Конденсатор полярность как определить: Определение полярности электролитического конденсатора по внешнему виду

Содержание

полярный конденсатор — это… Что такое полярный конденсатор?

полярный конденсатор
polar [polarized] capacitor

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • полярный класс
  • полярный координатограф

Смотреть что такое «полярный конденсатор» в других словарях:

  • полярный конденсатор — Конденсатор, предназначенный для применения в цепях постоянного и пульсирующего тока при постоянной полярности напряжения на его выводах. [ГОСТ 21415 75] Тематики конденсаторы для электронной аппаратуры EN polar capacitor DE gepolter Kondensator… …   Справочник технического переводчика

  • Полярный конденсатор — 37. Полярный конденсатор D. Gepolter Kondensator E. Polar capacitor F. Condensateur polaire Конденсатор, предназначенный для применения в цепях постоянного и пульсирующего тока при постоянной полярности напряжения на его выводах Источник: ГОСТ… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Электрический конденсатор — У этого термина существуют и другие значения, см. Конденсатор (значения). См. также: варикап Основа конструкции конденсатора две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик …   Википедия

  • ГОСТ 21415-75: Конденсаторы. Термины и определения — Терминология ГОСТ 21415 75: Конденсаторы. Термины и определения оригинал документа: 13. Анод конденсатора D. Kondensatoranode E. Anode of a capacitor F. Anode d un condensateur Положительный электрод полярного конденсатора Определения термина из… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • КЕРРА ЭФФЕКТ — квадратичный электрооптич. эффект, возникновение двойного лучепреломления в оптически изотропных в вах (жидкостях, стёклах, кристаллах с центром симметрии) под воздействием однородного электрич. поля. Открыт шотл. физиком Дж. Керром (J. Kerr) в… …   Физическая энциклопедия

  • Балаковская АЭС — Балаковская АЭС …   Википедия

  • Список аббревиатур —   Это служебный список статей, созданный для координации работ по развитию темы.   Данное предупреждение не устанавливается на информационные списки и глоссарии …   Википедия

  • Назад в будущее (фильм) — Эта статья посвящена первому фильму кинотрилогии «Назад в будущее» Назад в будущее Back to the Future …   Википедия

  • Назад в будущее (фильм, 1985) — Эта статья посвящена первому фильму трилогии Назад в будущее Назад в будущее Back To The Future Жанр приключенческая фантастическая комедия Режиссёр …   Википедия

Как определить полярность электролитических конденсаторов, где плюс и минус? Как правильно определить полярность конденсатора — пошаговая инструкция Обозначение минуса конденсатора на печатной плате

Электролитический конденсатор является странным электронным компонентом, сочетающим в себе свойства пассивного элемента и полупроводникового прибора. В различие от обыкновенного конденсатора, он является полярным элементом.

Инструкция

1. У электролитических конденсаторов отечественного производства, итоги которых расположены радиально либо аксиально, для определения полярности обнаружьте знак плюса, расположенный на корпусе. Тот из итогов, ближе к которому он размещен, является позитивным. Аналогичным образом промаркированы и некоторые ветхие конденсаторы чешского производства.

2. Конденсаторы коаксиальной конструкции, у которых корпус рассчитан на соединение с шасси; обыкновенно предуготовлены для применения в фильтрах анодного напряжения устройств, исполненных на лампах. От того что оно является правильным, минусовая обкладка у них в большинстве случаев выведена на корпус, а плюсовая – на центральный контакт. Но из этого правила могут быть и исключения, следственно в случае всяких сомнений поищите на корпусе прибора маркировку (обозначение плюса либо минуса) либо, при отсутствии таковой, проверьте полярность методом, описанным ниже.

3. Нестандартный случай появляется при проверке электролитических конденсаторов типа К50-16. Такой прибор имеет пластмассовое дно, а маркировка полярности помещена прямо на нем. Изредка знаки минуса и плюса расположены таким образом, что итоги проходят прямо через их центры.

4. Конденсатор устаревшего типа ЭТО непосвященный может принять за диод. Обыкновенно полярность на его корпусе указана методом, описанным в шаге 1. При отсутствии маркировки знайте, что итог, расположенный со стороны утолщения корпуса, подключен к правильной обкладке. Ни в коем случае не разбирайте такие конденсаторы – в них содержатся ядовитые вещества!

5. Полярность современных электролитических конденсаторов привозного производства, самостоятельно от их конструкции, определяйте по полосе, расположенной рядом с минусовым итогом. Она нанесена цветом, контрастным к цвету корпуса, и является прерывистой, т.е. как бы состоит из минусов.

6. Для определения полярности конденсатора, не имеющего маркировки, соберите цепь, состоящую из источника непрерывного напряжения в несколько вольт, резистора на один килоом и микроамперметра, объединенных ступенчато. Всецело разрядите прибор, и лишь после этого включите в эту цепь. Позже полной зарядки прочитайте показания прибора. После этого отключите конденсатор от цепи, вновь всецело разрядите, включите в цепь, дождитесь полной зарядки и прочитайте новые показания. Сравните их с предыдущими. При подключении в положительной полярности утрата приметно поменьше.

В автомагазинах продаются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи прямой (ими комплектуются все отечественные автомобили) и обратной полярности (устанавливаются на некоторых машинах зарубежного производства). Перед покупкой батареи, нужно верно определить ее полярность .

Вам понадобится

Инструкция

1. Срок службы всякий аккумуляторной батареи лимитирован и составляет, как водится, не больше пяти лет. Отработав положенное время, непременно наступает момент замены энергоблока. И если у обладателей автомобилей отечественного производства задача заключается в том, дабы предпочесть АКБ соответствующей емкости и отдать предпочтение определенной торговой марке, то владельцам привозных машин нужно узнать перед покупкой полярность

аккумулятора.

2. Для достижения поставленной задачи батарея извлекается из аккумуляторного гнезда и располагается таким образом, что при визуальном осмотре сверху ее клеммы обязаны быть внизу. Обратите внимание, что одна из них немножко тоньше иной (она минусовая).

3. Если минусовая клемма расположена на аккумуляторе слева (внизу), то батарея обратной полярности.

4. В тех случаях, когда больше тонкая клемма справа – АКБ прямой полярности.

5. Дабы окончательно удостовериться в правильности определения полярности аккумулятора, присоедините к нему вольтметр. При этом алый щуп прибора снимает напряжение с толстой клеммы, а черный – с тонкой. Показание на шкале без знака «минус» подтверждает исследуемые параметры АКБ.

Видео по теме

Обратите внимание!
Установка аккумулятора ненадлежащей полярности в автомобиль пугает тем, что к его клеммам не получиться присоединить кабели.

Всякий диод меняет свою проводимость в зависимости от полярности приложенного к нему напряжения. Расположение же электродов на его корпусе указано не неизменно. Если соответствующая маркировка отсутствует, определить, какой электрод подключен к какому итогу, дозволено и самосильно.

Инструкция

1. Первым делом, определите полярность напряжения на щупах того измерительного прибора, которым вы пользуетесь. Если он универсальный, переведите его в режим омметра. Возьмите всякий диод, на корпусе которого обозначено расположение электродов. На этом обозначении «треугольник» соответствует аноду, а «полосочка» – катоду. Испробуйте подключать щупы к диоду в разных полярностях. Если он проводит ток, значит, щуп с правильным потенциалом подключен к аноду, а с негативным – к катоду. Помните, что полярность

в режиме измерения сопротивления на стрелочных приборах может отличаться от той, которая указана для режимов измерения напряжения и тока. А вот на цифровых приборах она традиционно идентична во всех режимах, но осуществить проверку все равно не помешает.

2. Если проверяется вакуумный диод с прямым накалом, раньше каждого, обнаружьте у него сочетание штырьков, между которыми ток проходит само­стоятельно от полярности подключения измерительного прибора. Это – нить накала, она же является и катодом. По справочнику обнаружьте номинальное напряжение накала диода . Подайте на нить накала непрерывное напряжение соответствующей величины. Щуп прибора, на котором находится негативный потенциал, подключите к одному из штырьков нити накала, а позитивным щупом прикасайтесь по очереди к остальным итогам лампы. Найдя штырек, при прикосновении щупа к которому отображается сопротивление, меньшее бесконечности, сделайте итог, что это – анод. Сильные вакуумные диоды с прямым накалом (кенотроны) могут иметь два анода.

3. У вакуумного диода с косвенным накалом подогреватель изолирован от катода. Обнаружив его, подайте на него переменное напряжение, действующее значение которого равно указанному в справочнике. После этого среди остальных итогов обнаружьте два таких, между которыми при определенной полярности проходит ток. Тот из них, к которому подключен щуп с позитивным потенциалом, является анодом, противоположный – катодом. Помните, что многие вакуумные диоды с косвенным накалом имеют по два анода, а некоторые – и два катода.

4. Полупроводниковый диод имеет каждого два итога. Соответственно, прибор к нему дозволено подключить каждого двумя методами. Обнаружьте такое расположение элемента, при котором ток через него проходит. Щуп с позитивным потенциалом при этом окажется подключенным к аноду, а с негативным – к катоду.

На 1-й взор, обозначать на динамике полярность нет смысла, от того что подается на него переменное напряжение. Но когда в акустической системе несколько динамических головок, их нужно включать синфазно. Принято обозначать на итогах головки такую полярность , при которой диффузор перемещается вперед.

Инструкция

1. Изготовьте для проверки динамиков особый пробник. Для этого возьмите обычный карманный фонарь на основе лампы накаливания. Удалите из него выключатель, а взамен последнего подключите два щупа. У них неукоснительно обязаны быть изолированные ручки, от того что в момент отключения напряжения на итогах головки появляется напряжение самоиндукции. Проверьте полярность напряжения на щупах при помощи контрольного вольтметра. Нанесите на них соответствующие обозначения. Удостоверитесь, что если щупы замкнуть, лампа светится.

2. Отключите усилитель и каждый стереокомплекс (в том числе и из розетки). Отключите оба итога динамической головки от остальных цепей акустической системы. Подключите щупы к итогам головки, не касаясь ни последних, ни металлических частей щупов. В данный момент наблюдательно глядите на диффузор. Если при подключении он перемещается наружу, а при отключении – вовнутрь, полярность положительная. Если же отслеживается обратная картина, поменяйте полярность подключения щупов, позже чего повторите проверку. После этого обозначьте на каркасе динамической головки несмываемым фломастером полярность , соответствующую полярности подключения щупов.

3. Осуществите аналогичную операцию в отношении остальных динамиков в предела одной акустической системы. Самостоятельно от того, как они подключены (напрямую либо через кроссовер), подключите их синфазно таким образом, дабы красному контакту на задней стенке колонки соответствовали плюсовые итоги головок.

4. Так же проверьте и при необходимости переделайте вторую акустическую систему. Закрыв корпуса обеих колонок, проверьте, верно ли они подключены к усилителю. На кабеле, которым осуществляется такое соединение, имеются особые красные метки. Во всех случаях проводник с меткой подключайте к красной клемме, а проводник без метки – к черной.

5. Включите стереокомплекс. Сравните его звучание с тем, которое имело место до переделки.

Видео по теме

Казалось бы, для чего обозначать полярность на динамике стереосистемы? На него чай подается переменное напряжение. Впрочем если акустических головок в системе несколько, включать их надобно синфазно. На итогах той либо другой головки обозначают то значение полярности, при котором диффузор перемещается в направлении вперед.

Вам понадобится

  • – карманный фонарь с лампой накаливания;
  • – щупы с изолированными ручками;
  • – несмываемый маркер;
  • – вольтметр.

Инструкция

1. Дабы определить полярность динамика, сделайте устройство-пробник. Возьмите обыкновенный карманный фонарь с лампой накаливания. Отсоедините от него выключатель, взамен которого надобно будет подключить два щупа. Щупы обязаны быть с изолированными ручками, так как, когда напряжение отключается, на итогах головки возникает напряжение самоиндукции.

2. С поддержкой контрольного вольтметра осуществите проверку полярности на щупах, позже чего нанесите на щупы соответствующие обозначения. Когда щупы замыкаются, лампа должна гореть.

3. Отключите усилитель и вообще всю акустическую систему, выньте шнур из розетки. После этого отключите от остальных цепей системы итоги динамической головки. Дальше подключите оба щупа к итогам головки, чураясь касания итогов и металлических частей самих щупов. И на диффузор глядите наблюдательно. Если он при подключении перемещается наружу, и вовнутрь – при отключении, значит, полярность положительная. Если картина отслеживается противоположная, необходимо поменять полярность подключения щупов, а после этого повторить проверку.

4. На каркасе головки обозначьте полярность, желанно несмываемым маркером, которая соответствует полярности подключения щупов.

5. Проделайте те же самые операции и для остальных динамиков акустической системы. И не значимо, через кроссовер они подключены либо напрямую, необходимо их подключить синфазно так, дабы плюсовые итоги головок соответствовали контакту красного цвета на задней стенке собственно колонки.

6. Проверьте и переделайте, если надобно, вторую акустическую систему. Проверьте, закрыв корпуса 2-х колонок, положительно ли осуществлено их подключение к усилителю. На осуществляющем такое соединение кабеле дозволено подметить красные метки. В любом случае, проводник с меткой должен подключаться к клемме красного цвета, а тот, что без метки – к клемме черного цвета.

7. Включите стереосистему и сравните звучание, которая она издает сейчас, с тем звучанием, что она издавала до вашего вмешательства.

Медики и психофизиологи давным-давно обратили внимание на тот факт, что тот либо другой цвет идентично влияет на всех людей. Скажем, алый цвет оказывает возбуждающее влияние, фиолетовый беспокоит, синий успокаивает, а зеленый создает чувство стабильности в жизни.

Самый знаменитый эксперт, тот, что занимался постижением воздействия цветов на душевное состояние людей, Макс Люшер. Он выделил четыре психотипа людей, базируясь на их цветовых предпочтениях.

Цветовые типы личности

Красный психотип

Люди, отдающие предпочтение красному, дюже энергичны, их дозволено сравнить с «нерушимым мотором». Они, как водится, непрерывно находятся в возбуждении и любят это состояние. В итоге напряжения они дюже зачастую испытывают нервозное истощение и раздражение.

Желтый психотип

Людям этого типа дюже главна их личная воля и вероятность самореализации. Они любят эксперименты, не страшатся изменений в жизни. Из-за своей автономности они зачастую ощущают себя неудовлетворительно любимыми и утраченными.

Синий психотип

Для этих людей дюже значимым в жизни является мирный темп жизни, они любят покой и умиротворенность. Из-за того, что они выбирают «ровное существование», без сюрпризов и незапланированных действий, эти люди зачастую тоскуют и испытывают отчужденность, находясь рядом с людьми, которые их любят.

Зеленый психотип

Люди этого склада нрава любят руководить обстановкой и собой. Они заблаговременно просчитывают становление событий, знают, что хотят получить и что готовы за это отдать. Спонтанность не входит в список их качеств. Для этих людей значимо, как они выглядят в глазах окружающих и они воспользуются всякий вероятностью, дабы повысить свой ранг.

Видео по теме

Обратите внимание!
Всецело разряжайте конденсатор перед проверкой и прикосновением к его итогам. При сборке либо ремонте конструкции неизменно устанавливайте прибор только в верной полярности, напротив допустим его обрыв.

Симптомы при выходе из строя конденсаторов разнообразны. Это и зависания и синие экраны и просто нежелания компьютера включаться. Обычно к выводу о железной проблеме приходят после установки «чистой» системы и установки на нее «родных» драйверов. Если на голой системе и правильными драйверами наблюдаются зависания и BSOD’ы – проверяем железо.

Еще одной причиной зависаний является выход из строя элементов на материнской плате. Пожалуй, чаще всего из строя выходят конденсаторы.

Поломку легко определить по вздувшимся крышечкам конденсаторов. Верхние крышечки конденсаторов изготавливаются с крестообразным «надрезом» именно для того, чтобы было легко идентифицировать нерабочий конденсатор. Конденсаторы могут выходить из строя по нескольким причинам. Самая распространенная – некачественная партия. Попросту говоря – заводской брак. Отслужат такие конденсаторы примерно года два-три и «потекут». Вторая причина – время. От старости электролит в них высыхает, уменьшается емкость. Третья причина – перегрев. Если конденсатор находится вблизи горячего процессора – риск выхода его со строя возрастает.

С чего начнем.

Конечно – с выключения компьютера от сети. Помните – все манипуляции делаем только на выключенном оборудовании. При том желательно отключить от системного блока не только питающий провод, но и все остальные провода и кабели. Питание может идти от монитора по VGA кабелю, сетевая карта также может быть под напряжением от активного сетевого оборудования.

Снимаем крышку с системного блока (левую, если смотреть на блок спереди). Системную (материнскую) плату нужно отвинтить от корпуса. Снимаем все платы расширения, выкручиваем все крепежные винты, которыми прикручена материнка к стенке. Отключаем питающие кабеля от блока питания. Отключаем жгут проводов, идущий к передней панели корпуса. На всякий случай зарисуйте подключение всех проводков на плату. Процессор можно с платы не снимать.

Находим поврежденные конденсаторы. Внимательно смотрим маркировку. Нам нужно знать емкость и рабочее напряжение. Например, 1000mF, 6,3V. Бежим в ближайший магазин электроники и покупаем такие же по номиналам конденсаторы. Обратите внимание, что в компьютерные платы ставятся конденсаторы с максимальной рабочей температурой 105 градусов. Такие конденсаторы называются «низкоимпендансными» или можно в магазине просто сказать «мне компьютерные конденсаторы нужны». Продавцы в курсе. Итак, конденсаторы куплены. Кстати, возьмите штучку-две про запас. Если что-то пойдет не так – будет чем заменить. Или обнаружится еще один неисправный. Или останется на потом.

Выпаиваем старые конденсаторы

Пора включать паяльник. Учтите, что элементы на современных платах припаяны бессвинцовым припоем, который имеет температуру плавления выше, чем знакомый нам припой. Паяльник нужно будет разогреть до 300 градусов (примерно).

Берем плату в руки. Желательно заземлиться самому и иметь паяльник с заземленным жалом. Статика – вещь коварная.

Берем одной рукой конденсатор, паяльником с другой стороны прогреваем точку припоя одной ноги конденсатора на другой стороне платы. Конденсатор можно покачивать из стороны в сторону, чтобы расшевелить ногу. Выпаиваем одну ножку. Прогреваем вторую. Вытащили конденсатор. Повторяем процедуры для осталных поврежденных конденсаторов. Следите за тем, чтобы при нагреве ножек паяльник не соскользнул и не снес с материнки мелкие элементы. Не торопитесь.

Готовим места посадки

После того, как все больные конденсаторы выпаяны необходимо позаботиться о посадочных отверстиях для здоровых. Для таких целей обычно используют специальный отсос для припоя. Но скорее всего его у вас нет, так что берем иголку и аккуратно расширяем отверстия с двух сторон. Припой довольно мягкий и должен поддаваться. Не переусердствуйте, если взять шило – можно и плату поломать. Материнская плата многослойная и небольшая трещина может вывести ее из строя навсегда.

Ставим новые элементы

Вставляем все конденсаторы на свои места.

Соблюдайте полярность. На конденсаторах обычно маркируют минусовую ногу полоской на корпусе. Кроме того, минусовая нога короче, плюсовая – длиннее. На плате также есть обозначение полярности. Минусовая половина обозначена белым полукругом.

ВНИМАНИЕ! На некоторых платах (редко) полярность перепутана и полукруг обозначает «плюс». Перед выпайкой старых элементов посмотрите на полярность и маркировку.

Конденсаторы вставили, переворачиваем плату и разгибаем ножки конденсаторов, чтобы они не выпадали.

Пайка

Подошли к самому ответственному этапу – пайке. Не откусывая ножки ставим жало паяльника прямо к плате возле ножки. Подводим проволочку припоя к ножке конденсатора и чуть касаемся проволочкой паяльника. Припой тут же расплавляется и капелькой стекает по ножке на посадочное место. При должной сноровке получается красиво и быстро. Припаиваем все ножки.

Зачищаем

Берем кусачки и откусываем ножки конденсаторов. Не оставляйте длинные торчащие ноги. Они могут достать стенки корпуса и что-то обязательно сгорит. Берегите глаза! Ножки обычно от кусачек отлетают в произвольном направлении. Могут угодить в глаз. Лучше одной рукой работать кусачками, а другой рукой держать откусываемую ножку.

Сборка

Сборку, как говорится, производить в обратном порядке. Подключаем к материнской плате сначала все проводки от жгута передней панели корпуса. Затем проводи от блока питания, USB-хвосты, питание на корпусные вентиляторы. Прикручиваем плату к стенке. Вставляем платы расширения (видео, сетевые и т.д.). Подключаем питание – включаем.

Работает – закрываем крышку корпуса и наслаждаемся.

Являются второй, по распространенности и степени использования, после резисторов, деталью в электронных схемах. Действительно, в любом электронном устройстве, будь то мультивибратор на 2 транзисторах или материнская плата компьютера, во всех них находят применение эти радиоэлементы.

Конденсатор обладает свойством накапливать заряд и впоследствии отдавать его. Простейший конденсатор представляет собой 2 пластины, разделенные тонким слоем диэлектрика. Емкостное сопротивление конденсатора зависит от его емкости и частоты тока. Конденсатор проводит переменный ток и не пропускает постоянный. Емкость конденсатора тем больше, чем больше площадь пластин (обкладок) конденсатора, и тем больше, чем тоньше слой диэлектрика между ними.

Емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются. Емкости последовательно соединенных конденсаторов считаются по формуле, приведенной на рисунке ниже:

Конденсаторы бывают как постоянной, так и переменной емкости. Последние так и называются и сокращенно пишутся КПЕ (конденсатор переменной емкости). Конденсаторы постоянной емкости бывают как полярные, так и неполярные. На рисунке ниже изображено схематическое изображение полярного конденсатора:

К полярным относятся электролитические конденсаторы. Выпускаются также танталовые конденсаторы, которые отличаются от алюминиевых электролитических, более высокой стабильностью, но и стоят дороже. Электролитические конденсаторы подвержены, по сравнению с неполярными более быстрому старению. Полярные конденсаторы имеют положительный и отрицательный электроды, плюс и минус. На фото далее изображен электролитический конденсатор:

У советских электролитических конденсаторов полярность обозначалась на корпусе знаком плюс у положительного электрода. У импортных конденсаторов обозначается отрицательный электрод знаком минус. При нарушении режимов работы электролитических конденсаторов они могут вздуться и даже взорваться. У электролитических конденсаторов во избежания взрыва, делают при их изготовлении специальные насечки на крышке корпуса:

Также электролитические конденсаторы могут взорваться, если на них по ошибке подать напряжение выше того, на которое они были рассчитаны. На фото электролитического конденсатора приведенного выше, видно надпись 33 мкФ х 100 В., это означает его емкость, равную 33 микрофарад и допустимое напряжение до 100 вольт. Неполярный конденсатор на схемах обозначается следующим образом:

Неполярный конденсатор изображение на схеме

На фото ниже изображены пленочный и керамический конденсаторы:

Пленочный


Керамический

Конденсаторы различают по виду диэлектрика. Существуют конденсаторы с твердым, жидким и газообразным диэлектриком. С твердым диэлектриком это: бумажные, пленочные, керамические, слюдяные. Также существуют электролитические, о которых уже было рассказано выше и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Эти конденсаторы отличаются от всех остальных большой удельной емкостью. Многие, думаю, встречали на импортных конденсаторах такое цифровое обозначение:

На рисунке выше видно, как можно посчитать номинал такого конденсатора. Например, если на конденсаторе нанесена маркировка 332, то это означает, что он имеет емкость 3300 пикофарад или 3.3 нанофарад. Ниже приведена таблица, сверяясь с которой можно легко посчитать номинал любого конденсатора с такой маркировкой:

Существуют конденсаторы и в SMD исполнении, наиболее распространены в радиолюбительских конструкциях я думаю типы 0805 и 1206. Изображение неполярного SMD конденсатора можно видеть на рисунках ниже:

Промышленностью выпускаются и так называемые твердотельные конденсаторы. Внутри у них вместо электролита находится органический полимер.

