваш продукт будет подвергаться воздействию температуры окружающей среды 100 ° C, не используйте конденсатор, рассчитанный только на 85 ° C. Аналогичным образом, если минимальная температура окружающей среды составляет -30 ° C, не используйте конденсатор, который может выдерживать только температуру -20 ° C.
У всех конденсаторов есть плюс и минус?
Поляризация Большинство электролитических конденсаторов являются поляризованными, то есть напряжение, подключенное к клеммам конденсатора, должно иметь правильную полярность, т.е.е. положительный на положительный и отрицательный на отрицательный.
Какие бывают типы конденсаторов?
Эти конденсаторы подразделяются на два типа: электролитические и суперконденсаторы.
Пленочные конденсаторы.
Конденсаторы керамические.
Конденсаторы электролитические.
Конденсаторы специального назначения.
Каковы два применения конденсаторов?
Применение конденсаторов
1 Накопитель энергии.
2 Импульсное питание и оружие.
3 Силовое кондиционирование.
4 Коррекция коэффициента мощности.
5 Подавление и сцепление. 5.1 Связь сигналов. 5.2 Развязка.
6 Пускатели электродвигателей. 6.1 Обработка сигналов. 6.2 Настроенные схемы.
7 Обнаружение. 7.1 Замена диэлектрика. 7.2 Изменение расстояния между пластинами.
8 Осцилляторов.
Какие бывают типы конденсаторов постоянной емкости?
Различные типы конденсаторов постоянной емкости:
Конденсатор бумажный.
Пластиковый конденсатор или пластиковый пленочный конденсатор.
Конденсатор керамический.
Слюдяной конденсатор.
Конденсатор электролитический.
Суперконденсатор.
Как определить электролитический конденсатор?
Многие современные конденсаторы помечены знаками «+» и «-», что упрощает определение полярности конденсатора. Другой формат маркировки полярности электролитического конденсатора — использование полосы на компоненте. На электролитическом конденсаторе полоса указывает на отрицательный вывод.
Какая сторона электролитического конденсатора положительная?
Электролитические конденсаторы имеют положительную и отрицательную стороны. Чтобы определить, какая сторона какая, поищите большую полосу или знак минуса (или и то, и другое) на одной стороне конденсатора. Вывод, ближайший к этой полосе или знаку минус, является отрицательным, а другой вывод (без маркировки) — положительным.
Какая сторона символа конденсатора положительная?
Положительная или анодная сторона конденсатора помечена символом «+».Поскольку электролитические конденсаторы поляризованы, я использую на схемах символ (показанный ниже).
Какие два типа электролитических конденсаторов?
Обычно они делятся на два вида: «нетвердые» и «твердые» электролиты.
Все конденсаторы поляризованы?
Не все конденсаторы поляризованы, но когда они поляризованы, очень важно не перепутать полярность. Керамические конденсаторы — маленькие (1 мкФ и менее), обычно желтые, — не поляризованы.Вы можете придерживаться их любым способом.
Где используются электролитические конденсаторы?
Электролитические конденсаторы
обычно используются в цепях питания постоянного тока из-за их большой емкости и небольшого размера, чтобы помочь уменьшить пульсации напряжения или для приложений связи и развязки.
Можно ли использовать электролитические конденсаторы в цепях переменного тока?
Электролитические конденсаторы
очень похожи на батареи в отношении того, как они реагируют на полярность напряжений. Их НЕ следует использовать с переменным напряжением.
Dielectrics — The Physics Hypertextbook
Обсуждение
основная идея
Диэлектрики — изоляторы простые и простые. Эти два слова относятся к одному и тому же классу материалов, но имеют разное происхождение и используются преимущественно в разных контекстах.
Поскольку в неметаллических твердых телах заряды не могут легко перемещаться, в стекле, керамике и пластике могут быть «островки» заряда. Латинское слово «остров» — insula , что является источником слова insulator .Напротив, заряды в металлических твердых телах имеют тенденцию легко перемещаться — как будто кто-то или что-то их ведет. Латинский префикс con или com означает «с». Человек, с которым у вас есть хлеб, — ваш товарищ. (На латыни хлеб — panis ). Взять что-то с собой в дорогу — значит передать это. (Латинское слово, обозначающее дорогу, — это через ). Человек, с которым вы путешествуете, который указывает путь или обеспечивает безопасный переход, является кондуктором. (Латинское слово для обозначения лидера — ductor .) Материал, обеспечивающий безопасное прохождение электрических зарядов, — это проводник .