Переменные конденсаторы


Как и резисторы, некоторые специальные конденсаторы могут изменять свою ёмкость, если это необходимо в процессе настройки. На рисунке изображено устройство конденсатора переменной емкости:

Регулируется емкость в переменных конденсаторах изменением площади параллельно расположенных пластин конденсатора. Делятся конденсаторы на переменные, которые имеют ручку для вращения вала, и подстроечные, которые имеют шлиц под отвертку, и также состоят из подвижной и не подвижной частей.

На рисунке они обозначены как ротор и статор. Такие конденсаторы используются в радиоприемниках для настройки на нужную частоту радиовещания. Емкость таких конденсаторов обычно бывает небольшой и равняется единицам – максимум сотням пикофарад. Так обозначается на схемах конденсатор переменной емкости:

На следующем рисунке показан подстроечный конденсатор. Подстроечный конденсатор обозначается на схемах следующим образом:

Такие конденсаторы обычно регулируются только один раз при сборке и настройке радиоэлектронной аппаратуры.

На следующем рисунке изображено строение подстроечного конденсатора:

Емкость конденсатора измеряется в Фарадах. Но даже 1 Фарад, это очень большая емкость, поэтому для обозначения обычно используют миллионные доли Фарад, микрофарады, а также еще более мелкие, нанофарады и пикофарады. Перевести из микрофарад в пикофарады и обратно очень легко. 1 микрофарад равен 1000 нанофарад или 1000000 пикофарад. Конденсаторы, помимо прочего, применяются в колебательных контурах радиоприемников, в блоках питания для сглаживания пульсаций, а также в качестве разделительных в усилителях. Обзор подготовил AKV .

Обсудить статью КОНДЕНСАТОР

Этот неотъемлемый элемент практически всех эл/цепей выпускается в нескольких модификациях. Необходимость определения полярности конденсатора относится к конденсаторам электролитическим, которые являются, в силу конструктивных особенностей, чем-то средним между полупроводником и пассивным элементом схемы. Разберемся, как это можно сделать.

Способы определения полярности конденсатора

По маркировке

У большинства конденсаторов-электролитов отечественных, а также ряда государств бывшего соцлагеря, обозначается лишь положительный вывод. Соответственно, второй – это минус. Но вот символика может быть разной. Она зависит от страны-изготовителя и года выпуска радиодетали. Последнее объясняется тем, что с течением времени изменяются нормативные документы, вступают в силу новые стандарты.

Примеры обозначения плюса конденсатора

  • Символ «+» на корпусе около одной из ножек. В некоторых сериях она проходит через его центр. Это относится к конденсаторам цилиндрической формы (бочкообразным), с «дном» из пластмассы. Например, К50-16.
  • У конденсаторов типа ЭТО полярность иногда не обозначается. Но определить ее визуально можно, если посмотреть на форму детали. Вывод «+» расположен со стороны, имеющий больший диаметр (на рисунке плюс вверху).

  • Если конденсатор (так называемая коаксиальная конструкция) предназначен для монтажа способом присоединения корпуса к «шасси» прибора (являющимся минусом любой схемы), то центральный контакт – плюс, без всякого сомнения.

Обозначение минуса

Это относится к конденсаторам импортного производства. Рядом с ножкой «–», на корпусе, имеется своеобразный штрих-код, представляющий собой прерывистую полосу или вертикальный ряд из черточек. Как вариант – длинная полоска вдоль осевой линии цилиндра, один конец которой указывает на минус. Она выделяется на общем фоне своим оттенком.

По геометрии

Если у конденсатора одна ножка длиннее другой, то это – плюс. В основном подобным образом также маркируются изделия импортные.

С помощью мультиметра

Такой способ определения полярности конденсатора практикуется, если его маркировка трудночитаема или полностью стерта. Для проверки необходимо собрать схему. Понадобится или мультиметр с внутренним сопротивлением порядка 100 кОм (режим – измерение I=, предел – микроамперы)

или источник постоянного тока + милливольтметр + нагрузка

Что сделать

  • Полностью разрядить конденсатор. Для этого достаточно его ножки замкнуть накоротко (жалом отвертки, пинцетом).
  • Подключить емкость в разрыв цепи.
  • После окончания процесса заряда зафиксировать значение тока (он будет постепенно уменьшаться).
  • Разрядить.
  • Снова включить в схему.
  • Считать показания прибора.

Если плюсовой щуп мультиметра был соединен с «+» конденсатора, то разница в показаниях должна быть незначительной. В случае если полярность перепутана (плюс на минус), то отличие результатов измерений будет существенной.

Рекомендация. Определение полярности прибором целесообразно делать в любом случае. Это позволит одновременно произвести и диагностику детали. Если электролит, имеющий большой номинал, заряжается сравнительно быстро от источника 9±3 В, то это свидетельство того, что он «подсох». То есть утратил часть своей емкости. Его лучше в схему не ставить, так как ее работа может быть некорректной, и придется заниматься дополнительными настройками.

Электрические конденсаторы – обычные составляющие любой импульсной, электрической или электронной схемы. Главная их задача – это накапливать заряд, поэтому они называются пассивными устройствами. Электрические конденсаторы состоят из двух металлических электродов в виде пластин (обкладок). Между ними размещается диэлектрик, толщина которого намного меньше самих размеров обкладок.

Общие сведения

При включении в электрическую цепь определение полярности для таких элементов не нужно. Но существуют электролитические конденсаторы, которые считаются необычными электронными компонентами, так как сочетают в себе функции не только накапливающего элемента, но и полупроводникового прибора. Они характеризуются большей емкостью, по сравнению с остальными, и малыми габаритными размерами. Сами выводы у конденсатора располагаются радиально (на разных сторонах прибора) или аксиально (на одной стороне).

Эти устройства широко используются во многих электро,- и радиотехнических приборах, в компьютерах, в измерительных приборах и т.д. Для них определение полярности и правильное подключение в сеть обязательны.

Обратите внимание! Они могут взорваться, если на них ошибочно подать напряжение, выше рассчитанного. Его значение в основном указывается производителем на корпусе изделия.

Полярность конденсатора отечественного производства

Символика обозначения полярности может быть разной, в зависимости от завода-изготовителя и времени выпуска радиодетали. Понятно, что со временем нормативные акты, определяющие систему стандартизации, меняются. Как узнать полярность:

  1. В бывших странах СССР было принято обозначать только положительный вывод на таких устройствах. На корпусе необходимо найти знак «+», тот конец, к которому он ближе нанесен, является анодом. Соответственно, второй – это минус. Чешские конденсаторы старых выпусков имеют аналогичную маркировку;
  2. Дно электролитических конденсаторов типа К50-16 выполнено из пластмассы, где написана полярность. Встречаются случаи, когда знаки плюса и минуса размещены так, что выводы пересекают их центры;
  3. Существуют также устройства нестандартной конструкции, предусматривающей соединение с шасси. В основном они нашли себе применение в осветительных лампах, а именно в фильтрах анодного напряжения (всегда положительного). У таких конденсаторов обкладка – катод подключается отрицательно и выведена на корпус, а анод представляет собой вывод, выходящий из элемента;

Обратите внимание! Такой тип может иметь абсолютно противоположную полярность, поэтому обязательно изучайте маркировку на приборе.

  1. Часто уже не выпускающуюся серию конденсаторов ЭТО по внешнему виду путают с диодами. Они тоже маркируются, но, если обозначения стерлись, то конец, который выходит из утолщения корпуса, является анодом. Нельзя разбирать такие устройства, они содержат вредные вещества;
  2. Полярность нынешних электролитических конденсаторов различных конструкций легко определить по полосе возле вывода с «минусом». Обычно ее выполняют как прерывистую линию и наносят яркой краской.

По внешнему виду тоже можно сделать вывод о полярности: более длинная ножка (вывод) обозначает «плюс».

Определение полярности при стертой маркировке

В таком случае необходимо собрать несложную электрическую схему:

  1. Перед этим обязательно надо разрядить используемый конденсатор, к примеру, замкнуть его ножки накоротко с помощью отвертки;
  2. В определенной схеме последовательно соединяем источник постоянного тока (обычную батарейку), милливольтметр, резистор с сопротивлением 1 кОм, микроамперметр и разряженное наше устройство;
  3. Потом на данную схему подается напряжение, при этом электролитический конденсатор начнет накапливать заряд;
  4. После полной его зарядки необходимо зафиксировать показания прибора по измерению силы тока;
  5. Далее извлекаем и разряжаем накопитель. Это можно сделать, соединив два выхода устройства с лампой. Если она гаснет, значит, наш конденсатор разрядился;
  6. Повторно собираем схему и снова заряжаем полярный элемент;
  7. Снимаем новые показания силы тока и сравниваем с полученными данными в первый раз. Если «+» конденсатора был соединен с плюсом милливольтметра, то представленные измерительные данные будут отличаться незначительно. Противоположный результат будет означать, что полярность накопителя перепутана.

Как проверить конденсатор мультиметром

Многие виды электрических конденсаторов полярности не имеют и поэтому их включение в схему не представляет трудностей. Электролитические накопители заряда составляют особый класс, т.к. имеют положительные и отрицательные выводы, поэтому при их подключении часто возникает задача — как определить полярность конденсатора.

Блок: 1/7 | Кол-во символов: 322
Источник: https://odinelectric.ru/knowledgebase/opredelit-polyarnost-elektroliticheskih-kondensatorov

Как определить полярность электролитического конденсатора?

Существует ряд способов, как проверить расположение плюса и минуса на корпусе устройства. Полярность конденсатора определяется следующим образом:

  • по маркировке, т.е. по нанесенным на его корпус надписям и рисункам;
  • по внешнему виду;
  • с помощью универсального измерительного прибора — мультиметра.

Важно правильно определить положительные и отрицательные контакты, чтобы после монтажа при подаче напряжения схема не вышла из строя.

Блок: 2/7 | Кол-во символов: 484
Источник: https://odinelectric.ru/knowledgebase/opredelit-polyarnost-elektroliticheskih-kondensatorov

Тема: «Мерялки» для smd-компонентов  (Прочитано 30597 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Страницы:   Вверх

« предыдущая тема следующая тема »

  Тема / Автор Ответов Последний ответ

Усилитель «SЕ» и «РР»на 6С33С, (6С41С) с самого начала.

Автор yurkov « 1 2 … 7 8  Все » Ламповые

239 Ответов
146047
18 Июня 2015, 22:13:43
от Hopchik

Помогите с тюнером AKAI AT-K03. «Уходит» частота

Автор Nick Ross Спроси совет

2 Ответов
3578
23 Февраля 2011, 19:21:49
от Nick Ross

непонятности с выходным трансом от «Рубина102»

Автор minich Спроси совет

11 Ответов
6198
14 Марта 2011, 17:25:59
от minich

«Ушной» усилитель на германиевых транзисторах Lynx HA46 в вопросах и ответах

Автор Lynx « 1 2 3 4  Все » Кабинет Lynx

109 Ответов
80897
24 Июля 2019, 11:31:21
от Lynx

Вопросы по усилителю «НУКЛОН», который придумал Анатолий

Автор lgedmitry « 1 2 … 29 30  Все » Полупроводниковые

877 Ответов
322051
06 Ноября 2019, 17:25:03
от Злой

Блок: 2/2 | Кол-во символов: 2028
Источник: https://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=1456.0

Осциллографом

С приемлемой точностью можно определить ёмкость конденсатора с помощью цифрового или обычного электронного осциллографа. Принцип похож на метод измерения ёмкости тестером. Разница только в том, что не потребуется секундомер, так как с высокой точностью время зарядки конденсатора отображается на экране осциллографа. Если применить генератор частоты и последовательную RC-цепочку (рис. 4), то ёмкость можно рассчитать по простой формуле: C = UR / UC* ( 1 / 2*π*f*R ).

Рис. 4. Простая схема

Алгоритм вычисления простой:

  1. Подключите осциллограф к электрической схеме. При подключении щупов прибора к электролитам соблюдайте полярность электрического тока.
  2. Измерьте амплитуды напряжений на конденсаторе и на резисторе.
  3. Путём подстройки частоты генератора добивайтесь, чтобы значения амплитуд на обоих элементах сравнялись (хотя бы приблизительно).
  4. Подставьте полученные значения в формулу и вычислите ёмкость конденсатора.

При измерении ёмкостей неполярных конденсаторов часто вместо RC-цепочки собирают мостовую схему с частотным генератором (показано на рис. 5), а также другие сборки. Сопротивления резисторов подбирают в зависимости от параметров номинальных напряжений измеряемых деталей. Ёмкость вычисляют из соотношения: r4 / Cx = r2 / C0.

Рисунок 5. Мостовая схема

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1281
Источник: https://www.asutpp.ru/kak-opredelit-emkost-kondensatora.html

Предупреждения

  • Соблюдайте осторожность, работая с конденсаторами большой емкости, так как они накапливают опасный для жизни заряд электричества. Такие конденсаторы разряжают при помощи соответствующего резистора. Не замыкайте накоротко конденсатор большой емкости – это может привести к его взрыву.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 334
Источник: https://ru.wikihow.com/%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D1%83-%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0

Виды SMD-конденсаторов

Все используемые для поверхностного монтажа накопительные устройства бывают трех основных видов: керамические, электролитические и танталовые.

Электролитические

Такие компоненты для поверхностного монтажа состоят из:

  • Алюминиевого цилиндрического корпуса, диаметром от 4 до 10 мм и высотой от 5,4 до 10,5 мм;
  • Двух обкладок из тонкой фольги, разделенных пропитанной электролитом бумагой и скрученных в небольшой рулончик;
  • Двух контактов (выводов), которые располагаются перпендикулярно осевой линии компонента. Так как электролитические смд накопители являются полярными, то к одному из контактов, обозначенному специальной полосой на торце корпуса, подключают отрицательный потенциал, ко второму – положительный.
  • Монтажной площадки, предназначенной для фиксации компонента на рабочей поверхности.

Различные модели данных компонентов, имеющие номинал от 1 до 1000-150 мкФ, способны работать при напряжении от 4 до 1000 В.

Керамические

Наиболее часто применяемый керамический многослойный накопитель для поверхностного монтажа имеет следующее строение:

  • Керамическое тело – большое количество тонких слоев керамического диэлектрика;
  • Внутренние электроды – никелевые тонкие пластинки, расположенные между слоями керамического диэлектрика;
  • Торцевые контактные электроды – два вывода, к каждому из которых подключена половина внутренних электродов.

В отличие от электролитических, такие компоненты имеют уплощенную прямоугольную форму, небольшие размеры (длина и ширина самых мелких радиодетали этого вида составляют всего 0,8 и 1,5-1,6 мм, соответственно). Однако, несмотря на небольшие размеры, такие смд компоненты могут работать при напряжении от 25 до 700-1000В, накапливая при этом заряд, величиной от 0,5-1,пФ до 3-3,3 мкФ.

Танталовые

Основными составными частями танталовых полярных накопительных смд устройств являются:

  • Анод – контакт, на который подается электрический ток с отрицательным потенциалом;
  • Катод – расположенный на противоположной стороне корпуса контакт, запитываемый положительным потенциалом;
  • Диэлектрик – слой не проводящего электрический ток материала, располагающегося между анодом и катодом;
  • Электролит – находящееся в жидком или твёрдом агрегатном состоянии, проводящее электрический ток вещество. Для предотвращения высыхания конденсатора чаще всего в качестве электролита используют гранулированный оксид марганца.
  • Диэлектрик – оксид тантала, которым покрыт располагающийся в корпусе гранулированный анод.

Применяют такие небольшие по размерам накопительные устройства при рабочем напряжении от 6 до 32-35 В. Величина накапливаемого при этом заряда колеблется от 1 до 600-680 мкФ.

Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2629
Источник: https://amperof.ru/sovety-elektrika/sdm-kondensatory-bez-markirovki.html

Конденсатор и емкость

Конденсаторы используются практически во всех микросхемах и являются частой причиной ее неработоспособности. Так что в случае неисправности устройства следует проверять в первую очередь именно этот элемент.

Виды конденсаторов по типу диэлектрика:

  • вакуумные;
  • с газообразным диэлектриком;
  • с неорганическим диэлектриком;
  • с органическим диэлектриком;
  • электролитические;
  • твердотельные.

Обычно используются электролитические конденсаторы

Основные неисправности конденсаторов:

  • Электрический пробой. Обычно вызван превышением допустимого напряжения.
  • Обрыв. Связан с механическими повреждениями, встрясками, вибрациями. Причиной может служить некачественная конструкция и нарушение эксплуатационных условий.
  • Повышенные утечки. Сопротивление между обкладками изменяется, и это приводит к низкой емкости конденсатора, которая не способна сохранять заряд.

Все эти причины приводят к тому, кто конденсатор становится непригодным для дальнейшего использования.

В данном случае присутствует протечка электролита

Блок: 2/9 | Кол-во символов: 1017
Источник: https://ArduinoMaster.ru/uroki-arduino/kak-proverit-kondensator-multimetrom/

Как определить номинал и напряжение

Очень многие производители не указывают на своих изделиях такие основные для любого конденсатора характеристики, как рабочее напряжение и номинал (номинальная емкость).

Определение номинала данных электронных компонентов производится следующими способами:

  • С помощью такого имеющего функцию измерения номинала контрольно-измерительного прибора, как мультиметр. Для измерения значения номинала контрольные щупы прибора подключают к специальным разъемам. Затем переключатель устанавливается на самый большой по значению предел измерения (в большинстве мультиметров это 200 мкФ). После этого щупы прикладывают к контактам конденсатора, спустя несколько секунд на дисплее прибора получают значение номинала накопительного устройства.

Важно! Перед измерением емкости смд накопитель обязательно разряжают – оставшийся в обкладках заряд может повредить электронные схемы мультиметра.

  • С помощью специализированного измерительного прибора RLC.

Для того чтобы узнать рабочее напряжение накопительного SMD устройства, пользуются следующей простой методикой:

  • При помощи мультиметра измеряют напряжение между выводами включенного в схему компонента;
  • Полученное значение умножают на 1,5.

Рассчитанное таким способом рабочее напряжение будет примерным, более точное значение данной характеристики можно узнать из маркировочного кода конденсатора или его описания.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 1384
Источник: https://pechi-sibiri.ru/kak-opredelit-emkost-smd-kondensatora-bez/

Гальванометром

При наличии баллистического гальванометра также можно определить ёмкость конденсатора.  Для этого используют формулу:

C = α * Cq / U , где α –  угол отклонения гальванометра, Cq – баллистическая постоянная прибора, U – показания гальванометра.

Из-за падения сопротивления утечки ёмкость конденсаторов уменьшается. Энергия теряется вместе с током утечки.

Описанные выше методики определения ёмкости позволяют определить исправность конденсаторов. Значительное отклонение от номиналов говорит, что конденсаторы неисправны. Пробитый электролитический радиоэлемент легко определяется путём измерения сопротивления. Если сопротивление стремится к 0 – изделие закорочено, а если к бесконечности – значит, есть обрыв.

Следует опасаться сильного электрического разряда при подключениях щупов к большим электролитам. Они могут накапливать мощный электрический заряд от постоянного тока, который молниеносно высвобождается током разряда.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 943
Источник: https://www.asutpp.ru/kak-opredelit-emkost-kondensatora.html

Информация о статье

Физика

На других языках:

English: Read a Capacitor, Español: leer un capacitor, Português: Ler o Valor de Capacitores, Italiano: Leggere un Condensatore, Deutsch: Eigenschaften eines Kondensators ermitteln, Français: lire la valeur d’un condensateur, العربية: قراءة قيمة مكثف, ไทย: อ่านค่าตัวเก็บประจุไฟฟ้า, Bahasa Indonesia: Membaca Kapasitor, Nederlands: De waarde van een condensator aflezen, हिन्दी: कैपेसिटर रीड करें (Read a Capacitor), 中文: 看懂电容的参数

Эту страницу просматривали 315 079 раз.

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 631
Источник: https://ru.wikihow.com/%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D1%83-%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0

Маркировка конденсаторов: расшифровка цифр и букв

В зависимости от вида накопительного смд устройства, различают несколько методик их маркировки.

Маркировка керамических устройств

Устройства данного вида маркируются с помощью одной или двух латинских букв и цифры. Первая буква при этом обозначает производителя компонента, вторая – его номинальную ёмкость. Цифра в маркировочном коде указывает на степень номинала конденсатора в пикофарадах.

Таблица для расшифровки маркировки керамических SMD накопителей

Пример. Маркировка накопительного смд компонента KG3 расшифровывается как изделие, произведенное компанией «Kemet» и имеющее емкость 1,8×103 пкФ.

Маркировка электролитических SMD накопителей

Электролитические накопительные устройства для поверхностного монтажа маркируются 4 основными способами:

  • В виде одной буквы, обозначающей рабочее напряжение, и трех цифр, две из которых указывают на значение емкости конденсатора, а третья – на степень номинала в пикофарадах.
  • В виде двух букв, обозначающих рабочее напряжение и емкость, одной цифры, указывающей на степень номинала в пикофарадах.

Маркировка современных импортных электролитических конденсаторов

  • Четырьмя символами – это обозначение, состоящее из одной буквы, означающей рабочее напряжение, двух цифр, указывающих на емкость компонента, и последней цифры, определяющей количество нулей после значения емкости.
  • Двухстрочная – верхняя часть маркировки в виде цифры означает емкость компонента, нижняя – его рабочее напряжение.

Двухстрочная маркировка электролитических конденсаторов

Маркировка танталовых накопительных смд устройств

Маркировка танталовых смд накопителей состоит из следующих частей:

  • Большой латинской буквы, указывающей на рабочее напряжение компонента;
  • Трёхзначного числа, первые две цифры которого означают емкость накопителя, а последняя – количество нулей после значения емкости.

Обозначение танталовых смд накопительных компонентов

Пример. Маркировка танталового накопителя G103 означает, что он имеет рабочее напряжение 4 В и емкость 10 000 пикофарад.

Важно! При подключении танталовых и электролитических накопителей необходимо соблюдать полярность. Для этого на их корпуса наносится специальная полоса, имеющая черный цвет и обозначающая положительный (у танталовых накопителей) или отрицательный (у электролитических устройств) вывод. Неправильное подключение с игнорированием данных меток приведет к тому, что накопитель выйдет из строя.

Как маркируются большие конденсаторы

Большие накопительные смд устройства маркируются по тем же принципам, что их более мелкие аналоги. При больших размерах корпуса на таких компонентах часто пишется полное значение их емкости и рабочего напряжения.

На заметку. По поисковому запросу «smd конденсаторы без маркировки как определить», помимо сайтов, на первой странице выдачи полезную информацию по данной тематике содержат различные форумы радиолюбителей и специалистов, занимающихся ремонтом компьютерной и бытовой техники.Обозначение в схемах.

На электрических схемах накопительные смд устройства имеют такое же обозначение, как и у их используемых для сквозного монтажа аналогов.

Графическое обозначение смд накопителя на электрической схеме

Таким образом, умение читать и расшифровывать маркировочные коды позволяет правильно определять характеристики данных накопителей. Такие навыки очень важны при замене вышедших из строя накопителей, пайке сложных схем, чувствительных к перепадам вольт-амперных характеристик электрического тока.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 3471
Источник: https://amperof.ru/sovety-elektrika/sdm-kondensatory-bez-markirovki.html

С помощью мультиметра

Перед проведением экспериментов важно собрать схему так, чтобы испытательное напряжение источника постоянного тока (ИП) не превышало 70-75% от номинала, указанного на корпусе накопителя или в справочнике. Например, если электролит рассчитан на 16 В, то ИП должен выдавать не более 12 В. Если номинал электролита неизвестен, начинать эксперимент следует с малых значений в диапазоне 5-6 В, и затем постепенно повышать напряжение на выходе ИП.

Конденсатор должен быть полностью разряжен — для этого нужно соединить его ножки или выводы накоротко на несколько секунд металлической отверткой или пинцетом. Можно подключить к ним лампу накаливания от карманного фонарика, пока она не потухнет или резистор. Затем следует внимательно осмотреть изделие — на нем не должно быть повреждений и вздутий корпуса, особенно защитного клапана.

Потребуются следующие устройства и компоненты:

  • ИП — батарея, аккумулятор, блок питания компьютера или специализированное устройство с регулируемым выходным напряжением;
  • мультиметр;
  • резистор;
  • монтажные принадлежности: паяльник с припоем и канифолью, бокорезы, пинцет, отвертка;
  • маркер для нанесения знаков полярности на корпус проверяемого электролита.

Затем следует собрать электрическую схему:

  • параллельно резистору с помощью “крокодилов” (т.е. щупов с зажимами) присоединить мультиметр, настроенный на измерение постоянного тока;
  • плюсовую клемму ИП соединить с выводом резистора;
  • другой вывод резистора соединить с контактом емкости, а ее 2 контакт присоединить к минусовой клемме ИП.

Если полярность подключения электролита правильная, мультиметр ток не зафиксирует. Т.о., контакт, соединенный с резистором, будет плюсовым. В противном случае мультиметр покажет наличие тока. В этом случае с минусовой клеммой ИП был соединен плюсовой контакт электролита.

Другой способ проверки отличается тем, что мультиметр, параллельно подключенный к сопротивлению, переводится в режим измерения постоянного напряжения. В этом случае при правильном подключении емкости прибор покажет напряжение, величина которого затем будет стремиться к нулю. При неправильном подключении напряжение сначала будет падать, но потом зафиксируется на ненулевой величине.

Согласно 3 способу прибор, измеряющий постоянное напряжение, присоединяется параллельно не сопротивлению, а проверяемой емкости. При правильном подключении полюсов емкости напряжение на ней достигнет величины, выставленной на ИП. Если же минус ИП будет соединен с плюсом емкости, т.е. неправильно, напряжение на конденсаторе поднимется до значения, равного половине величины, выдаваемой ИП. Например, если на клеммах ИП 12 В, то на емкости будет 6 В.

После окончания проверок емкость следует разрядить так же, как и в начале эксперимента.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 2719
Источник: https://odinelectric.ru/knowledgebase/opredelit-polyarnost-elektroliticheskih-kondensatorov

Другие способы проверки

Можно проверить конденсатор, не выпаивая его из микросхемы. Для этого нужно параллельно подключить заведомо исправный конденсатор с такой же емкостью. Если устройство будет работать, то проблема в первом элементе, и его следует поменять. Такой способ применим только в схемах с небольшим напряжением!

Иногда проверяют конденсатор на искру. Его нужно зарядить и металлическим инструментом с заизолированной рукояткой замкнуть выводы. Должна появиться яркая искра с характерным звуком. При малом разряде можно сделать вывод, что деталь пора менять. Проводить данное измерение нужно в резиновых перчатках. К этому методу прибегают для проверки мощных конденсаторов, в том числе пусковых, которые рассчитаны на напряжение более 200 Вольт.

Использовать способы проверки без специальных приборов нежелательно. Они небезопасны – при малейшей неосторожности можно получить электрический удар. Также будет нарушена объективность картины – точные значения не будут получены.

Блок: 7/9 | Кол-во символов: 989
Источник: https://ArduinoMaster.ru/uroki-arduino/kak-proverit-kondensator-multimetrom/

Сложности проверки

Основной сложностью при определении работоспособности конденсатора мультиметром является его выпаивание из схемы. Если оставить компонент на плате, на измерение будут влиять другие элементы цепи. Они будут искажать показания.

В продаже существуют специальные тестеры с пониженным напряжением на щупах, которые позволяют проверять конденсатор прямо на плате. Малое напряжение сводит к минимуму риск повреждения других элементов в цепи.

Блок: 8/9 | Кол-во символов: 454
Источник: https://ArduinoMaster.ru/uroki-arduino/kak-proverit-kondensator-multimetrom/

Кол-во блоков: 18 | Общее кол-во символов: 21248
Количество использованных доноров: 7
Информация по каждому донору:
  1. https://amperof.ru/sovety-elektrika/sdm-kondensatory-bez-markirovki.html: использовано 2 блоков из 5, кол-во символов 6100 (29%)
  2. https://pechi-sibiri.ru/kak-opredelit-emkost-smd-kondensatora-bez/: использовано 1 блоков из 5, кол-во символов 1384 (7%)
  3. https://www.asutpp.ru/kak-opredelit-emkost-kondensatora.html: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2224 (10%)
  4. https://odinelectric.ru/knowledgebase/opredelit-polyarnost-elektroliticheskih-kondensatorov: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 3525 (17%)
  5. https://ArduinoMaster.ru/uroki-arduino/kak-proverit-kondensator-multimetrom/: использовано 4 блоков из 9, кол-во символов 4307 (20%)
  6. https://ru.wikihow.com/%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%BA%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D1%83-%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 1680 (8%)
  7. https://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=1456.0: использовано 1 блоков из 2, кол-во символов 2028 (10%)

Электролитический конденсатор | Это полярность; типы и 6+ важных факторов

Вопросы для обсуждения

A. Определение электролитического конденсатора и обзор

Б. Генеалогическое древо электролитических конденсаторов

C. Принцип начисления

D. Конструкция конденсатора

E. Емкость и объемный КПД

F. Электрические характеристики

G. Символ конденсатора

Электролитический конденсатор

Определение

«Электролитический конденсатор можно определить как конденсатор с металлическими анодами на концах. Этот анод создает изолирующий оксидный слой ».

Изолирующий оксидный слой действует как диэлектрический слой конденсатора. Слой оксида покрыт бетоном, жидкими или гелевыми электролитами. Эта крытая часть служит катодом электролитического конденсатора.

Полярность электролитического конденсатора

Символ конденсатора

Электролитические конденсаторы имеют специальный символ. Символ в схеме, давайте разберемся, какой это конденсатор.

Символ

Типичный электролитический конденсатор имеет более высокое произведение емкости-напряжения (CV) на единицу объема по сравнению с другими типами. Этому способствует слабый диэлектрический слой, а также более широкая поверхность анода.

Типы электролитических конденсаторов

У них есть три вида —

  • Конденсаторы алюминиевого типа
  • Конденсаторы танталового типа
  • Конденсаторы ниобиевого типа

Конденсаторы этого типа имеют большую емкость, что помогает им обходить низкочастотные сигналы и сохранять большое количество энергии. Они находят применение в схемах развязки и фильтрации.

Эти типы конденсаторов поляризованы. Причина в их особой структуре. Они должны работать при более высоких напряжениях, и на аноде и катоде должны быть более положительные напряжения.

Анод промышленного электролитического конденсатора отмечен знаком плюс. Электролитический конденсатор может быть разрушен при приложении напряжения обратной полярности или при использовании напряжения, превышающего номинальное рабочее напряжение. Разрушение опасно и может вызвать взрыв или пожар.

Биполярные электролитические конденсаторы также являются единственными в своем роде. Его можно сформировать простым соединением двух конденсаторов путем соединения анодов с анодом и катода с катодом.

Знайте о других типах конденсаторов и устройств.

Генеалогическое древо электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы бывают нескольких разновидностей. Природа положительной пластины и тип используемого электролита вносят изменения. В каждом из этих трех типов конденсаторов используются бетонные и нетвердые электролиты. Дерево показано ниже —

Принцип начисления

Эти конденсаторы накапливают энергию так же, как и обычные конденсаторы. Он удерживает энергию, разделяя заряд в электрическом поле в изолирующем оксидном слое внутри проводников. Здесь присутствует электролит, который действует как катод. Он также образует еще один электрод конденсатора.

Строительство

Эти конденсаторы используют химическое свойство «вентильных металлов» для создания конденсатора. Практика создает тонкий слой оксида при замене электролита определенного типа. В этих конденсаторах в качестве анодов используются три твердотельных типа.

1. Алюминий — В конденсаторах этого типа используется тисненая алюминиевая фольга высокой чистоты с оксидом алюминия в качестве диэлектрического материала.

2. Тантал — В конденсаторах этого типа используется танталовая пыль с самым низким уровнем легирования.

[ Прочтите о танталовых конденсаторах. Кликните сюда! ]

3. Ниобий — В конденсаторах этого типа используется таблетка из ниобиевой пыли, имеющая самый низкий уровень легирования.

Свойства анодных материалов можно изучить ниже —

МатериалыДиэлектрический материалСтруктура оксидадиэлектрическая проницаемостьНапряжение пробоя (В / мкм)
АлюминийОксид алюминия [Al2O3]Аморфный9.6710
АлюминийОксид алюминия [Al2O3]Кристаллический11.6-14.2800-1000
танталПятиокись тантала [Ta2O5]Аморфный27625
ниобийПятиокись ниобия [Nb205]Аморфный41400
Таблица свойств анодных материалов

Мы видим, что диэлектрическая проницаемость оксида тантала в три раза больше диэлектрической проницаемости оксида алюминия.

Каждый анод имеет менее гладкую площадь покрытия и большую площадь покрытия по сравнению с удушающим анодом. Это сделано для увеличения емкости на единицу объема конденсатора.

Если на аноды конденсатора приложить положительный потенциал, будет сформирован толстый барьерный слой оксида. Толщина области покрытия зависит от приложенного напряжения на анодах. Этот оксидный слой, который также является изолятором, затем действует как диэлектрический материал. Оксидный слой, создаваемый анодом, может быть разрушен, если полярность приложенного напряжения обратная.

После образования диэлектрика счетчик должен соответствовать шероховатой изолирующей области, на которой образовался оксид. Поскольку электролит действует как катод, он выполняет процесс согласования.

Электролиты в основном делятся на две категории — «твердые» и «нетвердые». Жидкие среды с ионной проводимостью по движущимся ионам считаются нетвердыми электролитами. Этот вид электролитов легко укладывается на шероховатую поверхность. Твердые работают в прочной конструкции с помощью химических процессов, таких как полимеризация для проведения полимеров или пиролиз для диоксида марганца.

Электролитические конденсаторы Емкость и объемный КПД

Принцип работы конденсатора электролитического типа аналогичен принципу работы пластинчатого конденсатора.

Емкость представлена ​​следующим уравнением.  

C = ε * (A / d)

Здесь,

C — емкость.

А — площадь пластин.

d — расстояние между двумя пластинами.  

ε — проницаемость среды между двумя пластинами.

Увеличение площади электрода и диэлектрической проницаемости приведет к увеличению емкости.

Если мы посмотрим подробно, конденсатор электролитического типа имеет слабый диэлектрический слой, и он остается на границе нанометра на вольт. Есть еще одна причина более высокой емкости. Это шероховатая поверхность.

Электрические характеристики

Схема последовательной эквивалентности

Характеристики электролитических конденсаторов четко определены в «Международном общем описании IEC 60384-1». Конденсаторы можно представить в виде безупречной соответствующей схемы с последовательным соединением электрических компонентов, включая все омические потери, емкостные, индуктивные параметры электролитического конденсатора.

Схема ниже представляет собой последовательный эквивалент электролитических конденсаторов.

C представляет значение емкости конденсатора; RESR представляет собой последовательное эквивалентное сопротивление. Также учитываются потери из-за теплового и омического воздействия. LESL — это соответствующая последовательно включенная индуктивность, рассматриваемая как собственная индуктивность электролитического конденсатора. Bleak — это сопротивление утечке.

Емкость, стандартные значения и параметры допусков электролитического конденсатора

Конструкция анода и катода в первую очередь определяет характеристики электролитического конденсатора. Значение емкости конденсатора зависит от некоторых факторов, таких как температурные параметры и частота. Электролитические конденсаторы нетвердого типа имеют свойство отклоняться от температуры. Он показывает большее отклонение, чем твердые типы электролитов.

Емкость обычно измеряется в микрофарадах (мкФ).

  • Необходимое приемлемое значение емкости определяется указанными приложениями.
  • Электролитические конденсаторы не требуют узких допусков.

Готовность и Категория напряжения

Номинальное напряжение электролитического конденсатора определяется как напряжение, при котором конденсатор работает с полной эффективностью. Если на конденсатор подается напряжение, превышающее номинальное, конденсатор выходит из строя.

Если на конденсатор подается напряжение ниже номинального, это также влияет на конденсатор. Применение более низких напряжений увеличивает срок службы конденсатора. Иногда это увеличивает надежность танталовых электролитических конденсаторов.

Импульсное напряжение

Перенапряжение — это максимальное пиковое напряжение, подаваемое на электролитические конденсаторы. Рассчитан на период использования конденсатора в ограниченном количестве циклов.

Переходное напряжение

Электролитические конденсаторы, в состав которых входит алюминий, имеют тенденцию проявлять меньшую чувствительность к переходным напряжениям.

Это условие выполняется, только если частота и энергия переходного процесса сравнительно меньше.

Обратное напряжение

Типичный электролитический конденсатор поляризован и, как правило, требует, чтобы напряжение анодного электрода было положительным по отношению к напряжению на катоде.

Обратное напряжение редко используется в фиксированных цепях переменного тока.

полное сопротивление

Типичный конденсатор используется в качестве накопителя электроэнергии. Иногда конденсатор используется в качестве резистивного элемента в цепи переменного тока. Основное применение электролитического конденсатора — это разделительный конденсатор.

Импеданс конденсатора определяется сопротивлением переменного тока, которое зависит от частоты и имеет фазу и величину на заданной частоте.

Чтобы узнать больше о конденсаторе нажмите сюда

Дополнительные статьи по электронике нажмите сюда

О судипте Рой

Я энтузиаст электроники и в настоящее время занимаюсь электроникой и коммуникациями.
Я очень заинтересован в изучении современных технологий, таких как искусственный интеллект и машинное обучение.
Мои статьи посвящены предоставлению точных и обновленных данных всем учащимся.
Мне доставляет огромное удовольствие помогать кому-то в получении знаний.

Подключимся через LinkedIn — https://www.linkedin.com/in/sr-sudipta/

Долговременное хранение и консервация конденсаторов

В статье рассматриваются особенности хранения электролитических конденсаторов. Эти компоненты по праву считаются одними из самых ненадежных. За счет деградации электролита и электродов их емкость со временем падает (даже если конденсатор вообще не был в работе). При нарушении полярности в «электролитах» начинается деструкция с выделением газообразных продуктов – конденсаторы вспучиваются, и из них вытекает электролит.

Электронные компоненты хранятся по всему миру для использования во всех видах электронных изделий и систем. К сожалению, многие производители электронных систем относятся ко всем компонентам одинаково, учитывая их длительное хранение и использование. Обычно проблемы возникают при работе с высокотехнологичными, передовыми технологиями полупроводниковых компонентов. Самые современные на сегодняшний день устройства содержат более 1 млрд транзисторов, каждый из которых должен функционировать в соответствии со спецификацией. Кроме того, эти высокотехнологичные устройства используют все более низкое внутреннее напряжение питания (теперь VВНУТР = 1,2 В) и все более высокие частоты переключения.

Эффект уменьшения рабочего напряжения позволяет сократить пороговое и детектирующее напряжения, делая элементы внутренней цепи более восприимчивыми к шуму, загрязнению и проблемам надежности. В результате уменьшения расстояний между транзисторами на кристалле процессы диффузии начинаются уже через небольшой срок после изготовления при обычном хранении полупроводниковых компонентов. Основной целью обеспечения долговременного хранения является защита от влажности. Влажность вызывает механические повреждения радиоэлектронных изделий, например коррозию внутренних слоев печатных плат, разбрызгивание припоя, нарушение паяемости, тепловой распад материалов, появление микротрещин в корпусе интегральных микросхем (ИМС), эффект попкорна и т. д.

 

Конденсаторы электролитические

Как правило, электролитические конденсаторы имеют наибольшее значение емкости и обычно используются в схемах фильтрации источников питания. Как видно из рисунка 1, в алюминиевых электролитических конденсаторах в качестве основного материала применяется алюминий, а в качестве диэлектрика – тонкий оксидный слой порядка 0,01 мкм. Из-за больших значений емкости относительно размера алюминиевые электролитические конденсаторы получили наибольшее распространение среди всей номенклатуры конденсаторов, используемых в электронной промышленности.

Рис. 1. Строение алюминиевого электролитического конденсатора

Обычно электролитические конденсаторы состоят из двух слоев алюминиевой фольги – катодной и одной анодной с бумажной прокладкой, наполненной жидким электролитом.

Выбор электролитических конденсаторов по сравнению с другими типами конденсаторов (керамических, танталовых, полимерных, пленочных), как правило, определяется сочетанием стоимости, напряжения, емкости и эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС). Итак, электролитические конденсаторы:

  • имеют одни из самых высоких показателей емкости среди конденсаторных технологий;
  • обеспечивают эту емкость при относительно низких затратах и сравнительно высоком напряжении;
  • емкость также относительно стабильна в диапазоне рабочего напряжения и температуры;
  • ЭПС стремится быть выше, но импеданс является стабильным в зависимости от частоты (см. рис. 2).
Рис. 2. Характеристики импеданса алюминиевых, танталовых электролитических и керамических конденсаторов

Проблемы при хранении

Фактором, ограничивающим хранение конденсаторов, является целостность диэлектрика из оксида алюминия, который со временем разрушается, способствуя сокращению срока годности.

Длительное хранение электролитических конденсаторов может привести к высыханию электролита, снижению емкости и увеличению тока утечки.

Заметим, что большинство производителей конденсаторов не «гарантируют» срок службы свыше 15 лет из-за опасений, связанных с деградацией пробки.

Хранение электролитических конденсаторов при высоких температурах приводит к ускорению деградации уплотнительного материала. После разрушения уплотнительного материала может произойти чрезмерное испарение электролита, влияющее на электрические свойства конденсатора.

 

Испытания на ускоренное старение

Испытания на ускоренное старение показывают, что емкость конденсаторов уменьшается незначительно, но значительно увеличиваются ток утечки и ЭПС. Разница в емкости составила не более 10% и, как правило, компенсировалась широкими допусками в рейтинге производителей конденсаторов. Увеличение ЭПС составило около 65%, а утечка постоянного тока – более 400%.

 

Условия хранения

Одним из важных условий является хранение конденсаторов при пониженной влажности. Высокая влажность ускоряет окисление соединений элемента, влияя на их паяемость. Кроме того, необходимо следить, чтобы компоненты не подвергались воздействию солнечного света и повышенных температур, т. к. в результате разрушаются резиновые уплотнения. Ослабление механических уплотнений снижает общую надежность и ускоряет испарение электролита, в т. ч. уменьшает его емкость.

С точки зрения затрат и преимуществ рекомендуется использовать надежные контролируемые шкафы с сухим воздухом и активным осушителем, поддерживающие относительную влажность менее 5% и низкую температуру окружающей среды (10°C).

 

Периодические проверки конденсаторов

Согласно стандарту MIL-HDBK‑1131, алюминиевые электролитические конденсаторы MIL-PRF‑39018 должны быть пригодны для хранения и выпуска в течение 10‑летнего сертифицированного периода, рассчитанного с даты изготовления, при учете правильного хранения.

Конденсаторы военного класса должны проверяться каждые четыре года на соответствие требований по току утечки. Для конденсаторов промышленного класса этот период составляет три года.

Методы проверки должны быть визуальными и техническими. Рациональным для каждого теста является следующее:

  • внешний оптический осмотр для выявления признаков коррозии;
  • электрические параметрические измерения для выявления возможных несоответствий и отклонений по сравнению с исходной документацией;
  • контроль утечки электролита (проверка деградации герметичных уплотнений). Целостность уплотнения проводится по методу 606 ГОСТ 28885–90;
  • проверка на паяемость для определения деградации отделок припоя как на выводах меди из-за образования интерметаллидов медь–олово, так и на никелевой пластине из-за образования оксидов, богатых оловом.

 

Восстановление конденсаторов

При длительном хранении алюминиевые электролитические конденсаторы могут выйти из строя: эти компоненты необходимо периодически нагружать номинальным напряжением, чтобы поддерживать активность электролита. В противном случае со временем электролит в конденсаторе потеряет свою активность и станет непригодным для эксплуатации.

Влияние старения на конденсаторы во время хранения можно уменьшить или обратить вспять с помощью «риформинга», восстанавливающего внутренние свойства конденсатора. Суть данного метода состоит в подаче напряжения на конденсатор с контролем превышения указанного тока утечки. Напряжение постепенно увеличивается до номинального значения. Этот процесс приводит к образованию оксида алюминия, в результате чего восстанавливается диэлектрический слой. Таким образом, его можно регенерировать путем подачи напряжения на компонент. Тем не менее, рекомендуется вообще не использовать конденсаторы, которые хранились в течение длительного времени.