Вставка слоя неметаллического твердого вещества между пластинами конденсатора увеличивает его емкость. Греческий префикс di или dia означает «поперек». Линия, пересекающая углы прямоугольника, — это диагональ. (Греческое слово, обозначающее угол — gonia — γωνία.) Измерение поперек круга — это диаметр. (Греческое слово для обозначения меры — метрон — μέτρον.) Материал, помещенный на пластины конденсатора, как небольшой непроводящий мостик, — это диэлектрик .
Пластиковое покрытие электрического шнура является изолятором. Стеклянные или керамические пластины, используемые для поддержки линий электропередач и предотвращения их замыкания на землю, являются изоляторами. Практически всегда, когда неметаллическое твердое тело используется в электрическом устройстве, оно называется изолятором. Возможно, единственный раз, когда слово диэлектрик используется в отношении непроводящего слоя конденсатора.
Диэлектрики в конденсаторах служат трем целям:
, чтобы предотвратить соприкосновение проводящих пластин, что позволяет уменьшить расстояние между пластинами и, следовательно, увеличить емкость;
для увеличения эффективной емкости за счет уменьшения напряженности электрического поля, что означает, что вы получаете такой же заряд при более низком напряжении; и
, чтобы уменьшить возможность короткого замыкания из-за искрения (более официально известного как пробой диэлектрика) во время работы при высоком напряжении.
что здесь происходит
Когда металл помещается в электрическое поле, свободные электроны текут против поля, пока не выйдут из проводящего материала. В кратчайшие сроки у нас будет избыток электронов с одной стороны и дефицит с другой. Одна сторона проводника заряжена отрицательно, а другая — положительно. Освободите поле, и электроны на отрицательно заряженной стороне окажутся слишком близко для комфорта. Подобные заряды отталкиваются, и электроны убегают друг от друга так быстро, как только могут, пока не распределятся равномерно по всему телу; в среднем один электрон на каждый протон в пространстве, окружающем каждый атом.Проводящий электрон в металле похож на гоночную собаку, загнанную на пастбище. Они могут свободно перемещаться сколько угодно и могут перемещаться по всей длине, ширине и глубине металла по своей прихоти.
Жизнь электрона в изоляторе гораздо более ограничена. По определению, заряды в изоляторе не могут свободно перемещаться . Это не то же самое, что сказать, что не может двигаться . Электрон в изоляторе похож на сторожевую собаку, привязанную к дереву: он может двигаться свободно, но в определенных пределах.Размещение электронов изолятора в присутствии электрического поля похоже на размещение привязанной собаки в присутствии почтальона. Электроны будут напрягаться против поля, насколько это возможно, почти так же, как наша гипотетическая собака будет напрягаться против своего поводка, насколько это возможно. Однако электроны в атомном масштабе больше похожи на облака, чем на собак. Электрон эффективно распространяется по всему объему атома и не концентрируется в каком-либо одном месте. Полагаю, хорошую атомную собаку не назвали бы Спотом.
Когда атомы или молекулы диэлектрика помещаются во внешнее электрическое поле, ядра толкаются полем, что приводит к увеличению положительного заряда с одной стороны, в то время как электронные облака притягиваются к нему, что приводит к увеличению отрицательного заряда с другой. боковая сторона. Этот процесс известен как поляризация , а диэлектрический материал в таком состоянии называется поляризацией . Существует два основных метода поляризации диэлектрика: растяжение и вращение.
Растяжение атома или молекулы приводит к индуцированному дипольному моменту , добавленному к каждому атому или молекуле.
Увеличить
Вращение происходит только в полярных молекулах — с постоянным дипольным моментом , как у молекулы воды, показанной на диаграмме ниже.