Процесс восстановления путем подачи напряжения может быть разным для конденсаторов разных производителей. В качестве примера в таблице приведены рекомендации для подготовки конденсаторов от одного из производителей.

Таблица. Рекомендации для подготовки конденсаторов от одного из производителей
Срок хранения Необходимые мероприятия Время для подготовки
не более одного года риформинг не требуется без подготовки
от одного до двух лет перед использованием подать напряжение в течение 1 ч 1 ч
от двух до трех лет

используется регулируемый источник переменного напряжения;
в течение 30 мин прикладываются 25% напряжения;
следующие 30 мин напряжение повышается до 50%;
следующие 30 мин напряжение повышается до 75%;
следующие 30 мин напряжение повышается до 100%

2 ч
более трех лет используется регулируемый источник переменного напряжения;
в течение 2 ч прикладываются 25% напряжения;
в следующие 2 ч напряжение повышается до 50%;
в следующие 2 ч напряжение повышается до 75%;
в следующие 2 ч напряжение повышается до 100%
8 ч

Как разрядить конденсатор мультиметром? — Энциклопедия Википедия?

Чтобы безопасно разрядить a конденсатор: После отключения питания подключите резистор 20,000 5 Ом, XNUMX Вт через конденсатор терминалы на пять секунд. Используйте ваш мультиметр чтобы подтвердить конденсатор полностью выгружают. Используйте свой цифровой мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что все питание цепи отключено.

Просто так, какая сторона конденсатора положительная?

Отрицательный штифт крышки обычно обозначается знаком «-» и / или цветной полосой вдоль банки. У них также может быть более длительный положительный нога. Ниже приведены 10 мкФ (слева) и электролитический 1 мФ. Конденсаторы, каждый из которых имеет символ тире для обозначения отрицательного отрезка, а также более длинный положительный ноги.

Что такое МФД на мультиметре? Величина накопительной емкости измеряется в фарадах. Конденсаторы обычно измеряются в единицах микрофарад. Отображается как мкФ F, mfd, МФД, MF и UF, измерение микрофарад на мультиметр обычно обозначается «МФД. » Сравните измеренные МФД с ожидаемыми конденсаторами МФД измерение.


34 Связанные вопросы, ответы найдены

 

Можно ли подключить конденсатор наоборот?

В цепи переменного тока это делает не имеет значения, есликонденсатор (предназначен для этой схемы)проводной назад. В цепи постоянного тока некоторые конденсаторы могутbeподключенный в обратном направлении, другие не могут.

Как проверить конденсатор?

Как проверить конденсатор в маленьком двигателе

  1. Снимите конденсатор с двигателя.
  2. Установите вольт-омметр в положение ом.
  3. Коснитесь красным проводом горячего разъема на конденсаторе.
  4. Снимите провода и поменяйте расположение конденсатора.
  5. Движение стрелки измерителя указывает на исправность конденсатора.

Что произойдет, если вы вставите конденсатор задом наперед?

If полярность меняется при подключении, диэлектрик в виде оксидного слоя повреждается. Сильный ток, выделяется большое количество тепла иконденсатор поврежден. Может произойти взрыв if не предусмотрена защита от взрыва.

Имеет ли значение, в какую сторону идет конденсатор?

Если под поведением вы имеете в виду обмен электронами с одногосторона к другому, тогда да Конденсаторы может «проводить» с обеих сторон, потому что переменный ток идет в обоих направлениях, но для DC они вообще не «дирижируют»! НекоторыйКонденсаторы, но не все, неполяризованы. То есть они работают одинаково нет имеет значение, каким образом вокруг вы их соединяете.

Как определить полярность конденсатора?

к определить полярность in КОНДЕНСАТОРЫ:

электролитический Конденсаторы часто обозначаются полосой. Эта полоса указывает на ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ вывод. Если это осевые выводы конденсатор (выводы выходят из противоположных концов конденсатор) полоса может сопровождаться стрелкой, указывающей на отрицательный вывод.

Как определяется полярность?

Определение полярности

  • 1: качество или состояние, присущее телу, которое проявляет противоположные свойства или силы в противоположных частях или направлениях или которое проявляет противоположные свойства или силы в противоположных частях или направлениях: состояние наличия полюсов.
  • 2: влечение к определенному объекту или в определенном направлении.

Как проверить мультиметром трехфазный конденсатор?

Проверьте конденсатор аналоговым мультиметром

  1. Убедитесь, что предполагаемый конденсатор полностью разряжен.
  2. Возьмите измеритель AVO.
  3. Выберите аналоговый измеритель на ОМ (Всегда выбирайте более высокий диапазон Ом).
  4. Подключите выводы измерителя к клеммам конденсатора.
  5. Обратите внимание на чтение и сравните со следующими результатами.

Как измеряется большая емкость?

В чем разница между пусковым конденсатором и рабочим конденсатором?

Была основана пусковой конденсатор создает текущий tovoltagelag в отдельный Начало обмотки двигателя. Ток нарастает медленно, и якорь имеет возможность начать вращаться вместе с полем тока. А конденсаториспользует заряд в диэлектрик для увеличения тока, обеспечивающего питание двигателя.

Как читать конденсатор?

Метод 2 Чтение кодов компактных конденсаторов

  1. Запишите первые две цифры емкости.
  2. Используйте третью цифру как нулевой множитель.
  3. Определите единицы емкости из контекста.
  4. Вместо этого прочтите коды, содержащие буквы.
  5. Прочтите код допуска на керамических конденсаторах.
  6. Считайте значения допуска «буква-цифра-буква».

Как проверить конденсатор на телефоне?

к проверка SMD Конденсатор с помощью мультиметра в режиме зуммера. Если все в порядке, мультиметр НЕ издает звуковых сигналов или гудков. Если есть звук, то конденсатор неисправен. Замените его новым.

Какое напряжение может выдерживать конденсатор?

1 фарад конденсатор может хранить один кулон (кулон) заряда при 1 вольт.

Как проверить конденсатор вентилятора?

Поместите выводы омметра на провода, идущие от конденсатор к мотору. Считайте до трех, пока провода на счетчике заряжают конденсатор. Поменяйте местами провода на конденсатор. Обратите внимание на движение стрелки измерителя в сторону бесконечного сопротивления.

Анод положительный или отрицательный?

В гальваническом (гальваническом) элементе анодСчитается отрицательный и горизонтальное распределение катод Считаетсяположительный. Это кажется разумным, посколькуанод является источником электронов и катод это место, где текут электроны. Однако в электролитической ячейкеанод принимается заположительный в то время как катодСейчасотрицательный.

Как измеряется емкость?

емкость это способность системы электрических проводников и изоляторов накапливать электрический заряд, когда между проводниками существует разность потенциалов. Символ емкость это C. емкость выражается как отношение накопленного электрического заряда к напряжению на проводниках.

Как измеряется емкость?

Электроника All-in-One для чайников

Много конденсатор для обозначения емкости на маленьких крышках производители используют аббревиатуру. Если у тебя естьконденсатор в котором нет ничего, кроме трехзначногономер напечатанный на нем, третья цифра представляетномер нулей добавить в конец первых двух цифр.

Как узнать, что конденсатор не поляризован?

В случае поляризованный конденсатор, соедините красный щуп с плюсовой клеммой конденсатор (как правило, более длинный провод) и черный щуп к отрицательной клемме. В случае нетполяризованный конденсатор, подключите его в любом случае, так как они не имеют полярности. Сейчас, проверка показания цифрового мультиметра.

Что произойдет, если мы увеличим емкость конденсатора?

Таким образом, конденсатор позволяет большему току течь, поскольку частота напряжения источника вырос.Какweя видел, переменный ток может течь по цепи семкость. Это кажущееся сопротивление переменному току называется емкостным реактивным сопротивлением. значение уменьшается по мере того, как применяемая частота увеличивается.

Сколько существует типов конденсаторов?

Есть два Типы электролитическийконденсатор, тантал и алюминий вместе взятые.

Открытый конденсатор — это плохо?

Конденсаторы обычно действуют как открытый схема и так если проверка мультиметром показывает открытый, наверное, хорошо. А конденсатор отображение короткого замыкания с помощью мультиметра определенно исчезло. Самый разумный способ установить конденсатор Не плохой использовать мультиметр с конденсатор режим измерения или использовать измеритель LCR.

Должен ли конденсатор иметь непрерывность?

приблизительно 20 лет

Что означает емкость?

Единица СИ емкость это фарад (символ: F), названный в честь английского физика Майкла Фарадея. Конденсатор емкостью 1 фарад, заряженный 1 кулоном электрического заряда, имеет разность потенциалов между пластинами в 1 вольт.

Как вы измеряете напряжение?

напряжение — это измерение потенциальной электрической энергии между двумя точками. Ты можешь проводить измерение что собой представляет напряжение электрических схем или батареек с помощью цифрового мультиметра, аналогового мультиметра или вольтметра. Большинство электриков и новичков предпочитают цифровой мультиметр, но вы также можете использовать аналоговый мультиметр.

Как вы измеряете напряжение?

Емкость измеряется в единицах, называемых фарадами (сокращенно F). Определение одного фарада обманчиво простое. Один фарад конденсатор держит напряжение на пластинах ровно один вольт, когда он заряжается током ровно один ампер в секунду.

Как проверить мотор мультиметром?

С мультиметр установить на низкое сопротивление (обычно 200), тест между каждым выводом обмотки и металлическим корпусом двигатель. Если есть какое-либо чтение по любому из них, то двигатель это плохо, не используйте его. Вы можете обнаружить, что когда он работает без заземления, корпус становится под напряжением до напряжения питания.

Как разряжать конденсатор?

Как разрядить конденсаторы в импульсном блоке питания

  1. Не закорачивайте клеммы конденсатора фильтра отверткой.
  2. Вставьте лампочку мощностью 100 Вт в розетку с оголенными выводами.
  3. Подключите по одному выводу к каждому выводу конденсатора, лампочка должна загореться.
  4. Когда лампочка погаснет, конденсатор пустой.

Как подключить конденсатор?

Часть 2 Установка конденсатора

  1. Убедитесь, что ваш конденсатор разряжен.
  2. Отсоедините клемму массы аккумуляторной батареи.
  3. Установите конденсатор. Конденсатор может быть установлен во многих местах вашей системы.
  4. Подключите положительную клемму конденсатора.
  5. Подключите отрицательную клемму конденсатора.
  6. Подключите провод дистанционного включения.

Как разряжать конденсатор?

Как разряжать конденсаторы в коммутируемом режиме

  1. Не закорачивайте клеммы конденсатора фильтра с помощью отвертки.
  2. Вставьте лампочку мощностью 100 Вт в розетку с открытыми выводами.
  3. Подключите по одному выводу к каждой клемме конденсатора, лампа должна загореться.
  4. Когда лампочка погаснет, конденсатор пустой.

Как долго должен работать конденсатор?

Как разрядить конденсаторы в импульсном блоке питания

  1. Не закорачивайте клеммы конденсатора фильтра отверткой.
  2. Вставьте лампочку мощностью 100 Вт в розетку с оголенными выводами.
  3. Подключите по одному выводу к каждому выводу конденсатора, лампочка должна загореться.
  4. Когда лампочка погаснет, конденсатор пустой.

Будет ли работать вентилятор переменного тока, если конденсатор неисправен?

Симптомы ПлохойHVACКонденсатор

Даже несмотря на то, вентилятор работает, мы рекомендуем AC агрегат должен быть выключен. Безконденсатор в цепи мотор будем Pullexcessamperage. Этот может повредить мотор и привести к более дорогому ремонту.

Что произойдет, если конденсатор выйдет из строя?

приблизительно 20 лет

Как определить категорию конденсаторов по внешнему виду. Радиоэлементы из старой аппаратуры: конденсаторы

В электронике используется множество различных деталей, которые вместе позволяют осуществлять целый ряд действий. Одной из них является конденсатор. И в рамках статьи будет вестись речь о том, что это за механизм, как работает, для чего нужен конденсатор и что он делает в схемах.

Что называется конденсатором?

Конденсатор — это пассивное электрическое устройство, которое в схемах может выполнять различные задачи благодаря умению копить заряд и энергию электрического поля. Но главный спектр применения — это в фильтрах выпрямителей и стабилизаторов. Так, благодаря конденсаторам осуществляется передача сигнала между усилительными каскадами, задаются временные интервалы для выдержки времени, строят фильтры высоких и низких частот. Благодаря своим свойствам он также используется для подборки частоты в разных генераторах.

Данный вид конденсаторов может похвастаться емкостью, которая составляет несколько сотен микрофарад. По подобному принципу устроены и другие представители семейства этой детали электроники. А как проверить конденсатор и убедиться, что реальное положение дел соответствует надписям? Наиболее простой способ — воспользоваться цифровым мультиметром. Также ответ на вопрос, как проверить конденсатор, может дать омметр.

Принцип действия и для чего нужен конденсатор

Из обозначения и схематического изображения можно сделать заключение, что в качестве простейшего конденсатора могут выступить даже две металлические пластины, расположенные рядом. В качестве диэлектрика при этом справится воздух. Теоретически нет никакого ограничения на площадь пластин и расстояние между ними. Поэтому даже при разводе на огромные расстояния и уменьшении их размера, пускай и незначительная, но какая-то емкость сохраняется.

Такое свойство нашло использование в высокочастотной технике. Так, их научились делать даже в виде обычных дорожек печатного монтажа, а также просто скручивая два провода, которые находятся в полиэтиленовой изоляции. При использовании кабеля емкость конденсатора (мкф) увеличивается вместе с длиной. Но следует понимать, что если передаваемый импульс короткий, а провод длинный, то он может просто не дойти до точки назначения. Может использоваться конденсатор в цепи постоянного и переменного тока.

Накопление энергии

При увеличении емкости конденсатора такие процессы, как заряд и разряд протекают медленно. Напряжение на данном электрическом устройстве растёт по кривой линии, которая в математике называется экспонентой. Со временем напряжение конденсатора увеличится от значения в 0В до уровня источника питания (если не перегорит из-за слишком высоких значений последнего).

Электролитический конденсатор

На данный момент самой большой удельной емкостью при соотношении этого показателя и объема детали могут похвастаться электролитические конденсаторы. Их показатель вместимости достигает значений в 100 тысяч микрофарад, а рабочее напряжение до 600 В. Но работают они хорошо исключительно на низких частотах. Для чего нужен конденсатор такого типа? Основная сфера применения — фильтры Электролитические конденсаторы в схемы всегда включаются с соблюдением полярности. Электроды делают из тонкой пленки (которая сделана из оксида металлов). Так как тонкий слой воздуха между ними не является достаточно хорошим изолятором, то также сюда добавляется слой электролита (в качестве него выступают концентрированные растворы щелочей или кислот).

Суперконденсатор

Это новый класс электролитических конденсаторов, который называют ионисторами. Его свойства делают его похожим на аккумулятор, хотя и накладываются определённые ограничения. Так, их преимущество заключается в коротком времени заряда (обычно несколько минут). Для чего нужен конденсатор такого типа? Ионисторы используются как резервные источники питания. При изготовлении они получаются неполярными, и где плюс, а где минус, определяется первой зарядкой (на заводе-производителе).

Значительное влияние на работоспособность оказывает температура и номинальное напряжение. Так, при 70˚C и 0,8 мощности дадут только 500 часов работы. При уменьшении напряжения до 0,6 от номинала, а температуры до 40 градусов срок его службы увеличится до 40 тысяч часов. Найти ионисторы можно в микросхемах памяти или электронных часах. Но вместе с этим имеют неплохие перспективы их использования в солнечных батареях.

Многие интересуются, имеют ли конденсаторы типы? Конденсаторов в электронике существует множество. Такие показатели, как емкость, рабочее напряжение и допуск, являются основными. Не менее важен тип диэлектрика, из которого они состоят. В этой статье будет рассмотрено подробнее, какие типы конденсаторов бывают по виду диэлектрика.

Классификации конденсаторов

Конденсаторы являются распространенными компонентами в радиоэлектронике. Они классифицируются по множеству показателей. Важно знать, какими моделями, в зависимости от характера изменения величины, представлены разные конденсаторы. Типы конденсаторов:

  1. Устройства с постоянной емкостью.
  2. Приборы с переменным видом емкости.
  3. Подстроечные модели.

Тип диэлектрика конденсатора может быть разным:

  • бумага;
  • металлическая бумага;
  • слюда;
  • тефлон;
  • поликарбонат;
  • электролит.

По способу установки данные приборы предназначены для печатного и навесного монтажа. При этом типы корпусов конденсаторов SMD-модификации бывают:

  • керамическими;
  • пластиковыми;
  • металлическими (алюминиевыми).

Следует знать, что приборы из керамики, пленки и неполярные виды не обладают маркировкой. Показатель их емкости колеблется от 1 пф до 10 мкф. А электролитные типы имеют форму бочонков в корпусе из алюминия и маркируются.

Танталовый же тип производится в корпусах прямоугольной формы. Такие устройства бывают разного размера и расцветки: черные, желтые и оранжевые. На них также присутствует кодовая маркировка.

Электролитические конденсаторы из алюминия

Основой электролитических конденсаторов из алюминия являются две тонкие скрученные алюминиевые полоски. Между ними расположена бумага, содержащая электролит. Показатель емкости этого прибора равен 0,1-100 000 uF. Кстати, в этом и заключается его основное преимущество перед другими видами. Максимальное напряжение равно 500 V.

К минусам относятся повышенная утечка тока и уменьшение емкости с возрастанием частоты. Поэтому в платах часто вместе с электролитическим конденсатором используется и керамический.

Также следует отметить, что данный тип отличается полярностью. Это означает, что с минусовым показателем находится под отрицательным напряжением, в отличие от противоположного вывода. Если не придерживаться этого правила, то скорее всего, приспособление выйдет из строя. Поэтому рекомендуется применять его в цепях с наличием постоянного или пульсирующего тока, но ни в коем случае не переменного.

Электролитические конденсаторы: типы и предназначение

Типы электролитических конденсаторов представлены широким рядом. Они бывают:

  • полимерными;
  • полимерными радиальными;
  • с низким уровнем утечки тока;
  • стандартной конфигурации;
  • с широким диапазоном температур;
  • миниатюрными;
  • неполярными;
  • с наличием жесткого вывода;
  • низкоимпедансными.

Где применяются электролитические конденсаторы? Типы конденсаторов из алюминия используются в разных радиотехнических устройствах, деталях компьютера, периферийных приборах типа принтеров, графических устройствах и сканерах. Также они применяются в строительном оборудовании, промышленных приборах для измерения, в сфере вооружения и космоса.

Конденсаторы КМ

Существуют и глиняные конденсаторы типа КМ. Они используются:

  • в промышленном оборудовании;
  • при создании приборов для измерения, отличающихся высокоточными показателями;
  • в радиоэлектронике;
  • в сфере военной индустрии.

Устройства подобного типа отличаются высоким уровнем стабильности. Основу их функциональности составляют импульсные режимы в цепях с переменным и неизменным током. Их характеризует высокий уровень сцепления обкладок из керамики и долгая служба. Это обеспечивается низким значением коэффициента емкостного непостоянства температур.

При маленьких размерах имеют высокий показатель емкости, достигающий 2,2 мкФ. Изменение ее значения в интервале рабочей температуры у данного вида составляет от 10 до 90%.

Типы группы Н, как правило, применяются как переходники или же блокирующие устройства и т. п. Современные приборы из глины изготавливаются при помощи прессовки под давлением в целостный блок тончайших металлизированных керамических пластинок.

Высокий уровень прочности этого материала дает возможность использовать тонкие заготовки. В итоге пропорциональная показателю объема, резко возрастает.

Устройства КМ отличаются высокой стоимостью. Объясняется это тем, что при их изготовлении используются драгоценные металлы и их сплавы: Ag, Pl, Pd. Палладий присутствует во всех моделях.

Конденсаторы на основе керамики

Дисковая модель обладает высоким уровнем емкости. Ее показатель колеблется от 1 pF до 220 nF, а самое высокое рабочее напряжение не должно быть выше 50 V.

К плюсам данного типа можно отнести:

  • малые потери тока;
  • небольшой размер;
  • низкий показатель индукции;
  • способность функционировать при высоких частотах;
  • высокий уровень температурной стабильности емкости;
  • возможность работы в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Основу многослойного устройства составляют чередующиеся тонкие слои из керамики и металла.

Этот вид похож на однослойный дисковый. Но такие устройства обладают высоким показателем емкости. Максимальное рабочее напряжение на корпусе этих приборов не указывается. Так же как и на однослойной модели, напряжение не должно быть выше 50 V.

Устройства функционируют в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Плюсом высоковольных керамических конденсаторов является их способность функционировать под высоким уровнем напряжения. Диапазон рабочего напряжения колеблется от 50 до 15000 V, а показатель емкости может составлять от 68 до 150 pF.

Могут функционировать в цепях с постоянным, переменным и пульсирующим током.

Танталовые устройства

Современные танталовые устройства являются самостоятельным подвидом электролитического вида из алюминия. Основу конденсаторов составляет пентаоксид тантала.

Конденсаторы обладают небольшим показателем напряжения и применяются в случае необходимости использования прибора с большим показателем емкости, но в корпусе малого размера. У данного типа есть свои особенности:

  • небольшой размер;
  • показатель максимального рабочего напряжения составляет до 100 V;
  • повышенный уровень надежности при долгом употреблении;
  • низкий показатель утечки тока;
  • широкий спектр рабочих температур;
  • показатель емкости может колебаться от 47 nF до 1000 uF;
  • устройства обладают более низким уровнем индуктивности и применяются в высокочастотных конфигурациях.

Минус этого вида заключен в высокой чувствительности к повышению рабочего напряжения.

Следует отметить, что, в отличие от электролитического вида, линией на корпусе помечается плюсовой вывод.

Разновидности корпусов

Какие разновидности имеют танталовые конденсаторы? Типы конденсаторов из тантала выделяются в зависимости от материала корпуса.

  1. SMD-корпус. Для изготовления корпусных устройств, которые используются при поверхностном монтаже, катод соединяется с терминалом посредством эпоксидной смолы с содержанием серебряного наполнителя. Анод приваривается к электроду, а стрингер отрезается. После формирования устройства на него наносится печатная маркировка. Она содержит показатель номинальной емкости напряжения.
  2. При формировании этого типа корпусного устройства анодный проводник должен быть приварен к самому выводу анода, а затем отрезается от стрингера. В этом случае терминал катода припаивается к основе конденсатора. Далее конденсатор заполняется эпоксидом и высушивается. Как и в первом случае, на него наносится маркировка

Конденсаторы первого типа отличаются большей степенью надежности. Но все типы танталовых конденсаторов применятся:

  • в машиностроении;
  • компьютерах и вычислительной технике;
  • оборудовании для телевизионного вещания;
  • электрических приборах бытового назначения;
  • разнообразных блоках питания для материнских плат, процессоров и т.д.

Поиск новых решений

На сегодняшний день танталовые конденсаторы являются самыми востребованными. Современные производители находятся в поисках новых методов повышения уровня прочности изделия, оптимизации его технических характеристик, а также существенного понижения цены и унификации производственного процесса.

С этой целью пытаются снизить стоимость на основе составляющих компонентов. Последующая роботизация всего процесса производства также способствует падению цены на изделие.

Важным вопросом считается и уменьшение корпуса устройства при сохранении высоких технических параметров. Уже проводятся эксперименты на новых типах корпусов в уменьшенном исполнении.

Конденсаторы из полиэстера

Показатель емкости этого типа устройства может колебаться от 1 nF до 15 uF. Спектром рабочего напряжения является показатель от 50 до 1500 V.

Существуют устройства с разной степенью допуска (допустимое отклонение емкости составляет 5%, 10% и 20%).

Это вид обладает стабильностью температуры, высоким уровнем емкости и низкой стоимостью, что и объясняет их широкое применение.

Конденсаторы с переменной емкостью

Типы переменных конденсаторов обладают определенным принципом работы, который заключается в накоплении заряда на пластинах-электродах, изолированных посредством диэлектрика. Пластины эти отличаются подвижностью. Они могут перемещаться.

Подвижная пластина называется ротором, а неподвижная — статором. При изменении их положения изменятся и площадь пересечения, и, как следствие, показатель емкости конденсатора.

Конденсаторы бывают с двумя типами диэлектриков: воздушным и твердым.

В первом случае в роли диэлектрика выступает обыкновенный воздух. Во втором случае применяют керамику, слюду и др. материалы. Для увеличения показателя емкости устройства статорные и роторные пластины собираются в блоки, закрепленные на единой оси.

Конденсаторы с воздушным типом диэлектрика применяются в системах с постоянной регулировкой емкости (например, в узлах настройки радиоприемников). Такой тип устройства обладает более высоким уровнем стойкости, чем керамический.

Построечный вид

Самым распространенным видом являются построечные конденсаторы. Они относятся к переменному типу, но обладают меньшей износостойкостью, так как регулируются реже.

Типы конденсаторов этой категории в основе содержат металлизированную керамику. Металл функционирует в качестве электрода, а керамика выступает в роли изолятора.

Конденсатором называется элемент электрической цепи, служащий в качестве накопителя заряда.

Областей применения этого устройства сейчас много, чем и обусловлен их большой ассортимент. Они различаются по материалам, из которых изготовлены, назначению, диапазону основного параметра. Но главной характеристикой конденсатора является его емкость.

Принцип работы конденсатора

Конструкция

На схемах конденсатор обозначается в виде двух параллельных линий, не связанных между собой:

Это соответствует его простейшей конструкции — двум пластинам (обкладкам), разделенным диэлектриком. Фактическое исполнение этого изделия чаще всего представляет собой завернутые в рулон обкладки с прослойкой диэлектрика или иные причудливые формы, но суть остается той же самой.

Электрическая ёмкость – способность проводника накапливать электрические заряды. Чем больше заряд вмещает проводник при данной разности потенциалов, тем больше ёмкость. Зависимость между зарядом Q и потенциалом φ выражается формулой:

где Q — заряд в кулонах (Кл), φ — потенциал в вольтах (В).

Емкость измеряется в фарадах (Ф), что вы помните еще с уроков физики. На практике чаще встречаются более мелкие единицы: миллифарад (мФ), микрофарад (мкФ), нанофарад (нФ), пикофарад (пФ).−12 Ф/м, электрическая постоянная, а ε — диэлектрическая проницаемость среды (табличная величина для каждого вещества).

В реальной жизни нам чаще приходится иметь дело не с одним проводником, а с системами таковых. Так, в обычном плоском конденсаторе емкость будет прямо пропорциональна площади пластин и обратно — расстоянию между ними:

C=εε0S/d

ε здесь — диэлектрическая проницаемость прокладки между пластинами.

Емкость параллельных и последовательных систем

Параллельное соединение емкостей представляет собой один большой конденсатор с тем же слоем диэлектрика и суммарной площадью пластин, поэтому общая емкость системы представляет собой сумму таковых у каждого из элементов. Напряжение при параллельном соединении будет одним и тем же, а заряд распределится между элементами схемы.​

C=C1+C2+C3

Последовательное соединение конденсаторов характеризуется общим зарядом и распределенным напряжением между элементами. Поэтому суммируется не емкость, а обратная ей величина:

1/C=1/С1+1/С2+1/С3

Из формулы емкости одиночного конденсатора можно вывести, что при одинаковых элементах, соединенных последовательно, их можно представить в виде одного большого с той же площадью обкладки, но с суммарной толщиной диэлектрика.2)/2C

где U — напряжение между обкладками, а q — накопленный заряд.

Конденсатор в колебательном контуре

В замкнутом контуре, содержащем катушку и конденсатор, может быть сгенерирован переменный ток.

После зарядки конденсатора он начнет саморазряжаться, давая возрастающий по силе ток. Энергия разряженного конденсатора станет равной нулю, зато магнитная энергия катушки — максимальной. Изменение величины тока вызывает ЭДС самоиндукции катушки, и она по инерции пропустит ток в сторону второй обкладки, пока та полностью не зарядится. В идеальном случае такие колебания бесконечны, а в реальности они быстро затухают. Частота колебаний зависит от параметров как катушки, так и конденсатора:

где L — индуктивность катушки.

Конденсатор может обладать собственной индуктивностью, что можно наблюдать при повышении частоты тока в цепи. В идеальном случае эта величина незначительна, и ей можно пренебречь, но в реальности, когда обкладки представляют собой свернутые пластинки, не считаться с этим параметром нельзя, особенно если речь идет о высоких частотах. В таких случаях конденсатор совмещает в себе две функции, и представляет собой своеобразный колебательный контур с собственной резонансной частотой.

Эксплуатационные характеристики

Помимо указанных выше емкости, собственной индуктивности и энергоемкости, реальные конденсаторы (а не идеальные) обладают еще рядом свойств, которые нужно учитывать при выборе этого элемента для цепи. К ним относятся:

Чтобы понять, откуда берутся потери, необходимо разъяснить, что представляют собой графики синусоидальных тока и напряжения в этом элементе. Когда конденсатор заряжен максимально, ток в его обкладках равен нулю. Соответственно, когда ток максимален, напряжение отсутствует. То есть напряжение и ток сдвинуты по фазе на угол 90 градусов. В идеале конденсатор обладает только реактивной мощностью:

Q=UIsin 90

В реальности же обкладки конденсатора обладают собственным сопротивлением, а часть энергии расходуется на нагрев диэлектрика, что обуславливает ее потери. Чаще всего они незначительны, но иногда ими пренебрегать нельзя. Основной характеристикой этого явления служит тангенс угла диэлектрических потерь, представляющий собой отношение активной мощности (даваемой малыми потерями в диэлектрике) и реактивной. Измерить эту величину можно теоретически, представив реальную емкость в виде эквивалентной схемы замещения — параллельной или последовательной.

Определение тангенса угла диэлектрических потерь

При параллельном соединении величина потерь определяется отношением токов:

tgδ = Ir/Ic = 1/(ωCR)

В случае последовательного соединения угол вычисляется соотношением напряжений:

tgδ = Ur/Uc = ωCR

В реальности для замеров tgδ пользуются прибором, собранным по мостовой схеме. Его применяют для диагностики потерь в изоляции у высоковольтного оборудования. С помощью измерительных мостов можно измерять и другие параметры сетей.

Номинальное напряжение

Этот параметр указывается на маркировке. Он показывает предельную величину напряжения, которое может быть подано на обкладки. Превышение номинала может привести к пробою конденсатора и выходу его из строя. Зависит этот параметр от свойств диэлектрика и его толщины.

Полярность

Некоторые конденсаторы имеют полярность, то есть в схему его необходимо подключать строго определенным образом. Связано это с тем, что в качестве одной из обкладок используется какой-либо электролит, а диэлектриком служит оксидная пленка на другом электроде. При изменении полярности электролит просто разрушает пленку и конденсатор перестает работать.

Температурный коэффициент емкости

Он выражается отношением ΔC/CΔT где ΔT — изменение температуры окружающей среды. Чаще всего эта зависимость линейна и незначительна, но для конденсаторов, работающих в агрессивных условиях, ТКЕ указывается в виде графика.

Выход конденсатора из строя обусловлен двумя основными причинами — пробоем и перегревом. И если в случае пробоя некоторые их виды способны к самовосстановлению, то перегрев со временем приводит к разрушению.

Перегрев обусловлен как внешними причинами (нагреванием соседних элементов схемы), так и внутренними, в частности, последовательным эквивалентным сопротивлением обкладок. В электролитических конденсаторах он приводит к испарению электролита, а в оксиднополупроводниковых — к пробою и химической реакции между танталом и оксидом марганца.

Опасность разрушения в том, что часто оно происходит с вероятностью взрыва корпуса.

Техническое исполнение конденсаторов

Классифицировать конденсаторы можно по нескольким группам. Так, в зависимости от возможности регулировать емкость их разделяют на постоянные, переменные и подстроечные. По своей форме они могут быть цилиндрическими, сферическими и плоскими. Можно делить их по назначению. Но самой распространенной классификацией является таковая по типу диэлектрика.

Бумажные конденсаторы

В качестве диэлектрика используется бумага, очень часто — промасленная. Как правило, такие конденсаторы отличает большой размер, но были варианты и в небольшом исполнении, без промасливания. Используются в качестве стабилизирующих и накопительных устройств, а из бытовой электроники постепенно вытесняются более современными пленочными моделями.

При отсутствии промасливания имеют существенный недостаток — реагируют на влажность воздуха даже при герметичной упаковке. Промокшая бумага увеличивает энергопотери.

Диэлектрик в виде органических пленок

Пленки могут быть выполнены из органических полимеров, таких как:

  • полиэтилентерифталат;
  • полиамид;
  • поликарбонат;
  • полисульфон;
  • полипропилен;
  • полистирол;
  • фторопласт (политетрафторэтилен).

По сравнению с предыдущими, такие конденсаторы имеют более компактные размеры, не увеличивают диэлектрические потери при увеличении влажности, но многие из них подвергаются риску выхода из строя при перегреве, а те, что этого недостатка лишены, отличаются более высокой стоимостью.

Твердый неорганический диэлектрик

Это может быть слюда, стекло и керамика.

Преимуществом этих конденсаторов считается их стабильность и линейность зависимости емкости от температуры, приложенного напряжения, а у некоторых — даже от радиации. Но иногда сама такая зависимость становится проблемой, и чем она менее выражена, тем дороже изделие.

Оксидный диэлектрик

С ним выпускаются алюминиевые, твердотельные и танталовые конденсаторы. Они имеют полярность, поэтому выходят из строя при неправильном подключении и превышении номинала напряжения. Но при этом они обладают хорошей емкостью, компактны и стабильны в работе. При правильной эксплуатации могут работать около 50 тыс. часов.

Вакуум

Такие устройства представляют собой стеклянную или керамическую колбу с двумя электродами, откуда выкачан воздух. В них практически отсутствуют потери, но малая емкость и хрупкость ограничивают сферу их применения радиостанциями, где величина емкости не так важна, а вот устойчивость к нагреву имеет принципиальное значение.

Двойной электрический слой

Если посмотреть, для чего нужен конденсатор, то можно понять, что этот тип — не совсем он. Скорее, это дополнительный или резервный источник питания, в качестве чего они и используются. Одни категория таких устройств — ионисторы — содержат в себе активированный уголь и слой электролита, другие работают на ионах лития. Емкость этих приборов может составлять до сотен фарад. К их недостаткам можно отнести высокую стоимость и активное сопротивление с токами утечки.

Каким бы ни был конденсатор, есть два обязательным параметра, которые должны быть отражены в маркировке — это его емкость и номинальное напряжение.

Помимо этого, на большинстве из них существует цифро-буквенное обозначение его характеристик. В соответствии с российскими стандартами конденсаторы маркируются четырьмя знаками.

Первая буква К означает «конденсатор», следующая цифра — вид диэлектрика, далее следует указатель назначения в виде буквы; последний значок может означать как тип конструкции, так и номер разработки, это уже зависит от завода-изготовителя. Третий пункт часто пропускается. Используется такая маркировка на достаточно крупных изделиях, где ее можно разместить. По ГОСТ расшифровка будет выглядеть так:

Первые буквы:

  1. К — конденсатор постоянной емкости.
  2. КТ — подстроечник.
  3. КП — конденсатор переменной емкости.

Вторая группа — тип диэлектрика:

На маленьких конденсаторах всего этого не разместить, поэтому там применяется сокращенная маркировка, которая с непривычки может даже потребовать калькулятора, а иногда — лупу. В этой маркировке зашифрованы емкость, номинал напряжения и отклонения от основного параметра. Остальные параметры наносить нет смысла: это, как правило, керамические конденсаторы.

Маркировка керамических конденсаторов

Иногда с ними все просто — емкость отмечена числом и единицами: pF — пикофарад, nF — нанофарад, μF — микрофарад, mF — миллифарад. То есть, надпись 100nF можно читать прямо. Номинал, соответственно, числом и буквой V. Но иногда не умещается и это, потому применяют сокращения. Так, часто емкость умещается в трех цифрах (103, 109 и т. д.), где последняя означает число нулей, а первые две — емкость в пикофарадах.-12 Ф.

На устройствах SMD емкость в пикофарадах обозначает буква, а цифра после нее — степень 10, на которую надо умножить это значение.

буква C буква C буква C буква C
A 1 J 2,2 S 4,7 a 2,5
B 1,1 K 2,4 T 5,1 b 3,5
C 1,2 L 2,7 U 5,6 d 4
D 1,3 M 3 V 6,2 e 4,5
E 1,5 N 3,3 W 6,8 f 5
F 1,6 P 3,6 X 7,5 m 6
G 1,8 Q 3,9 Y 8,2 n 7
Y 2 R 4,3 Z 9,1 t 8

Номинальное рабочее напряжение таким же образом может маркироваться буквой, если полностью его написать проблематично. В России принят следующий стандарт буквенного обозначения номинала:

буква V буква V
I 1 K 63
R 1,6 L 80
M 2,5 N 100
A 3,2 P 125
C 4 Q 160
B 6,3 Z 200
D 10 W 250
E 16 X 315
F 20 T 350
G 25 Y 400
H 32 U 450
S 40 V 500
J 50

Несмотря на списки и таблицы, лучше все-таки изучить кодировку конкретного производителя — в разных странах они могут отличаться.

К некоторым конденсаторам прилагается более развернутое описание их характеристик.






Они бывают полярные и неполярные. Различия их в том, что одни применяются в цепях постоянного напряжения, а другие в цепях переменного. Возможно, применение постоянных конденсаторов в цепях переменного напряжения при включении их последовательно одноименными полюсами, но они при этом показывают не лучшие параметры.

Конденсаторы неполярные

Неполярные, так же как и резисторы бывают постоянные, переменные и подстроечные.

Подстроечные конденсаторы применяются для настройки резонансных цепей в приемо-передающей аппаратуре.

Рис. 1. Конденсаторы КПК

Тип КПК. Представляют из себя посеребренные обкладки и керамический изолятор. Имеют емкость в несколько десятков пикофарад. Встретить можно в любых приемниках, радиолах и телевизионных модуляторах. Подстроечные конденсаторы также обозначаются буквами КТ. Затем следует цифра, указывающая тип диэлектрика:

1 — вакуумные; 2 — воздушные; 3 — газонаполненные; 4 — твердый диэлектрик; 5 — жидкий диэлектрик. Например, обозначение КП2 означает конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком, а обозначение КТ4 — подстроечный конденсатор с твердым диэлектриком.

Рис. 2 Современные подстроечные чип-конденсаторы

Для настройки радиоприемников на нужную частоту применяют конденсаторы переменной емкости (КПЕ)


Рис. 3 Конденсаторы КПЕ

Их можно встретить только в приемо-передающей аппаратуре

1- КПЕ с воздушным диэлектриком, найти можно в любом радиоприемнике 60- 80-х годов.
2 — переменный конденсатор для УКВ блоков с верньером
3 — переменный конденсатор, применяется в приемной технике 90-х годов и по сей день, можно встретить в любом музыкальном центре, магнитофоне, кассетном плеере с приемником. В основном китайского производства.

Типов постоянных конденсаторов существует великое множество, в рамках этой статьи невозможно описать все их разнообразие, опишу лишь те, что в бытовой аппаратуре чаще всего встречаются.


Рис.10 Ом.


Рис. 5 Конденсаторы КТК

Конденсаторы КТК — Конденсатор трубчатый керамический В качестве диэлектрика используется керамическая трубка, обкладки из серебра. Широко применялись в колебательных контурах ламповой аппаратуры с 40-х по начало восьмидесятых годов. Цвет конденсатора означает ТКЕ(температурный коэффициент изменения емкости). Рядом с емкостью, как правило прописывается группа ТКЕ, которая имеет буквенное или цифровое обозначение (Таблица1.) Как видно из таблицы, самые термостабильные — голубые и серые. Вообще этот тип очень хорош для ВЧ техники.

Таблица 1. Маркировка ТКЕ керамических конденсаторов

При настройке приемников часто приходится подбирать конденсаторы гетеродинных и входных контуров. Если в приемнике используются конденсаторы КТК, то подбор емкости конденсаторов в этих контурах можно упростить. Для этого на корпус конденсатора рядом с выводом наматывают плотно несколько витков провода ПЭЛ 0,3 и один из концов этой спиральки подпаивают к выводу конденсаторов. Раздвигая и сдвигая витки спиральки, можно в небольших пределах регулировать емкость конденсатора. Может случиться, что, подключив конец спиральки к одному из выводов конденсатора, добиться изменения емкости не удается. В этом случае спираль следует подпаять к другому выводу.


Рис. 6 Керамические конденсаторы. Вверху советские, внизу импортные.

Керамические конденсаторы, их обычно называют «красные флажки», также иногда встречается название «глиняные». Эти конденсаторы широко применяются в высокочастотных цепях. Обычно эти конденсаторы не котируются и редко применяются любителями, поскольку конденсаторы одного и того же типа могут быть изготовлены из разной керамики и имеют различные характеристики. В керамических конденсаторах выигрывая в размерах, проигрывают в термостабильности и линейности. На корпусе обозначается емкость и ТКЕ (таблица 2.)

Таблица 2

Достаточно взглянуть на допустимое изменение емкости у конденсаторов с ТКЕ Н90 емкость может изменяться почти в два раза! Для многих целей это не приемлемо, но все же не стоит отвергать этот тип, при небольшом перепаде температур и не жестких требованиях ими вполне можно пользоваться. Применяя параллельное включение конденсаторов с разными знаками ТКЕ можно получить достаточно высокую стабильность результирующей емкости. Встретить их можно в любой аппаратуре, особенно любят китайцы в своих поделках.

Имеют на корпусе обозначение емкости в пикофарадах или нанофарадах, импортные маркируются числовой кодировкой. Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пФ. Несколько примеров собраны в таблице:

Маркировка цифробуквенная:
22р-22 пикофарада
2n2- 2.2 нанофарада
n10 — 100 пикофарад

Хотелось бы особо отметить керамические конденсаторы типа КМ, применяются в промышленном оборудовании и военных аппаратах, имеют высокую стабильность, найти весьма сложно, потому как содержат редкоземельные металлы, и если вы нашли плату, где применяется данный тип конденсаторов, то в 70 % случаев их вырезали до вас).

В последнее десятилетие очень часто стали применяться радиодетали для поверхностного монтажа, вот основные типоразмеры корпусов для керамических чип-конденсаторов

Конденсаторы МБМ – металлобумажный конденсатор(рис 6.), применялся как правило в ламповой звукоусилительной аппаратуре. Сейчас весьма ценятся некоторыми аудиофилами. Также к данному типу относятся конденсаторы К42У-2 военной приемки, но их иногда можно встретить и в бытовой вппаратуре.


Рис. 7 Конденсатор МБМ и К42У-2

Следует отметить отдельно такие типы конденсаторов как МБГО и МБГЧ(рис.8), любителями зачастую используются как пусковые конденсаторы для запуска электродвигателей. Как пример, мой запас на двигатель на 7кВт (рис 9.). Рассчитаны на высокое напряжение от 160 до 1000в, что им дает много различных применений в быту и промышленности. Следует помнить, что для использования в домашней сети, нужно брать конденсаторы, с рабочим напряжением не менее 350в. Найти такие конденсаторы можно в старых бытовых стиральных машинах, различных устройствах с электродвигателями и в промышленных установках. Часто применяются в качестве фильтров для акустических систем, имея для этого неплохие параметры.


Рис. 8. МБГО, МБГЧ


Рис. 9

Кроме обозначения, указывающего конструктивные особенности (КСО — конденсатор слюдяной спрессованный, КТК -керамический трубчатый и т. д.), существует система обозначений конденсаторов постоянной емкости, состоящая из ряда элементов: на первом месте стоит буква К, на втором месте -двухзначное число, первая цифра которого характеризует тип диэлектрика, а вторая — особенности диэлектрика или эксплуатации, затем через дефис ставится порядковый номер разработки.

Например, обозначение К73-17 означает пленочный полиэтилен-терефталатный конденсатор с 17 порядковым номером разработки.


Рис. 10. Различные типы конденсаторов



Рис. 11. Конденсатор типа К73-15

Основные типы конденсаторов, в скобочках импортные аналоги.