Увеличить
Полярные молекулы обычно поляризуются сильнее, чем неполярные. Вода (полярная молекула) имеет диэлектрическую прочность в 80 раз больше, чем у азота (неполярная молекула, которая является основным компонентом воздуха).Это происходит по двум причинам, одна из которых обычно тривиальна. Во-первых, все молекулы растягиваются в электрическом поле независимо от того, вращаются они или нет. Неполярные молекулы и атомы растягиваются, в то время как полярные молекулы растягиваются на и вращаются. Однако эта комбинация действий лишь незначительно влияет на общую степень поляризации вещества. Что еще более важно, полярные молекулы уже сильно растянуты — естественно. То, как атомы водорода сидят на рукавах электронных облаков атома кислорода, искажает молекулу в диполь.Все это происходит в межатомном или молекулярном масштабе. На таких крошечных расстояниях напряженность электрического поля относительно велика для того, что в противном случае было бы ничем не примечательным напряжением (например, 13,6 В для электрона в атоме водорода).
Когда дело доходит до поляризации, растяжение и вращение — не конец истории. Это просто методы, которые проще всего описать случайному наблюдателю. В общем, поляризация диэлектрического материала представляет собой микроскопическую электростатическую деформацию в ответ на макроскопическое электростатическое напряжение.Внешнее поле, приложенное к диэлектрику, не может заставить заряды двигаться макроскопически, но оно может растягивать и искажать их микроскопически. Это может толкнуть их в неудобное положение, а при отпускании позволить им вернуться в расслабленное состояние. То, что отличает поляризацию в изоляторе от растяжения упругого тела, такого как пружина, заключается в том, что устранение напряжения не обязательно снимает напряжение. Некоторые изоляторы будут оставаться в поляризованном состоянии в течение часов, дней, лет или даже столетий.Наиболее длинные характерные времена должны быть экстраполированы из неполных наблюдений на более разумную продолжительность. Никто не собирается сидеть сложа руки и ждать две тысячи лет, чтобы увидеть, как поляризация куска пластика уменьшится до нуля. Ждать не стоит.
Наконец, важно иметь в виду, что заряды, «хранящиеся» в диэлектрическом слое, не доступны в виде пула свободных зарядов. Для их извлечения еще понадобятся металлические пластины. Важно помнить, что единственная причина, по которой кто-то, кажется, заботится об этом явлении, заключается в том, что он помогает нам создавать лучшие конденсаторы.Я думаю, что на этом следует завершить обсуждение.
Конденсаторы с диэлектриком
Поместите диэлектрический слой между двумя параллельно заряженными металлическими пластинами, направив электрическое поле справа налево. (Почему не слева направо? Ну, я читаю справа налево, поэтому мне легче «читать» диаграммы.) Положительные ядра диэлектрика будут перемещаться на с полем вправо, а отрицательные электроны переместит против на поле слева.Силовые линии начинаются с положительных зарядов и заканчиваются отрицательными зарядами, поэтому электрическое поле внутри каждого напряженного атома или молекулы диэлектрика указывает на нашей диаграмме слева направо — напротив внешнего поля двух металлических пластин. Электрическое поле — это векторная величина, и когда два вектора указывают в противоположных направлениях, вы вычитаете их величины, чтобы получить результат. Два поля не компенсируются в диэлектрике, как в металле, поэтому общий результат — более слабое электрическое поле между двумя пластинами.
Увеличить
Позвольте мне повторить это — общий результат — более слабое электрическое поле между двумя пластинами. Давай займемся математикой.
Электрическое поле — это градиент электрического потенциала (более известного как напряжение).
.
E _x = — ∆ В
∆ x
E _y = — ∆ В ⇒ E = — ∇ V
∆ y
E _z = — ∆ В
∆ z
Емкость — это отношение заряда к напряжению.
Введение диэлектрика в конденсатор уменьшает электрическое поле, что снижает напряжение, что увеличивает емкость.
.
С ∝ 1 ( Q постоянная) ⇒ С ∝ ( d , Q постоянная)
В 1
V ∝ E ( d постоянная) E
Конденсатор с диэлектриком сохраняет тот же заряд, что и конденсатор без диэлектрика, но при более низком напряжении.Поэтому конденсатор с диэлектриком более эффективен.
ЭТА МАЛЕНЬКАЯ ЧАСТЬ НУЖДАЕТСЯ В Доработке.