К10 -Керамический, низковольтный (Upa6 К50 -Электролитический, фольговый, Алюминиевый
К15 -Керамический, высоковольтный (Upa6>1600B)
К51 -Электролитический, фольговый, танталовый,ниобиевый и др.
К20 -Кварцевый
К52 -Электролитический, объемно-пористый
К21 -Стеклянный
К53 -Оксидо-полупроводниковый
К22 -Стеклокерамический
К54 -Оксидно-металлический
К23 -Стеклоэмалевый
К60- С воздушным диэлектриком
К31- Слюдяной малой мощности (Mica)
К61 -Вакуумный
К32 -Слюдяной большой мощности
К71 -Пленочный полистирольный(KS или FKS)
К40 -Бумажный низковольтный(ираб К72 -Пленочный фторопластовый (TFT)
К73 -Пленочный полиэтилентереф-талатный (KT ,TFM, TFF или FKT)
К41 -Бумажный высоковольт-ный(ираб>2 kB) с фольговыми обкладками
К75 -Пленочный комбинированный
К76 –Лакопленочный (MKL)
К42 -Бумажный с металлизированными Обкладками (MP)
К77 -Пленочный, Поликарбонатный (KC, MKC или FKC)
К78 – Пленочный полипропилен (KP, MKP или FKP)

Конденсаторы с пленочным диэлектриком в простонародье называют слюдяными, различные применяемые диэлектрики дают хорошие показатели ТКЕ. В качестве обкладок в пленочных конденсаторах используют либо алюминиевую фольгу, либо напыленные на диэлектрическую пленку тонкие слои алюминия или цинка. Они имеют достаточно стабильные параметры и применяются для любых целей (не для всех типов). Встречаются в бытовой аппаратуре повсеместно. Корпус таких конденсаторов может быть как металлическим, так и пластмассовым и иметь цилиндрическую или прямоугольную форму(рис. 10.) Импортные слюдяные конденсаторы(рис.12)


Рис. 12. Импортные слюдяные конденсаторы

На конденсаторах указывается номинальное отклонение от емкости, может быть показано в процентах или иметь буквенный код. В основном в бытовой аппаратуре широко применяются конденсаторы с допуском H, M, J, K. Буква, обозначающая допуск указывается после значения номинальной ёмкости конденсатора, вот так 22nK, 220nM, 470nJ.

Таблица для расшифровки условного буквенного кода допустимого отклонения ёмкости конденсаторов. Допуск в %

Буквенное обозначение

Важным является значение допустимого рабочего напряжения конденсатора, указывается после номинальной ёмкости и допуска. Обозначается в вольтах с буквы В (старая маркировка), и V (новая маркировка). Например, так: 250В, 400В, 1600V, 200V. В некоторых случаях, буква V опускается.

Иногда применяется кодирование латинской буквой. Для расшифровки следует пользоваться таблицей буквенного кодирования рабочего напряжения конденсаторов.

Номинальное напряжение, В

Буква обозначения

Поклонники Николы Тесла имеют частую потребность в высоковольтных конденсаторах, вот некоторые которые можно встретить, в основном в телевизорах в блоках строчной развертки.


Рис. 13. Высоковольтные конденсаторы

Конденсаторы полярные

К полярным конденсаторам относятся все электролитические, которые бывают:

Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают высокой емкостью, низкой стоимостью и доступностью. Такие конденсаторы широко применяются в радиоприборостроении, но имеют существенный недостаток. Со временем электролит внутри конденсатора высыхает и они теряют емкость. Вместе с емкостью увеличивается эквивалентное последовательное сопротивление и такие конденсаторы уже не справляются с поставленными задачами. Это как правило служит причиной неисправности многих бытовых приборов. Использование б/у конденсаторов не желательно, но все же если возникло желание их использовать, нужно тщательно измерить емкость и esr, чтоб потом не искать причину неработоспособности прибора. Перечислять типы алюминиевых конденсаторов не вижу смысла, поскольку особых отличий в них нет, кроме геометрических параметров. Конденсаторы бывают радиальные(с выводами с одного торца цилиндра)и аксиальные(с выводами с противоположных торцов), встречаются конденсаторы с одним выводом, в качестве второго-используется корпус с резьбовым наконечником(он же и является крепежом), такие конденсаторы можно встретить в старой ламповой радиотелевизионной технике. Также стоит заметить, что на материнских платах компьютеров, в импульсных блоках питания часто встречаются конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением, так называемые LOW ESR, так вот они имеют улучшенные параметры и заменяются только на подобные, иначе при первом включении будет взрыв.


Рис. 14. Электролитические конденсаторы. Снизу — для поверхностного монтажа.

Танталовые конденсаторы, лучше чем алюминиевые, за счет использования более дорогой технологии. В них применяется сухой электролит, поэтому им не свойственно «высыхание» алюминиевых конденсаторов. Кроме того, танталовые конденсаторы имеют более низкое активное сопротивление на высоких частотах (100 кГц), что важно при использовании в импульсных источниках питания. Недостатком танталовых конденсаторов является относительно большое уменьшение емкости с увеличением частоты и повышенная чувствительность к переполюсовке и перегрузкам. К сожалению, этот тип конденсаторов характеризуется невысокими значениями емкости (как правило, не более 100 мкФ). Высокая чувствительность к напряжению заставляет разработчиков делать запас по напряжению Увеличенным в два и более раз.


Рис. 14. Танталовые конденсаторы. Первые три отечественные, предпоследний импортный, последний импортный для поверхностного монтажа.

Основные размеры танталовых чип-конденсаторов:

К одной из разновидностей конденсаторов (на самом деле это полупроводники и с обычными конденсаторами имеют мало общего, но упомянуть их все же имеет смысл) относятся варикапы. Это особый вид диодо-конденсатора, который изменяет свою емкость в зависимости от приложенного напряжения. Применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.


Рис. 15 Варикапы кв106б, кв102

Также весьма интересны «суперконденсаторы» или ионисторы. При малых размерах они обладают колоссальной емкостью и часто используются для питания микросхем памяти, и иногда ими подменяют электрохимические батареи. Ионисторы могут работать и в буфере с батареями в целях защиты их от резких скачков тока нагрузки: при низком токе нагрузки батарея подзаряжает суперконденсатор, и если ток резко возрастет, ионистор отдаст запасенную энергию, чем уменьшит нагрузку на батарею. При таком варианте использования его размещают либо непосредственно возле аккумуляторной батареи, либо внутри ее корпуса. Их можно встретить в ноутбуках в качестве элемента питания для CMOS.

К недостаткам можно отнести:
Удельная энергия меньше, чем у аккумуляторов (5-12 Вт·ч/кг при 200 Вт·ч/кг для литий-ионных аккумуляторов).
Напряжение зависит от степени заряженности.
Возможность выгорания внутренних контактов при коротком замыкании.
Большое внутреннее сопротивление по сравнению с традиционными конденсаторами (10…100 Ом у ионистора 1 Ф × 5,5 В).
Значительно больший, по сравнению с аккумуляторами, саморазряд: порядка 1 мкА у ионистора 2 Ф × 2,5 В.


Рис. 16. Ионисторы

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. Мы используем конденсаторы для сглаживания пульсаций напряжения/тока, для согласования нагрузок, в качестве источника энергии для маломощных устройств, и других применений.

Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость. Существует огромный массив технологий и материалов с разными свойствами, применяемых для создания конденсаторов. И хотя в большинстве случаев для любой задачи сгодится практически любой конденсатор подходящей ёмкости, хорошее понимание работы этих устройств может помочь вам выбрать не просто нечто подходящее, а подходящее наилучшим образом. Если у вас когда-нибудь была проблема с температурной стабильностью или задача поиска источника дополнительных шумов – вы оцените информацию из этой статьи.

Начнём с простого
Лучше начать с простого и описать основные принципы работы конденсаторов, прежде чем переходить к настоящим устройствам. Идеальный конденсатор состоит из двух проводящих пластинок, разделённых диэлектриком. Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.

Ёмкость измеряется в фарадах: конденсатор в один фарад выдаёт напряжение в один вольт, если в нём находится заряд в один кулон. Как и у многих других единиц системы СИ, у неё непрактичный размер, поэтому, если не брать в расчёт суперконденсаторы, о которых мы здесь говорить не будем, вы скорее всего встретитесь с микро-, нано- и пикофарадами. Ёмкость любого конденсатора можно вывести из его размеров и свойств диэлектрика – если интересно, формулу для этого можно посмотреть в Википедии. Запоминать её не нужно, если только вы не готовитесь к экзамену – но в ней содержится один полезный факт. Ёмкость пропорциональна диэлектрической проницаемости ε r использованного диэлектрика, что в результате привело к появлению в продаже различных конденсаторов, использующих разные диэлектрические материалы для достижения больших ёмкостей или улучшения характеристик напряжения.

Алюминиевые электролитические

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют анодно-оксидированный слой на алюминиевом листе в качестве одной пластины-диэлектрика, и электролит из электрохимической ячейки в качестве другой пластины. Наличие электрохимической ячейки делает их полярными, то есть напряжение постоянного тока должно прикладываться в одном направлении, и анодированная пластина должна быть анодом, или плюсом.

На практике их пластины выполнены в виде сэндвича из алюминиевой фольги, завёрнутой в цилиндр и расположенной в алюминиевой банке. Рабочее напряжение зависит от глубины анодированного слоя.

У электролитических конденсаторов наибольшая среди распространённых ёмкость, от 0,1 до тысяч мкФ. Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность (equivalent series inductance, ESI, или эффективная индуктивность), из-за чего их нельзя использовать на высоких частотах. Обычно они используются для сглаживания питания и развязывания, а также связывания на аудиочастотах.

Танталовые электролитические


Танталовый конденсатор поверхностного размещения

Танталовые электролитические конденсаторы изготавливаются в виде спечённого танталового анода с большой площадью поверхности, на которой выращивается толстый слой оксида, а затем в качестве катода размещается электролит из диоксида марганца. Комбинация большой площади поверхности и диэлектрических свойств оксида тантала приводит к высокой ёмкости в пересчёте на объём. В результате такие конденсаторы выходят гораздо меньше алюминиевых конденсаторов сравнимой ёмкости. Как и у последних, у танталовых конденсаторов есть полярность, поэтому постоянный ток должен идти в строго одном направлении.

Их доступная ёмкостью варьируется от 0,1 до нескольких сотен мкФ. У них гораздо меньше сопротивление утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.

В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за состоянием отказа, бывает, что они загораются. Аморфный оксид тантала – хороший диэлектрик, а в кристаллической форме он становится хорошим проводником. Неправильное использование танталового конденсатора – например, подача слишком большого пускового тока может привести к переходу диэлектрика в другую форму, что увеличит проходящий через него ток. Правда, репутация, связанная с возгораниями, появилась у более ранних поколений танталовых конденсаторов, и улучшенные методы производства привели к созданию более надёжной продукции.

Полимерные плёнки
Целое семейство конденсаторов использует полимерные плёнки в качестве диэлектриков, а плёнка либо находится между витыми или перемежающимися слоями металлической фольги, либо имеет металлизированный слой на поверхности. Их рабочее напряжение может доходить до 1000 В, но высокими ёмкостями они не обладают – это обычно от 100 пФ до единиц мкФ. У каждого вида плёнки есть свои плюсы и минусы, но в целом всё семейство отличается более низкими ёмкостью и индуктивностью, чем у электролитических. Посему они используются в высокочастотных устройствах и для развязывания в электрически шумных системах, а также в системах общего назначения.

Полипропиленовые конденсаторы используются в схемах, требующих хорошей тепловой и частотной стабильности. Также они используются в системах питания, для подавления ЭМП, в системах, использующих переменные токи высокого напряжения.

Полиэстеровые конденсаторы, хотя и не обладают такими температурными и частотными характеристиками, получаются дешёвыми и выдерживают большие температуры при пайке для поверхностного монтажа. В связи с этим они используются в схемах, предназначенных для использования в некритичных приложениях.

Полиэтилен-нафталатовые конденсаторы. Не обладают стабильными температурными и частотными характеристиками, но могут выдерживать гораздо большие температуры и напряжения по сравнению с полиэстеровыми.

Полиэтилен-сульфидовые конденсаторы обладают температурными и частотными характеристиками полипропиленовых, и в дополнение выдерживают высокие температуры.

В старом оборудовании можно наткнуться на поликарбонатные и полистиреновые конденсаторы, но сейчас они уже не используются.

Керамика

История керамических конденсаторов довольно длинная – они использовались с первых десятилетий прошлого века и по сей день. Ранние конденсаторы представляли собою один слой керамики, металлизированной с обеих сторон. Более поздние бывают и многослойными, где пластины с металлизацией и керамика перемежаются. В зависимости от диэлектрика их ёмкости варьируются от 1 пФ до десятков мкФ, а напряжения достигают киловольт. Во всех отраслях электроники, где требуется малая ёмкость, можно встретить как однослойные керамические диски, так и многослойные пакетные конденсаторы поверхностного монтажа.

Проще всего классифицировать керамические конденсаторы по диэлектрикам, поскольку именно они придают конденсатором все свойства. Диэлектрики классифицируют по трёхбуквенным кодам, где зашифрована их рабочая температура и стабильность.

C0G лучшая стабильность в ёмкости по отношению к температуре, частоте и напряжению. Используются в высокочастотных схемах и других контурах высокого быстродействия.

X7R не обладают такими хорошими характеристиками по температуре и напряжению, посему используются в менее критичных случаях. Обычно это развязывание и различные универсальные приложения.

Y5V обладают гораздо большей ёмкостью, но характеристики температуры и напряжения у них ещё ниже. Также используются для развязывания и в различных универсальных приложениях.

Поскольку керамика часто обладает и пьезоэлектрическими свойствами, некоторые керамические конденсаторы демонстрируют и микрофонный эффект. Если вы работали с высокими напряжениями и частотами в аудиодиапазоне, например, в случае ламповых усилителей или электростатики, вы могли услышать, как «поют» конденсаторы. Если вы использовали пьезоэлектрический конденсатор для обеспечения частотной стабилизации, вы могли обнаружить, что его звук модулируется вибрацией его окружения.

Как мы уже упоминали, статья не ставит целью охватить все технологии конденсаторов. Взглянув в каталог электроники вы обнаружите, что некоторые технологии, имеющиеся в наличии, здесь не освещены. Некоторые предложения из каталогов уже устарели, или же имеют такую узкую нишу, что с ними чаще всего и не встретишься. Мы надеялись лишь развеять некоторые тайны по поводу популярных моделей конденсаторов, и помочь вам в выборе подходящих компонентов при разработке собственных устройств. Если мы разогрели ваш аппетит, вы можете изучить нашу статью по катушкам индуктивности.

Об обнаруженных вами неточностях и ошибках прошу писать через

Как определить полярность электролитического конденсатора

Электролитический конденсатор — это необычный электронный компонент, сочетающий в себе свойства пассивного элемента и полупроводникового устройства. В отличие от обычного конденсатора, это полярный элемент.

Инструкция по эксплуатации

1

Для электролитических конденсаторов отечественного производства, выводы которых расположены радиально или аксиально, для определения полярности найдите знак плюс, расположенный на корпусе.Тот, к которому он ближе, положительный. Так же отмечены некоторые старые конденсаторы чешского производства.

2

Коаксиальные конденсаторы, корпус которых предназначен для подключения к шасси; обычно предназначены для использования в фильтрах анодного напряжения ламп. Так как он положительный, то в большинстве случаев на корпусе выводится минусовая накладка, а на центральном контакте — плюс. Но из этого правила могут быть исключения, поэтому в случае сомнений поищите маркировку на корпусе устройства (знак плюс или минус) или, если нет, проверьте полярность, как описано ниже.

3

Особый случай возникает при проверке электролитических конденсаторов типа К50-16. Такой прибор имеет пластиковое дно, а маркировка полярности размещается прямо на нем. Иногда знаки минус и плюс располагаются таким образом, что выводы проходят прямо через их центры.

4

Устаревший конденсатор этого типа непосвященный может счесть диодом. Обычно полярность на его корпусе указывается методом, описанным в шаге 1.Если маркировки нет, имейте в виду, что вывод, расположенный сбоку от утолщения корпуса, подключен к плюсовой накладке. Такие конденсаторы ни в коем случае не разбирайте — они содержат ядовитые вещества!

5

Полярность современных электролитических конденсаторов зарубежного производства, независимо от их конструкции, определяется полосой, расположенной рядом с минусовой клеммой. Он наносится в цвете, контрастирующем с цветом корпуса, и носит прерывистый характер, т. Е. Состоит из минусов.

6

Чтобы определить полярность немаркированного конденсатора, соберите цепь, состоящую из последовательно соединенных источника постоянного напряжения в несколько вольт, резистора сопротивлением 1 кОм и микроамперметра. Полностью разрядите устройство, и только потом подключите его к этой цепи. После полной зарядки снимите показания счетчика. Затем отключите конденсатор от цепи, снова полностью разрядите, подключите его к цепи, дождитесь полной зарядки и прочтите новые показания. Сравните их с предыдущими.При подключении с соблюдением полярности утечка заметно меньше.

примечание

Полностью разрядите конденсатор перед проверкой и касанием его клемм. При сборке или ремонте конструкции всегда устанавливайте прибор только с соблюдением полярности, иначе он может сломаться.

Узнайте полярность конденсатора в следующем классе 12 физики CBSE

Подсказка: Сначала мы применим закон Ленца, чтобы узнать направление индуцированного магнитного поля в проволочной петле, а затем применим правило большого пальца правой руки, чтобы найти направление индуцированного тока.Наконец, мы определим полярность конденсатора, используя направление тока в проволочной петле.

Полный ответ: Сначала мы поймем ориентацию конденсатора, проволочной петли и стержневого магнита в приведенной выше схеме. Конденсатор и стержневой магнит находятся в плоскости бумаги, а проволочная петля перпендикулярна плоскости бумаги на рисунке выше.
Теперь мы знаем, что силовые линии магнитного поля за пределами стержневого магнита берут начало на южном полюсе и заканчиваются на северном полюсе.Таким образом, мы видим, что силовые линии магнитного поля проходят внутри петли справа налево в текущем случае. Таким образом, это означает, что стержневой магнит заставит магнитное поле иметь направление справа налево внутри проволочной петли. Это магнитное поле обозначено на диаграмме буквой B.
Теперь мы применим закон Ленца, чтобы найти направление индуцированного магнитного поля в проволочной петле: —
Закон Ленца : Согласно закону Ленца индуцированное магнитное поле в проволочной петле будет препятствовать изменению магнитного потока через петля.
Чтобы противодействовать изменению магнитного потока, магнитное поле будет индуцировано в направлении, противоположном направлению, создаваемому стержневым магнитом. Таким образом, мы имеем индуцированное магнитное поле в направлении слева направо. Это индуцированное магнитное поле обозначено на схеме буквой B ’.
Теперь мы применим правило большого пальца правой руки, чтобы найти направление индуцированного тока в проволочной петле: —
Правило большого пальца правой руки: Если представить, что проводник с током находится в правой руке, например этот большой палец указывает в направлении тока, а согнутые пальцы руки указывают направление магнитного поля.
Чтобы индуцировать магнитное поле в направлении слева направо, ток должен пройти в контуре из направления a в направление b.

Если ток течет от a к b, положительный заряд будет накапливаться на пластине «b», а равный и противоположный отрицательный заряд будет накапливаться на пластине «b» конденсатора.

Таким образом, полярность конденсатора становится следующей: —
A пластина = отрицательная клемма
B пластина = положительная клемма

Примечание: Существует альтернативный метод быстрого доступа для решения таких вопросов.Сторона проволочной петли, обращенная к стержневому магниту, будет пытаться оттолкнуть стержневой магнит и образовать полюс, противоположный полюсу стержневого магнита, обращенному к нему. В этом случае проволочная петля образует северный полюс, поскольку сторона южного полюса стержневого магнита обращена к нему.

Теперь, чтобы сформировать северный полюс, ток должен течь против часовой стрелки, то есть от a к b. Таким образом, полярность конденсатора становится следующей:
A пластина = отрицательная клемма
B пластина = положительная клемма

Электролитический конденсатор — свойства, использование, значение емкости и полярность

В предыдущем посте мы обсуждали керамические конденсаторы.В этом посте будет рассказано об электролитическом конденсаторе, его различных свойствах, использовании и о том, как найти значение емкости и полярность клемм.

Введение в электролитический конденсатор

Электролитический конденсатор назван так, потому что диэлектрик, который используется в нем, представляет собой электрохимически обработанную оксидную форму. Электролитический конденсатор относится к категории поляризованных конденсаторов.

Как обсуждалось в более ранней публикации, термин « поляризованный » означает, что эти конденсаторы имеют положительный и отрицательный полюсы, и их следует подключать только таким образом.Неправильное подключение может привести к неисправности / неисправности / неисправности электролитических конденсаторов из-за разрыва очень тонкого диэлектрического слоя.

Свойства электролитического конденсатора

Электролитический конденсатор имеет следующие различные свойства:

Диэлектрическая постоянная (K) электролитического конденсатора

Как и керамический конденсатор, электролитический конденсатор также имеет высокую диэлектрическую проницаемость ( К). Благодаря этому он обеспечивает высокие значения емкости при меньших размерах.

Ограничение температуры электролитического конденсатора

Поскольку этот тип конденсатора содержит электролитный гель, его нельзя использовать при температуре ниже -40ºC (так как низкая температура может привести к замерзанию этого студня) и выше + 105ºC (как высокая температура может привести к испарению этого желе).

Примечание. Ранее я упоминал диапазон температур от -10 ° C до + 85 ° C. Однако я изменил его, когда мой друг Гарри (инженер-электронщик с более чем 10-летним опытом работы) сообщил мне о текущих изменениях температурного режима этих конденсаторов.

Поляризация электролитического конденсатора

Эти конденсаторы поляризованы. Они должны быть подключены таким образом, чтобы электролит всегда был отрицательным электродом. При таком подключении через конденсатор будет протекать небольшой ток.

Однако, если они подключены наоборот, это приведет к протеканию большого тока, который, в свою очередь, может навсегда повредить конденсатор.

Стоимость электролитического конденсатора

У них очень низкая стоимость изготовления.

Размер Доступен

Они доступны в различных размерах, от большого до меньшего в зависимости от требований. Вот почему, как и в случае с керамическими конденсаторами, место для установки не является проблемой.

Надежность

Они довольно надежны и являются одними из наиболее часто используемых конденсаторов в семействе конденсаторов. Они также обладают высокой толерантностью.

Диапазон емкости электролитического конденсатора

Обычно они доступны с большими значениями емкости от 01 мкФ до нескольких фарад.

Номинальное напряжение электролитического конденсатора

Они имеют очень низкое номинальное напряжение. Фактически это один из недостатков электролитических конденсаторов.

Применение электролитических конденсаторов

Они часто используются в цепях с малыми частотами. Их можно использовать для: —

  • Уменьшение колебаний напряжения в фильтрующих устройствах.
  • Сглаживание входа и выхода фильтра.
  • Фильтрация или развязка шумов в источниках питания.
  • Связь сигналов между каскадами усилителя.
  • Хранение энергии в приложениях с низким энергопотреблением.
  • Для обеспечения временной задержки между двумя функциями в цепи.

Как найти значение емкости и полярность электролитических конденсаторов

Значение емкости и полярность электролитического конденсатора можно определить следующим образом: —

Значение емкости

Значение емкости (а также рабочее напряжение) четко указано на этих конденсаторах.В этом нет никакого декодирования.

Полярность

Отрицательный конец обозначается знаком минус (-). Другой конец, который не отмечен, будет положительным концом.

В случае, если отрицательный конец не отмечен знаком минуса (-), вы также можете идентифицировать его по тонкой полосе нечетного цвета над ним.

В случае, если оба недоступны, вы все равно можете определить это, посмотрев длину обоих выводов этих конденсаторов. Длина отрицательного вывода всегда остается меньше, чем положительный конец во время изготовления для его идентификации.

  Также читайте: - 
  Типы конденсаторов
Как считывать значения цветовой маркировки конденсаторов - Расчетные и идентификационные коды 
 

Биполярные конденсаторы (звук) — Марк Гаррис

Следующий список конденсаторов, которые используются звуковыми декодерами, в которых биполярный (неполярный) конденсатор подключен последовательно с динамиком. Термины «Биполярный» и «Неполярный» относятся к тому факту, что конденсатор не имеет полярности постоянного тока. На конденсаторе нет клемм «+» или «-» или маркировки как таковой.Вы не можете подключить его задом наперед!

Если вы посмотрите на картинку слева, то верхняя помечена «N P» для N на P в раскрашенном виде.

На следующем изображении у нас есть еще несколько конденсаторов с маркировкой «B P» для B i- P с разводкой.

Если вы хотите узнать больше о том, зачем нужны или используются эти конденсаторы, см. Внизу.


Детали, выделенные жирным шрифтом, являются наиболее подходящими деталями с точки зрения физических размеров.

9019 9019 9019 9019 9019 9019 10192 9019 10192 Panasonic 5 мм x 11 мм 9 0191

3 9019 9019 US 9192

9019 США 9019 9019 9019 9019 ECE-A1AN470U 3 мм x 11 мм 9019 9019 9019 9019
Значение

Напряжение

или

Ток

Рейтинг

Производство

Название

Производство

Номер детали

16V Panasonic ECE-A1CN100U 5 мм x 11 мм
10 мкФ 25V Panasonic ECE-A1EN100U 9019 1112 ECE-A1VN100U 5 мм x 11 мм
10 мкФ 16V Nichicon UVP1C100M 5 мм x 11 мм
10 мкФ 35V Nichicon UVP1V100M 5 мм x 11 мм
10 мкФ 10V 10V
10 мкФ 16 В Nichicon USP1C100M 6.3 мм x 7 мм
10 мкФ 25V Nichicon USP1E100M 6,3 мм x 7 мм
22 мкФ ECO 9019 EC ECE
22 мкФ 25 В Panasonic ECE-A1EN220X 5 мм x 11 мм
22 мкФ 10V Nichicon 16V Nichicon UVP1C220M 5 мм x 11 мм
22 мкФ 25V Nichicon UVP1E2203 10192 9019 Nichicon USP1A220M 9 0036 5 мм X 7 мм
22 мкФ 16 В Nichicon USP1C220M 6.3 мм X 7 мм
22 мкФ 25V Nichicon USP1E220M 6,3 мм X 7 мм
33uF3 192
33uF3 19 16VN
33 мкФ 10 В Nichicon UVP1A330M 5 мм x 11 мм
33 мкФ 16V 33 мкФ 16V Nichicon USP1A330M 6.3 мм X 7 мм
33 мкФ 16 В Nichicon USP1C330M 6,3 мм X 7 мм u 5 мм x 11 мм
47 мкФ 10 В Nichicon UVP1A470M 5 мм x 11 мм
47 мкФ 10V Nichicon USP1A470M 6,3 мм X 7 мм
47 мкФ
47 мкФ 6,3 мм X 7 мм


Почему биполярный или неполяризованный конденсатор?

Обычно конденсаторы НЕ имеют никакой поляризации.См .: Емкость. Однако обычный алюминиевый электролитический (AL) тип предлагает намного большую емкость на единицу объема по самой низкой цене, чем любая другая конденсаторная технология. Следствием конденсатора AL является то, что он является поляризованным конденсатором из-за физических / химических свойств, присутствующих внутри конденсатора. К счастью, в большинстве конструкций электрических цепей используется питание постоянного тока, и в этом случае поляризованная природа конденсатора AL НЕ является недостатком.

Итак, что произойдет, если в цепи используется питание переменного тока, например, в аудиосхемах.Конкретнее при работе с динамиками?

Оказывается, что использование этих других типов конденсаторов (не AL) приведет к получению физически большого и дорогостоящего конденсатора.

Введите биполярный конденсатор AL. Это может быть сделано с использованием «трюка со схемой», заключающегося в размещении двух поляризованных конденсаторов AL в последовательной конфигурации «BACK to BACK». Отрицательные выводы обоих конденсаторов связаны друг с другом и изолированы, оставляя только два положительных вывода свободными для подключения цепи.Оба конденсатора должны быть ТОЧНО одной марки и модели конденсатора. Так устроены эти биполярные AL-конденсаторы. Производитель просто помещает эти два конденсатора в один корпус, придавая ему вид одного конденсатора.

Полярность немаркированного электролитического конденсатора smt

Похоже, это керамические колпачки, в этом случае они неполяризованные , так что вы можете поставить их в любом направлении — вот фотография типичного керамического колпачка (без маркировки):

Если они выглядят примерно так, как показано ниже (с маркировкой), то это будет поляризованный тантал (темная линия указывает на сторону +):

Если схема показывает поляризованный колпачок, но оказывается, что вам давали неполяризованный колпачок, я хотел бы сообщить об этом поставщику, чтобы он мог исправить это.

Если они действительно поляризованы без маркировки ( крайне маловероятно, ), то возможно деструктивный метод проверки полярности заключается в постепенной подаче напряжения с ограничением по току (например, медленно до ~ 25% от номинального напряжения, ограниченного до ~ 10 мА) в обоих направлениях. через крышку во время измерения тока — если поляризованы и неправильны, вы должны начать видеть постоянно возрастающий ток. Можно сделать с настольным блоком питания и надеть какой-нибудь щит на крышку на случай, если он взорвется 😉

Я тестировал с настольным источником питания, выше ~ 7 В при обратной полярности с алюминиевым электролитом 100 мкФ / 35 В, ток утечки превышает 1 мА (измеряется с помощью настольного дисплея) и быстро начинает ускоряться.
Я также только что протестировал это с помощью мультиметра, подключенного последовательно к настольному источнику питания (более чувствительному, чем измерительный прибор на стенде), измеряющему ток через тот же конденсатор:

  • Использование 5 В с правильной полярностью привело к утечке ~ 1 мкА.
  • При 5 В и обратной полярности утечка началась примерно при 25 мкА и постепенно увеличивалась, примерно через 30 секунд она составила 50 мкА.
  • Даже при напряжении 3 В было достаточно очевидно, что обратная утечка была как минимум вдвое выше, чем при правильной полярности.

Я не думаю, что такая проверка низкого напряжения должна причинить конденсатору вред. Вот отличное исследование НАСА, которое, похоже, считает, что многие из оценок обратного смещения довольно консервативны. Процитируем часть резюме:

Некоторые партии конденсаторов номиналом 35 В и 50 В пережили 200 и даже 8900 часов испытаний на обратное смещение (RBT) при напряжении до 40% от номинального напряжение (VR). Однако выживаемость не была 100%, и поведение было оценено как многозависимое.Вывод, сделанный Г. Дж. Юэлла, что существующие руководства производителя чрезвычайно консервативно соглашается с результатами тестирования, проведенного на Хьюзом в 1988 г. В этой работе было показано, что некоторые конденсаторы выдерживает обратное напряжение до 25% VR с очень небольшим деградация происходит ниже 15% VR. Во всех случаях заживление начиналось возникают через 5 минут после корректировки полярности приложения. Эти эксперименты показали, что твердотельные танталовые конденсаторы могут выдерживают существенное обратное смещение без сбоев, такое поведение значительно варьируется от производителя к производителю.

Простой и эффективный метод определения полярности алюминиевого электролитического конденсатора.

Вот метод, который должен работать.
Я никогда раньше не видел, чтобы это описывалось, НО оно основано на очень хорошо зарекомендовавшей себя практике.

Общеизвестно, что эффективно неполяризованный конденсатор может быть сформирован путем последовательного размещения двух электролитических конденсаторов с противоположной полярностью. Когда подается постоянное напряжение или полупериод переменного напряжения, «правильно» поляризованный конденсатор приобретает заряд, в то время как обратнополяризованный конденсатор имеет только очень небольшое падение напряжения на нем.Этот метод достаточно хорошо известен, чтобы его упоминали некоторые производители конденсаторов в своих примечаниях по применению, и он используется во многих реальных конструкциях.

Даже Корнелл Дубилье говорят, что работает 🙂 . Говорят:

Если два алюминиевых электролитических конденсатора одинакового номинала соединены последовательно, спина к спине с положительным клеммы или подключенные отрицательные клеммы, в результате одиночный конденсатор представляет собой неполярный конденсатор с половина емкости.

Два конденсатора выпрямляют приложенного напряжения и действуют так, как если бы они были обойдены диодами. При подаче напряжения конденсатор правильной полярности получает полное напряжение. В неполярных алюминиевых электролитических конденсаторах и алюминиевых электролитических конденсаторах для запуска двигателя вторая анодная фольга заменяет катодную фольгу для достижения неполярной конденсатор в единственном корпусе.

Метод основан на справедливости предположения, что электролитический конденсатор с обратным смещением «безопасно» пропускает обратный ток без повреждений.Это предположение кажется доказанным для влажных алюминиевых конденсаторов, но может быть верным, а может и нет, например, для танталовых конденсаторов. Caveat Emptor 🙂 — хотя, в худшем случае, разрушение танталового конденсатора не должно иметь большого вреда (что в некоторых кругах может считаться чистой социальной выгодой :-)).

Метод:

  • Убедитесь, что ориентацию конденсатора можно определить либо по маркировке, либо по другому внешнему виду, либо добавив метку, например маленькую точку с маркером.

  • Подключите два конденсатора последовательно с противоположной полярностью.

  • Подключите напряжение «несколько вольт» к напряжению, значительно меньшему номинального. Скажем, 5 В для конденсатора от 10 В до 563 В, но это не критично.

  • Измерьте напряжение на каждом конденсаторе.

  • Конденсатор с наибольшим напряжением на нем (вероятно) правильно поляризован.

Только пример. Ваше напряжение будет меняться.

Если напряжение на каждом конденсаторе примерно одинаковое или в нем преобладает сопротивление измерителя, то конденсаторы, вероятно, не являются электролитическими конденсаторами.

В очень простом тесте этот метод оказался исключительно успешным.
Два конденсатора 25 В, 100 мкФ были подключены последовательно с противоположной полярностью, и к паре было приложено около 6 В. Большая часть напряжения падает на правильно поляризованный конденсатор. На конденсаторе с обратным смещением упало менее 0,5 В. Изменение применяемой полярности привело к перестановке относительных напряжений (как и ожидалось), так что правильно смещенный конденсатор снова сбросил большую часть напряжения.

Испытание было повторено с последовательно включенными конденсаторами емкостью 1 мкФ и 100 мкФ с противоположными полярностями.Результаты были такими же, как и раньше, с конденсатором, смещенным в прямом направлении, который очень легко идентифицировать.

Этот тест МОЖЕТ не пройти, если конденсаторы с очень низкой и очень высокой утечкой были протестированы вместе.


Тот же эффект можно использовать для определения правильной полярности с помощью тока утечки с обратным смещением. Приложение напряжения с каждой из двух полярностей должно привести к гораздо более высокому току утечки при обратной полярности.

Использование самого высокого диапазона сопротивления измерителя также может позволить измерить относительные токи утечки, но некоторые измерители могут не подавать достаточное напряжение для этого.(Я попробовал два дешевых измерителя с максимальным диапазоном 2 МОм — недостаточно высоким. Напряжение O / C измерителя составляло всего около 0,3 В в каждом случае.

Просто используя источник питания, одиночный конденсатор и последовательный резистор будут использовать тот же эффект. Используя, скажем, + 5 В и резистор 100 кОм, конденсатор будет иметь большее напряжение при правильном смещении, чем при обратном смещении. Однако использование двух номинально идентичных конденсаторов позволяет им «отсортировать» требуемое эффективное эквивалентное значение сопротивления.

Вопрос, кажется, был задан, и ответ принят, но для пользы всех, кто может найти ответ на аналогичный вопрос, я хотел бы указать, что, казалось бы, немаркированные полярные конденсаторы танталовой разновидности действительно являются доступный. Они ярко-оранжевого цвета, те, которые мне попадались, и достаточно большие, чтобы маркировка была возможна (корпус C)

Оказалось, что маркировка — это небольшой выступ на стороне (контактной площадке) конденсатора его положительного вывода.Это можно легко принять за производственный дефект или за примесь припоя на поверхности.

(Справа видны два конденсатора) (изображение Готфрида Зильберхорна)

Проверка того, что питание реверсивного конденсатора такого типа не взорвалось в недостаточном тесте, поскольку они сами по себе кажутся достаточно устойчивыми к наказанию. Однако установка одного из них в обратном направлении, несомненно, приведет к другим проблемам, которые, как правило, трудно диагностировать, если вы не знаете, где искать.

Все, что вам нужно знать о конденсаторах

Планируете ли вы работать с конденсаторами в своем следующем проекте и вам нужно немного разобраться в этих маленьких упаковках удивительности? Если да, то вы попали в нужное место! Читайте дальше, чтобы узнать все о конденсаторах, начиная от его основного принципа работы и заканчивая его использованием в электрических цепях.

Проще говоря, конденсатор — это элемент, накапливающий электрический заряд, используемый в схемах. Это пассивный электронный компонент, который, как резисторы и катушки индуктивности, используется во всех остальных электронных схемах.Чтобы лучше это запомнить, можно рассмотреть пример батареи. Конденсаторы хранят электрический заряд так же, как и батарея, и единица измерения, используемая для измерения количества хранящегося в них заряда, называется Фарад (F). Конденсаторы, которые мы обычно используем в электронных схемах, имеют емкость в пикофарадах (пФ), нанофарадах (нФ) или микрофарадах (мкФ), как вы могли заметить на их внешней упаковке.

Чтобы узнать, как работает конденсатор, давайте сначала разберемся, как он устроен. По сути, конденсатор похож на сэндвич — две металлические пластины, разделенные изоляционным материалом, называемым диэлектриком.Две металлические пластины снаружи через клеммы соединены с остальной частью схемы, а диэлектрик действует как разделительный слой между двумя металлическими поверхностями.

Что происходит, когда на клеммы конденсатора подается постоянное напряжение? Положительные заряды накапливаются на одной из пластин, а отрицательные — на другой. На пластинах конденсатора создается электрическое поле, и диэлектрический материал уменьшает электрическое поле, увеличивая при этом емкость.Напряженность создаваемого электрического поля и емкость также зависят от расстояния между двумя пластинами, а также от их площади поверхности. Математическая формула, связывающая эти параметры:

Где C — емкость, ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрика, A — площадь пластин, а d — расстояние между пластинами. Используя это уравнение, емкость можно изменять во время изготовления конденсатора.

Конденсаторы

можно разделить на две группы — полярные и неполярные.

Полярные конденсаторы

Как следует из названия, этот тип конденсатора имеет определенную полярность, связанную с его выводами. Его положительные и отрицательные клеммы необходимо учитывать при подключении в цепь, в отличие от резисторов.

Самый распространенный тип полярных конденсаторов — электролитические. Эти конденсаторы имеют цилиндрическую форму, одна ножка длиннее другой. Более длинный вывод является положительным, а более короткий — отрицательным. Их полярность также четко указана на их внешней упаковке.Всегда проверяйте правильность подключения этих конденсаторов, иначе может произойти взрыв. В следующем разделе мы обсудим правильный способ подключения конденсатора.

Неполярные конденсаторы

Наиболее распространенными типами неполярных конденсаторов являются керамические и фольговые конденсаторы. Керамические конденсаторы — это те, которые имеют форму миниатюрной пилюли, обычно коричневого цвета, а фольговые конденсаторы представляют собой прямоугольные блоки разных цветов.

Неполярные конденсаторы, как следует из их названия, не имеют полярности, как и резисторы.Керамические конденсаторы используются в местах, где меняются напряжения, и они доступны с низкими значениями емкости (обычно пикофарады и микрофарады), но они обладают высокой термостойкостью и низкими потерями. С другой стороны, фольговые конденсаторы используются в высоковольтных приложениях, таких как работа с сетевым напряжением. Они варьируются от нанофарад до микрофарад и предлагают низкие потери.

Вы должны быть очень бдительны при работе с полярными конденсаторами, потому что часто неправильное их подключение приводит к взрывам.Как только вы взяли конденсатор в руку, проверьте его внешнее покрытие на предмет рабочего напряжения и полярности. Прямо над отрицательной клеммой вы найдете ряд знаков минус (-), напечатанных в столбце. Также обратите внимание, что отрицательный вывод будет короче положительного. Таким образом можно убедиться, что вы знаете полярность его клемм.

При подключении полярного конденсатора к источнику постоянного напряжения, например к батарее, помните о номинальном напряжении, которое вы только что указали на его крышке.Не превышайте указанное напряжение, иначе вы можете поджарить конденсатор. Когда вы уверены в напряжении, подключите отрицательную клемму батареи к отрицательному электроду конденсатора и аналогичным образом подключите положительную клемму батареи к положительному электроду конденсатора. Никогда не подключайте конденсатор наоборот, потому что это может необратимо вывести его из строя.

С неполярными конденсаторами вам не нужно беспокоиться о полярности клемм.Вы можете подключить любую из его ног к более высокому напряжению, а вторую — к более низкому напряжению.

Есть два возможных способа соединения конденсаторов друг с другом — последовательно или параллельно (как резисторы). Их подключение в любой из конфигураций повлияет на способ суммирования их емкостей. Давайте рассмотрим каждую из конфигураций по очереди.

При последовательном подключении полярных конденсаторов отрицательный вывод первого конденсатора должен быть подключен к положительному выводу второго, а положительный вывод второго — к отрицательному выводу третьего и так далее.Таким образом вы можете подключить столько конденсаторов, сколько захотите. Общую емкость можно рассчитать по следующей формуле:

Где C Total — общая емкость, а C 1 , C 2 до C n — емкости n конденсаторов, соединенных последовательно.

С другой стороны, когда полярные конденсаторы соединены параллельно, все их положительные выводы должны быть соединены друг с другом, а их отрицательные выводы должны быть соединены друг с другом.Вот так они будут подключаться параллельно друг другу. Суммарная емкость n подключенных параллельно конденсаторов может быть рассчитана как:

C Итого = C 1 + C 2 +… + C n

С неполярными конденсаторами вам не нужно беспокоиться о клеммах, вы можете просто подключить их последовательно или параллельно с любой клеммой, какой захотите.

Конденсаторы

используются во множестве электронных схем, будь то схемы на основе микроконтроллеров или простые электронные схемы.Они используются в качестве разделительных конденсаторов в цепях переменного тока, где необходимо подавить постоянную составляющую. Точно так же развязывающие конденсаторы используются для подавления составляющих переменного тока и пропускают только составляющие постоянного тока. Конденсаторы связи обычно требуются между двумя каскадами усилителя, тогда как конденсаторы развязки используются там, где требуется только постоянное напряжение, например, в источниках питания постоянного тока или шинах напряжения.

Аналогичным образом, для ВЧ связи и развязки требуются конденсаторы. Эти схемы обычно используются в телекоммуникационной отрасли, где используются различные частоты.Для этого применения керамические конденсаторы — лучший выбор, потому что они лучше всего работают в ВЧ приложениях.

Конденсаторы

также используются во многих фильтрах, наиболее распространенными из которых являются фильтры выпрямителя. Их также называют «сглаживающими конденсаторами», потому что они сглаживают выходной выпрямленный сигнал, избавляясь от нежелательных скачков напряжения. В индустрии обработки сигналов используется множество различных типов фильтров, и частотный диапазон этих фильтров определяется значением емкости. Следовательно, мы можем сказать, что конденсаторы играют важную роль в телекоммуникационной отрасли.

Еще одно применение конденсаторов состоит в том, что они используются в качестве источника питания в определенных цепях. Поскольку конденсаторы, как известно, хранят заряд, они могут подавать питание на схемы, но в течение очень ограниченного времени.

В цепях генератора

также используются конденсаторы, но в сочетании с индукторами и резисторами. Мы обсудим LC-схемы в последнем разделе.

Чтобы установить конденсатор в вашу схему, вы должны выбрать конденсатор с более высоким номинальным напряжением, чем напряжение вашей цепи.Во-вторых, если вы планируете построить схему RF-фильтра, вы должны убедиться, что допуск вашего конденсатора должен быть таким же, как указано производителем, потому что схемы фильтра требуют высокой точности, поскольку они позволяют определенным частотам проходить через них на основе значения емкости и сопротивления.

Обозначение конденсатора

Если вы студент, изучающий работу с электронными схемами, мы рекомендуем вам сначала смоделировать свою схему в программном обеспечении для проектирования схем, а затем фактически реализовать ее физически.Это убережет вас от ненужных аварий и взрывов, а также сэкономит много времени.

Цепи

LC — одно из наиболее распространенных применений конденсаторов. Эти цепи представляют собой комбинацию катушек индуктивности (L) и конденсаторов (C), соединенных последовательно или параллельно. Эти цепи также называют «генераторами», потому что они колеблются с определенной частотой, которая определяется используемыми значениями емкости и индуктивности. LC-схемы используются там, где необходимо сгенерировать определенную частоту или выделить (отфильтровать) из группы частот.Очень распространенное применение LC-схем — это радио, где ручка переключателя каналов изменяет значения LC для фильтрации определенной частоты радиостанции.

Кто знал, что две металлические пластины, разделенные куском изолятора, могут быть так полезны? Несмотря на свой крошечный размер, конденсаторы являются неотъемлемой частью электронных схем и творят чудеса при правильном подключении. Все, что с ними нужно, — это правильно обращаться и устанавливать в нужную цепь с правильными компонентами.

Конденсаторы и диэлектрики | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите действие конденсатора и определите емкость.
  • Объясните, почему конденсаторы с параллельными пластинами и их емкости.
  • Обсудите процесс увеличения емкости диэлектрика.
  • Определите емкость при заданном заряде и напряжении.

Конденсатор — это устройство для хранения электрического заряда. Конденсаторы имеют разные применения: от фильтрации статического электричества при радиоприеме до накопления энергии в дефибрилляторах сердца. Обычно в промышленных конденсаторах две токопроводящие части расположены близко друг к другу, но не соприкасаются, как показано на рисунке 1.(В большинстве случаев между двумя пластинами используется изолятор для обеспечения разделения — см. Обсуждение диэлектриков ниже.) Когда клеммы батареи подключены к первоначально незаряженному конденсатору, равные количества положительного и отрицательного заряда, + Q и — Q , разделены на две пластины. Конденсатор в целом остается нейтральным, но в этом случае мы называем его хранящим заряд Q .

Рис. 1. Оба конденсатора, показанные здесь, были изначально разряжены перед подключением к батарее.Теперь у них разделены заряды + Q и — Q на двух половинах. (а) Конденсатор с параллельными пластинами. (b) Скрученный конденсатор с изоляционным материалом между двумя проводящими листами.