О первых открытиях лейденской банки. Удаление стержня снижает емкость. (Воздух имеет более низкую диэлектрическую проницаемость, чем вода.) Напряжение и емкость обратно пропорциональны, когда заряд постоянен. Уменьшение емкости увеличивает напряжение.
Чувствительность, диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая проницаемость
Электрический дипольный момент чего-либо — будь то атом, растянутый во внешнем электрическом поле, полярная молекула или две противоположно заряженные металлические сферы — определяется как продукт заряда и разделения.
p = q r
с единицей СИ кулонметров , у которой нет специального названия.
[см = см]
Поляризация области определяется как дипольный момент на единицу объема
с единицей СИ кулонов на квадратный метр .
⎡
⎢
⎣ см = С ⎤
⎥
⎦
м ³ м ²
Расчет поляризации из первых принципов — сложная процедура, которую лучше доверить специалистам.Не беспокойтесь о деталях того, почему поляризация имеет такое значение, просто примите то, что она существует и является функцией некоторых переменных. И что это за переменные? Конечно, почему они такие материалы и напряженность поля. Различные материалы поляризуются в разной степени — мы будем использовать греческую букву χ _e [chi sub e], чтобы обозначить эту величину, известную как электрическая восприимчивость, — но для большинства материалов поле сильнее ( E ) , тем больше поляризация ( P ).Добавьте коэффициент пропорциональности ε ₀, и все готово.
P = ε ₀ χ _e E
Электрическая восприимчивость — это безразмерный параметр, который зависит от материала. Его значение варьируется от 0 для пустого места до любого другого. Бьюсь об заклад, есть даже некоторые причудливые материалы, для которых этот коэффициент отрицательный (хотя я не знаю наверняка). Константа пропорциональности ε ₀ [эпсилон ноль] известна как диэлектрическая проницаемость свободного пространства и будет рассмотрена немного позже.На данный момент это просто приспособление для тренировки единиц.
⎡
⎢
⎣ С = С ² N ⎤
⎥
⎦
м ² Н м ² С
НАПИШИТЕ ОТДЫХ.
Величина κ [каппа] безразмерна.
Диэлектрическая проницаемость для выбранных материалов (~ 300 K, если не указано иное)
материал κ
воздух 1.005364
уксусная кислота 6,2
спирт этиловый (зерновой) 24,55
спирт метиловый (дерево) 32,70
янтарь 2,8
асбест 4,0
асфальт 2,6
бакелит 4,8
кальцит 8,0
карбонат кальция 8.7
целлюлоза 3,7–7,5
цемент ~ 2
кокаин 3,1
хлопок 1,3
алмаз, тип I 5,87
алмаз типа IIa 5,66
эбонит 2,7
эпоксидная 3,6
мука 3-5
фреон 12, −150 ° C (жидкость) 3.5
фреон 12, +20 ° C (пар) 2,4
германий 16
стекло 4–7
стекло, пирекс 7740 5,0
гуттаперча 2,6
реактивное топливо (жиклер А) 1,7
оксид свинца 25,9
ниобат свинца, магния 10 000
сульфид свинца (галенит) 200
титанат свинца 200
дейтерид лития 14.0
люцит 2,8
слюда, мусковит 5,4
слюда канадская 6,9
нейлон 3,5
масло льняное 3,4
масло минеральное 2,1
масло оливковое 3,1
нефть, нефть 2,0–2,2
масло, силикон 2.5
масло, сперма 3,2
масло трансформаторное 2,2
материал κ
бумага 3,3, 3,5
оргстекло 3,1
полиэстер 3,2–4,3
полиэтилен 2,26
полипропилен 2.2–2,3
полистирол 2,55
поливинилхлорид (пвх) 4,5
фарфор 6–8
ниобат калия 700
KTN, 0 ° C 34 000
KTN, 20 ° C 6 000
кварц кристаллический (∥) 4,60
кварц кристаллический (⊥) 4.51
кварц плавленый 3,8
каучук бутил 2,4
резина, неопрен 6,6
резина, силикон 3,2
каучук вулканизированный 2,9
соль 5,9
селен 6,0
кремний 11,8
карбид кремния (αSiC) 10.2