Конденсатор

Конденсатор — это устройство, используемое для хранения электрического заряда.

Количество заряда Q , которое может хранить конденсатор , зависит от двух основных факторов — приложенного напряжения и физических характеристик конденсатора, таких как его размер.

Количество заряда

Q , которое может хранить конденсатор

Количество заряда Q , которое может хранить конденсатор , зависит от двух основных факторов — приложенного напряжения и физических характеристик конденсатора, таких как его размер.

Рис. 2. Силовые линии электрического поля в этом конденсаторе с параллельными пластинами, как всегда, начинаются с положительных зарядов и заканчиваются отрицательными. Поскольку напряженность электрического поля пропорциональна плотности силовых линий, она также пропорциональна количеству заряда на конденсаторе.

Система, состоящая из двух идентичных параллельных проводящих пластин, разделенных расстоянием, как на рисунке 2, называется конденсатором с параллельными пластинами . Легко увидеть взаимосвязь между напряжением и накопленным зарядом для конденсатора с параллельными пластинами, как показано на рисунке 2. Каждая линия электрического поля начинается с отдельного положительного заряда и заканчивается отрицательным, так что поля будет больше. линии, если есть больший заряд. (Рисование одной линии поля для каждой зарядки — это только удобство.Мы можем нарисовать много силовых линий для каждого заряда, но их общее количество пропорционально количеству зарядов.) Напряженность электрического поля, таким образом, прямо пропорциональна Q .

Поле пропорционально начислению:

E Q ,

, где символ ∝ означает «пропорционально». Из обсуждения в разделе «Электрический потенциал в однородном электрическом поле» мы знаем, что напряжение на параллельных пластинах равно

.

V = Ed .

Таким образом, V E . Отсюда следует, что V Q , и, наоборот,

Q V .

В целом это верно: чем больше напряжение, приложенное к любому конденсатору, тем больше в нем хранится заряд.

Различные конденсаторы будут накапливать разное количество заряда для одного и того же приложенного напряжения, в зависимости от их физических характеристик. Мы определяем их емкость C так, чтобы заряд Q , хранящийся в конденсаторе, был пропорционален C .Заряд, накопленный в конденсаторе, равен

.

Q = CV .

Это уравнение выражает два основных фактора, влияющих на количество накопленного заряда. Этими факторами являются физические характеристики конденсатора C и напряжение В . Изменив уравнение, мы видим, что емкость C — это количество накопленного заряда на вольт, или

.

[латекс] C = \ frac {Q} {V} \\ [/ latex].

Емкость

Емкость C — это величина накопленного заряда на вольт, или

[латекс] C = \ frac {Q} {V} \\ [/ latex]

Единица измерения емкости — фарад (Ф), названная в честь Майкла Фарадея (1791–1867), английского ученого, внесшего вклад в области электромагнетизма и электрохимии. Поскольку емкость — это заряд на единицу напряжения, мы видим, что фарад — это кулон на вольт, или

.

[латекс] 1 \ text {F} = \ frac {1 \ text {C}} {1 \ text {V}} \\ [/ latex].

Конденсатор емкостью 1 фарад может хранить 1 кулон (очень большое количество заряда) при приложении всего 1 вольт. Таким образом, одна фарада — это очень большая емкость. Типичные конденсаторы варьируются от долей пикофарада (1 пФ = 10 −12 Ф) до миллифарадов (1 мФ = 10 −3 Ф).

На рисунке 3 показаны некоторые распространенные конденсаторы. Конденсаторы в основном изготавливаются из керамики, стекла или пластика, в зависимости от назначения и размера. Как обсуждается ниже, в их конструкции обычно используются изоляционные материалы, называемые диэлектриками.

Рисунок 3. Некоторые типичные конденсаторы. Размер и значение емкости не обязательно связаны. (Источник: Windell Oskay)

Конденсатор с параллельной пластиной

Рис. 4. Конденсатор с параллельными пластинами, разделенные пластинами на расстояние d. Каждая пластина имеет площадь A.

Конденсатор с параллельными пластинами, показанный на рисунке 4, имеет две идентичные проводящие пластины, каждая из которых имеет площадь поверхности A , разделенных расстоянием d (без материала между пластинами).Когда на конденсатор подается напряжение В , он сохраняет заряд Q , как показано. Мы можем увидеть, как его емкость зависит от A и d , рассмотрев характеристики кулоновской силы. Мы знаем, что одинаковые заряды отталкиваются, в отличие от зарядов притягиваются, и сила между зарядами уменьшается с расстоянием. Поэтому кажется вполне разумным, что чем больше пластины, тем больше заряда они могут хранить, потому что заряды могут расходиться больше. Таким образом, C должен быть больше для большего A .Точно так же, чем ближе пластины друг к другу, тем сильнее на них притяжение противоположных зарядов. Таким образом, C должен быть больше для меньшего d .

Можно показать, что для конденсатора с параллельными пластинами есть только два фактора ( A, и d ), которые влияют на его емкость C . Емкость конденсатора с параллельными пластинами в форме уравнения равна

.

[латекс] C = \ epsilon_ {o} \ frac {A} {d} \\ [/ latex].

Емкость параллельного пластинчатого конденсатора

[латекс] C = \ epsilon_ {o} \ frac {A} {d} \\ [/ latex]

A — это площадь одной пластины в квадратных метрах, а d — это расстояние между пластинами в метрах.Константа ε 0 — диэлектрическая проницаемость свободного пространства; его числовое значение в единицах СИ составляет ε 0 = 8,85 × 10 −12 Ф / м. Единицы измерения Ф / м эквивалентны C 2 / Н · м 2 . Небольшое числовое значение ε 0 связано с большим размером фарада. Конденсатор с параллельными пластинами должен иметь большую площадь, чтобы его емкость приближалась к фарадам. (Обратите внимание, что приведенное выше уравнение действительно, когда параллельные пластины разделены воздухом или свободным пространством.Когда между пластинами помещается другой материал, уравнение изменяется, как обсуждается ниже.)

Пример 1. Емкость и заряд в параллельном пластинчатом конденсаторе

  1. Какова емкость конденсатора с параллельными пластинами, каждая из которых имеет площадь 1,00 м 2 , разделенных расстоянием 1,00 мм?
  2. Какой заряд сохраняется в этом конденсаторе, если к нему приложено напряжение 3,00 × 10 3 В?
Стратегия

Определение емкости C представляет собой прямое приложение уравнения [латекс] C = \ epsilon_ {o} \ frac {A} {d} \\ [/ latex].{-9} \ text {F} = 8.85 \ text {nF} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение части 1

Это небольшое значение емкости указывает на то, насколько сложно сделать устройство с большой емкостью. Помогают специальные методы, такие как использование тонких пленок очень большой площади, расположенных близко друг к другу.

Решение для Части 2

Заряд любого конденсатора определяется уравнением Q = CV . Ввод известных значений в это уравнение дает

[латекс] \ begin {array} {lll} Q & = & CV = \ left (8.{3} \ text {V} \ right) \\\ text {} & = & 26.6 \ mu \ text {C} \ end {array} \\ [/ latex]

Обсуждение части 2

Этот заряд лишь немного больше, чем у обычного статического электричества. Поскольку воздух разрывается при примерно 3,00 × 10 6 В / м, на этом конденсаторе не может быть накоплено больше заряда за счет увеличения напряжения.

Другой интересный биологический пример, связанный с электрическим потенциалом, обнаружен в плазматической мембране клетки. {6} \ text {V / m} \\ [/ latex]

Этого электрического поля достаточно, чтобы вызвать пробой в воздухе.

Диэлектрик

Предыдущий пример подчеркивает сложность сохранения большого количества заряда в конденсаторах. Если d сделать меньше, чтобы получить большую емкость, то максимальное напряжение должно быть уменьшено пропорционально, чтобы избежать пробоя (поскольку [латекс] E = \ frac {V} {d} \\ [/ latex]). Важным решением этой проблемы является размещение изоляционного материала, называемого диэлектриком , между пластинами конденсатора и обеспечение минимально возможного размера d .Мало того, что меньший d увеличивает емкость, многие изоляторы могут выдерживать более сильные электрические поля, чем воздух, перед тем, как сломаться.

Есть еще одно преимущество использования диэлектрика в конденсаторе. В зависимости от используемого материала емкость больше, чем та, которая определяется уравнением [латекс] C = \ kappa \ epsilon_ {0} \ frac {A} {d} \\ [/ latex] на коэффициент κ , называемый диэлектрическая проницаемость . Конденсатор с параллельными пластинами с диэлектриком между пластинами имеет емкость, определяемую выражением [латекс] C = \ kappa \ epsilon_ {0} \ frac {A} {d} \\ [/ latex] (конденсатор с параллельными пластинами с диэлектриком).

Значения диэлектрической проницаемости κ для различных материалов приведены в таблице 1. Обратите внимание, что κ для вакуума равно 1, поэтому приведенное выше уравнение справедливо и в этом случае. Если использовать диэлектрик, например, поместив тефлон между пластинами конденсатора в примере 1, то емкость будет больше в κ раз, что для тефлона составляет 2,1.

Эксперимент на вынос: создание конденсатора

Насколько большой конденсатор можно сделать из обертки от жевательной резинки? Пластины будут из алюминиевой фольги, а разделитель (диэлектрик) между ними — из бумаги.

Таблица 1. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая прочность для различных материалов при 20ºC
Материал Диэлектрическая проницаемость κ Электрическая прочность (В / м)
Вакуум 1,00000
Воздух 1.00059 3 × 10 6
Бакелит 4,9 24 × 10 6
Плавленый кварц 3.78 8 × 10 6
Неопреновый каучук 6,7 12 × 10 6
Нейлон 3,4 14 × 10 6
Бумага 3,7 16 × 10 6
Полистирол 2,56 24 × 10 6
Стекло Pyrex 5,6 14 × 10 6
Кремниевое масло 2.5 15 × 10 6
титанат стронция 233 8 × 10 6
Тефлон 2,1 60 × 10 6
Вода 80

Обратите внимание, что диэлектрическая проницаемость воздуха очень близка к 1, так что конденсаторы, заполненные воздухом, действуют так же, как конденсаторы с вакуумом между пластинами , за исключением , что воздух может стать проводящим, если напряженность электрического поля станет равной. слишком большой.(Напомним, что [латекс] E = \ frac {V} {d} \\ [/ latex] для конденсатора с параллельными пластинами.) В таблице 1 также показаны максимальные напряженности электрического поля в В / м, называемые диэлектрической прочностью , для нескольких материалов. Это поля, над которыми материал начинает разрушаться и проводить. Диэлектрическая прочность накладывает ограничение на напряжение, которое может быть приложено для данного расстояния между пластинами. 6 \ text {V / m} \ right) \ left ( 1.{-3} \ text {m} \ right) \\\ text {} & = & 3000 \ text {V} \ end {array} \\ [/ latex]

Однако предел для расстояния 1,00 мм, заполненного тефлоном, составляет 60 000 В, поскольку диэлектрическая прочность тефлона составляет 60 × 10 9 1047 6 9 10 48 В / м. Таким образом, тот же конденсатор, заполненный тефлоном, имеет большую емкость и может подвергаться гораздо большему напряжению. Используя емкость, которую мы рассчитали в приведенном выше примере для конденсатора с параллельными пластинами, заполненного воздухом, мы обнаружили, что конденсатор с тефлоновым заполнением может хранить максимальный заряд

[латекс] \ begin {array} {lll} Q & = & CV \\\ text {} & = & \ kappa {C} _ {\ text {air}} V \\\ text {} & = & (2.4 \ text {V}) \\\ text {} & = & 1.1 \ text {mC} \ end {array} \\ [/ latex]

Это в 42 раза больше заряда того же конденсатора, заполненного воздухом.

Диэлектрическая прочность

Максимальная напряженность электрического поля, при превышении которой изоляционный материал начинает разрушаться и становится проводником, называется его диэлектрической прочностью.

Микроскопически, как диэлектрик увеличивает емкость? За это отвечает поляризация изолятора. Чем легче он поляризуется, тем больше его диэлектрическая проницаемость κ .Вода, например, представляет собой полярную молекулу , потому что один конец молекулы имеет небольшой положительный заряд, а другой конец имеет небольшой отрицательный заряд. Полярность воды обуславливает ее относительно большую диэлектрическую проницаемость, равную 80. Эффект поляризации лучше всего объясняется характеристиками кулоновской силы. На рис. 5 схематично показано разделение зарядов в молекулах диэлектрического материала, помещенных между заряженными пластинами конденсатора. Кулоновская сила между ближайшими концами молекул и зарядом на пластинах притягивает и очень сильна, поскольку они расположены очень близко друг к другу.Это притягивает к пластинам больше заряда, чем если бы пространство было пустым, а противоположные заряды находились на расстоянии d .

Рис. 5. (a) Молекулы изоляционного материала между пластинами конденсатора поляризованы заряженными пластинами. Это создает слой противоположного заряда на поверхности диэлектрика, который притягивает больше заряда к пластине, увеличивая ее емкость. (б) Диэлектрик снижает напряженность электрического поля внутри конденсатора, что приводит к уменьшению напряжения между пластинами при одинаковом заряде.Конденсатор сохраняет тот же заряд при меньшем напряжении, что означает, что он имеет большую емкость из-за диэлектрика.

Другой способ понять, как диэлектрик увеличивает емкость, — это рассмотреть его влияние на электрическое поле внутри конденсатора. На рисунке 5 (b) показаны силовые линии электрического поля с установленным диэлектриком. Поскольку силовые линии заканчиваются зарядами в диэлектрике, их меньше, идущих от одной стороны конденсатора к другой. Таким образом, напряженность электрического поля меньше, чем если бы между пластинами был вакуум, даже если бы на пластинах был одинаковый заряд.Напряжение между пластинами составляет В, = Ед, , поэтому оно тоже снижается за счет диэлектрика. Таким образом есть меньшее напряжение В, для того же заряда Q ; поскольку [латекс] C = \ frac {Q} {V} \\ [/ latex], емкость C больше.

Диэлектрическая проницаемость обычно определяется как [латекс] \ kappa = \ frac {E_0} {E} \\ [/ latex], или отношение электрического поля в вакууме к электрическому полю в диэлектрическом материале, и в конечном итоге связанные с поляризуемостью материала.

Большое и малое: субмикроскопическое происхождение поляризации

Поляризация — это разделение зарядов в атоме или молекуле. Как уже отмечалось, планетарная модель атома описывает его как имеющее положительное ядро, вращающееся вокруг отрицательных электронов, аналогично планетам, вращающимся вокруг Солнца. Хотя эта модель не совсем точна, она очень полезна для объяснения широкого круга явлений и будет уточнена в других местах, например, в атомной физике. Субмикроскопическое происхождение поляризации можно смоделировать, как показано на рисунке 6.

Рис. 6. Художественное представление о поляризованном атоме. Орбиты электронов вокруг ядра слегка смещены внешними зарядами (показаны в преувеличении). Получающееся разделение зарядов внутри атома означает, что он поляризован. Обратите внимание, что непохожий заряд теперь ближе к внешним зарядам, вызывая поляризацию.

В атомной физике мы обнаружим, что орбиты электронов более правильно рассматривать как электронные облака с плотностью облака, связанной с вероятностью обнаружения электрона в этом месте (в отличие от определенных местоположений и путей движения планет на их орбитах). вокруг Солнца).Это облако сдвигается кулоновской силой, так что атом в среднем имеет разделенный заряд. Хотя атом остается нейтральным, теперь он может быть источником кулоновской силы, поскольку заряд, поднесенный к атому, будет ближе к одному типу заряда, чем к другому.

Некоторым молекулам, например молекулам воды, присуще разделение зарядов, поэтому они называются полярными молекулами. На рисунке 7 показано разделение зарядов в молекуле воды, которая имеет два атома водорода и один атом кислорода (H 2 O).Молекула воды несимметрична — атомы водорода отталкиваются в одну сторону, придавая молекуле форму бумеранга. Электроны в молекуле воды более сконцентрированы вокруг более заряженного ядра кислорода, чем вокруг ядер водорода. Это делает кислородный конец молекулы слегка отрицательным, а водородный конец слегка положительным. Внутреннее разделение зарядов в полярных молекулах облегчает их выравнивание с внешними полями и зарядами. Следовательно, полярные молекулы обладают более сильными поляризационными эффектами и имеют более высокие диэлектрические проницаемости.Те, кто изучает химию, обнаружат, что полярная природа воды имеет множество эффектов. Например, молекулы воды собирают ионы гораздо эффективнее, потому что у них есть электрическое поле и разделение зарядов для притяжения зарядов обоих знаков. Кроме того, как было показано в предыдущей главе, полярная вода обеспечивает защиту или экранирование электрических полей в сильно заряженных молекулах, представляющих интерес в биологических системах.

Рис. 7. Художественная концепция молекулы воды. Существует внутреннее разделение зарядов, поэтому вода — полярная молекула.Электроны в молекуле притягиваются к ядру кислорода и оставляют избыток положительного заряда около двух ядер водорода. (Обратите внимание, что схема справа является приблизительной иллюстрацией распределения электронов в молекуле воды. На ней не показано фактическое количество протонов и электронов, участвующих в структуре.)

Исследования PhET: лаборатория конденсаторов

Узнайте, как работает конденсатор! Измените размер пластин и добавьте диэлектрик, чтобы увидеть влияние на емкость.Измените напряжение и посмотрите, как на пластинах накапливаются заряды. Наблюдайте за электрическим полем в конденсаторе. Измерьте напряжение и электрическое поле.

Щелкните, чтобы загрузить симуляцию. Запускать на Java.

Сводка раздела

  • Конденсатор — это устройство, используемое для хранения заряда.
  • Количество заряда Q , которое может хранить конденсатор, зависит от двух основных факторов — приложенного напряжения и физических характеристик конденсатора, таких как его размер.
  • Емкость C — это количество накопленного заряда на вольт, или [латекс] C = \ frac {Q} {V} \\ [/ latex].
  • Емкость конденсатора с параллельными пластинами составляет [латекс] C = {\ epsilon} _ {0} \ frac {A} {d} \\ [/ latex], когда пластины разделены воздухом или свободным пространством. [latex] {\ epsilon} _ {\ text {0}} [/ latex] называется диэлектрической проницаемостью свободного пространства.
  • Конденсатор с параллельными пластинами с диэлектриком между пластинами имеет емкость, определяемую выражением [латекс] C = \ kappa \ epsilon_ {0} \ frac {A} {d} \\ [/ latex], где κ — диэлектрик. константа материала.
  • Максимальная напряженность электрического поля, при превышении которой изолирующий материал начинает разрушаться и становится проводником, называется электрической прочностью.

Концептуальные вопросы

  1. Зависит ли емкость устройства от приложенного напряжения? А как насчет хранящегося в нем заряда?
  2. Используйте характеристики кулоновской силы, чтобы объяснить, почему емкость должна быть пропорциональна площади пластины конденсатора. Аналогичным образом объясните, почему емкость должна быть обратно пропорциональна расстоянию между пластинами.
  3. Объясните причину, по которой диэлектрический материал увеличивает емкость по сравнению с тем, что было бы с воздухом между пластинами конденсатора.Какова независимая причина того, что диэлектрический материал также позволяет приложить большее напряжение к конденсатору? (Таким образом, диэлектрик увеличивает C и допускает более V .)
  4. Как полярный характер молекул воды помогает объяснить относительно высокую диэлектрическую проницаемость воды? (См. Рисунок 7.)
  5. Искры возникают между пластинами заполненного воздухом конденсатора при более низком напряжении, когда воздух влажный, чем когда сухой. Объясните почему, учитывая полярный характер молекул воды.
  6. Вода имеет большую диэлектрическую проницаемость, но редко используется в конденсаторах. Объяснить, почему.
  7. Мембраны в живых клетках, включая клетки человека, характеризуются разделением заряда через мембрану. Таким образом, мембраны представляют собой заряженные конденсаторы, важные функции которых связаны с разностью потенциалов на мембране. Требуется ли энергия для разделения этих зарядов в живых мембранах, и если да, то является ли ее источником метаболизм пищевой энергии или каким-либо другим источником?

Рисунок 8.Полупроницаемая мембрана клетки имеет разную концентрацию ионов внутри и снаружи. Диффузия перемещает ионы K + (калий) и Cl (хлорид) в показанных направлениях, пока кулоновская сила не остановит дальнейший перенос. Это приводит к слою положительного заряда снаружи, слою отрицательного заряда внутри и, следовательно, к напряжению на клеточной мембране. Мембрана обычно непроницаема для Na + (ионы натрия).

Задачи и упражнения

  1. Какой заряд сохраняется в конденсаторе 180 мкФ, когда к нему приложено 120 В?
  2. Найдите накопленный заряд, когда 5.50 В подается на конденсатор емкостью 8,00 пФ.
  3. Какой заряд хранится в конденсаторе в Примере 1?
  4. Рассчитайте напряжение, приложенное к конденсатору 2,00 мкФ, когда он имеет заряд 3,10 мкКл.
  5. Какое напряжение необходимо подать на конденсатор емкостью 8,00 нФ, чтобы накопить заряд 0,160 мкКл?
  6. Какая емкость необходима для хранения 3,00 мкКл заряда при напряжении 120 В?
  7. Какая емкость терминала большого генератора Ван де Граафа, учитывая, что он хранит 8?00 мкКл заряда при напряжении 12,0 МВ?
  8. Найдите емкость конденсатора с параллельными пластинами, площадь пластин которого составляет 5,00 м. 2 , разделенных на 0,100 мм тефлона.
  9. (a) Какова емкость конденсатора с параллельными пластинами, площадь пластин которого составляет 1,50 м 2 , разделенных 0,0200 мм неопренового каучука? (b) Какой заряд он держит, когда к нему приложено 9,00 В?
  10. Интегрированные концепции. Шутник подает 450 В на 80.Конденсатор 0 мкФ, а затем бросает его ничего не подозревающей жертве. Палец пострадавшего обожжен разрядом конденсатора через 0,200 г мяса. Какое повышение температуры мяса? Разумно ли предполагать отсутствие изменения фазы?
  11. Необоснованные результаты. (a) Определенный конденсатор с параллельными пластинами имеет пластины площадью 4,00 м 2 , разделенные нейлоновым слоем толщиной 0,0100 мм, и накапливает 0,170 Кл заряда. Какое приложенное напряжение? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения являются ответственными или противоречивыми?

Глоссарий

конденсатор: устройство, накапливающее электрический заряд

емкость: количество хранимого заряда на единицу вольт

диэлектрик: изоляционный материал

диэлектрическая прочность: максимальное электрическое поле, выше которого изоляционный материал начинает разрушаться и проводить

конденсатор с параллельными пластинами: две идентичные проводящие пластины, разделенные расстоянием

полярная молекула: молекула с внутренним разделением заряда

Избранные решения проблем и упражнения

1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*