диоксид кремния 4,5
силиконовое масло 2,7–2,8
почва 10–20
титанат стронция, +25 ° C 332
титанат стронция, −195 ° C 2080
сера 3,7
пятиокись тантала 27
тефлон 2,1
антимонид олова 147
теллурид олова 1770
диоксид титана (рутил) 114
табак 1.6–1,7
диоксид урана 24
вакуум 1 (точно)
вода, лед, −30 ° C 99
вода, жидкость, 0 ° C 87,9
вода, жидкость, 20 ° C 80,2
вода, жидкость, 40 ° C 73,2
вода, жидкость, 60 ° C 66,7
вода, жидкость, 80 ° C 60.9
вода, жидкость, 100 ° C 55,5
воск пчелиный 2,7–3,0
воск карнубский 2,9
воск, парафин 2,1–2,5
вощеная бумага 3,7
ткани человека κ
кость губчатая 26
кость кортикальная 14.5
мозг, серое вещество 56
мозг, белое вещество 43
мозг, мозговые оболочки 58
Хрящ общий 22
хрящ, ухо 47
ткани человека κ
глаз, водянистая влага 67
глаз, роговица 61
глаз, склера 67
жир 16
мышца гладкая 56
мышца поперечнополосатая 58
скин 33–44
язычок 38
пробой диэлектрика
Любой изолятор можно заставить проводить электричество.Это явление известно как пробой диэлектрика .
Пробой диэлектрика в избранных материалах
материал поле (МВ / м)
воздух 3
янтарь 90
бакелит 12, 24
алмаз типа IIa 10
стекло, пирекс 7740 13, 14
слюда, мусковит 160
нейлон 14
масло, силикон 15
масло трансформаторное 12, 27
материал поле (МВ / м)
бумага 14, 16
полиэтилен 50, 500–700, 18
полистирол 24, 25, 400–600
поливинилхлорид (ПВХ) 40
фарфор 4, 12
кварц плавленый 8
резина, неопрен 12, 12
титанат стронция 8
тефлон 60
диоксид титана (рутил) 6
пьезоэффект
Произнесите все гласные.Пьезоэлектричество — это эффект преобразования энергии между механической и электрической формами.
Пьезо — греческое слово, обозначающее давление (πιεζω).
Обнаружен в 1880-х годах братьями Кюри.
Дешевые пьезоэлектрические микрофоны. Когда поляризованный кристалл подвергается напряжению, напряжение создает разность потенциалов. Эта разность потенциалов пропорциональна напряжению, которое пропорционально акустическому давлению.
Обратный пьезоэлектрический микрофон — это пьезоэлектрический динамик: зуммер будильника, звонок наручных часов, всевозможные электронные гудки.Когда к поляризованному кристаллу прикладывается электрический потенциал, кристалл подвергается механической деформации, которая, в свою очередь, может создавать акустическое давление.
Коллаген пьезоэлектрический. «Когда к [костному] коллагену прикладывается сила, создается небольшой электрический потенциал постоянного тока. Коллаген проводит ток в основном за счет отрицательных зарядов. Минеральные кристаллы кости (апатит), расположенные рядом с коллагеном, проводят ток с помощью положительных зарядов. На стыке из этих двух типов полупроводников ток легко течет в одном направлении, но не в другом….Считается, что силы, действующие на кости, создают потенциалы за счет пьезоэлектрического эффекта и что соединения коллаген-апатит образуют токи, которые вызывают и контролируют рост костей. Токи пропорциональны напряжению (сила на единицу площади), поэтому повышенное механическое напряжение костей приводит к усилению роста «. Physics of the Body (255).
Микрофоны и принцип их работы
тип звуков производят
изменений в… , что вызывает
изменений в… , что приводит к
изменениям…
углеродистый Плотность гранул сопротивление напряжение
конденсатор разделительная пластина емкость напряжение
динамический расположение змеевика флюс напряжение
пьезоэлектрический компрессия поляризация напряжение
.

Фарад [Ф]	Статфарад [stF]
1 Факс	898755178736.5 стФ
2 Факс	1797510357473 stF
3 Ф.	2696265536209,5 stF
5 Факс	4493775893682,5 stF

E _x = —	∆ В
	∆ x
E _y = —	∆ В	⇒	E = — ∇ V
	∆ y
E _z = —	∆ В
	∆ z

материал	κ
воздух	1.005364
уксусная кислота	6,2
спирт этиловый (зерновой)	24,55
спирт метиловый (дерево)	32,70
янтарь	2,8
асбест	4,0
асфальт	2,6
бакелит	4,8
кальцит	8,0
карбонат кальция	8.7
целлюлоза	3,7–7,5
цемент	~ 2
кокаин	3,1
хлопок	1,3
алмаз, тип I	5,87
алмаз типа IIa	5,66
эбонит	2,7
эпоксидная	3,6
мука	3-5
фреон 12, −150 ° C (жидкость)	3.5
фреон 12, +20 ° C (пар)	2,4
германий	16
стекло	4–7
стекло, пирекс 7740	5,0
гуттаперча	2,6
реактивное топливо (жиклер А)	1,7
оксид свинца	25,9
ниобат свинца, магния	10 000
сульфид свинца (галенит)	200
титанат свинца	200
дейтерид лития	14.0
люцит	2,8
слюда, мусковит	5,4
слюда канадская	6,9
нейлон	3,5
масло льняное	3,4
масло минеральное	2,1
масло оливковое	3,1
нефть, нефть	2,0–2,2
масло, силикон	2.5
масло, сперма	3,2
масло трансформаторное	2,2

материал	κ
бумага	3,3, 3,5
оргстекло	3,1
полиэстер	3,2–4,3
полиэтилен	2,26
полипропилен	2.2–2,3
полистирол	2,55
поливинилхлорид (пвх)	4,5
фарфор	6–8
ниобат калия	700
KTN, 0 ° C	34 000
KTN, 20 ° C	6 000
кварц кристаллический (∥)	4,60
кварц кристаллический (⊥)	4.51
кварц плавленый	3,8
каучук бутил	2,4
резина, неопрен	6,6
резина, силикон	3,2
каучук вулканизированный	2,9
соль	5,9
селен	6,0
кремний	11,8
карбид кремния (αSiC)	10.2
диоксид кремния	4,5
силиконовое масло	2,7–2,8
почва	10–20
титанат стронция, +25 ° C	332
титанат стронция, −195 ° C	2080
сера	3,7
пятиокись тантала	27
тефлон	2,1
антимонид олова	147
теллурид олова	1770
диоксид титана (рутил)	114
табак	1.6–1,7
диоксид урана	24
вакуум	1 (точно)
вода, лед, −30 ° C	99
вода, жидкость, 0 ° C	87,9
вода, жидкость, 20 ° C	80,2
вода, жидкость, 40 ° C	73,2
вода, жидкость, 60 ° C	66,7
вода, жидкость, 80 ° C	60.9
вода, жидкость, 100 ° C	55,5
воск пчелиный	2,7–3,0
воск карнубский	2,9
воск, парафин	2,1–2,5
вощеная бумага	3,7

ткани человека	κ
кость губчатая	26
кость кортикальная	14.5
мозг, серое вещество	56
мозг, белое вещество	43
мозг, мозговые оболочки	58
Хрящ общий	22
хрящ, ухо	47

ткани человека	κ
глаз, водянистая влага	67
глаз, роговица	61
глаз, склера	67
жир	16
мышца гладкая	56
мышца поперечнополосатая	58
скин	33–44
язычок	38

материал	поле (МВ / м)
бумага	14, 16
полиэтилен	50, 500–700, 18
полистирол	24, 25, 400–600
поливинилхлорид (ПВХ)	40
фарфор	4, 12
кварц плавленый	8
резина, неопрен	12, 12
титанат стронция	8
тефлон	60
диоксид титана (рутил)	6

тип	звуков производят изменений в…	, что вызывает изменений в…	, что приводит к изменениям…
углеродистый	Плотность гранул	сопротивление	напряжение
конденсатор	разделительная пластина	емкость	напряжение
динамический	расположение змеевика	флюс	напряжение
пьезоэлектрический	компрессия	поляризация	напряжение