Как отличить пусковой конденсатор от рабочего?
Смотрите также обзоры и статьи:
В целом конденсаторы необходимы для того, чтобы, например, к электросети однофазной подключить двух- и трёхфазный асинхронный двигатель.
Научиться отличать пусковой конденсатор от рабочего, зная некоторые их особенности и характеристики, не так уж и сложно. Давайте попробуем в этом разобраться.
Чем именно отличаются конденсаторы?Рабочий и пусковой конденсаторы отличаются как емкостью, так условиями применения, способом установки и закрепления. А кроме того – самим предназначением.
Так, собственно первый необходим для того, чтобы качественно сдвигать фазу в цепи. Таким образом он способствует тому, что между обмотками двигателя вырабатывается магнитное поле, которое и приводит мотор к движению. Для этого не приходится прикладывать механику. Примером этому может служить любой электродвигатель в инструментах или установках.
А вот пусковой предназначен для того, чтобы усилить старт двигателя, на который воздействуют механически. Он как бы добавляет мотору оборотов, чтобы тот начал крутиться на нужной скорости с нужным режимом. Такие конденсаторы активно применяются в схемах тяжелых подъемочных механизмов, в наносах и т.п.
По емкости также можно легко отличать рабочий конденсатор от пускового, ведь данная величина обычно раза в два минимум больше у второго. Это объясняется тем, что емкость напрямую зависит от мощности электромотора и обратно пропорциональна величине напряжения в электросети.
Отличия по способу присоединенияПервый подключается обычно во вспомогательную обмотку двигателя, а именно в ее разрыв. При этом вторая обмотка напрямую подключается к сети, а третья – остается свободной. Так получается схема под названием звезда или треугольник.
А пусковой конденсатор присоединяется после рабочего параллельно ему. Для подключения понадобится кнопка (если управление будет вручную) или переключатель (если управлять будет привод).
По условиям эксплуатацииРабочий конденсатор не зря получил такое свое название – ему приходится постоянно быть задействованным в схеме и держать высокие нагрузки напряжения, ведь он работает в самой обмотке электродвигателя. Из-за этого на концах обмотки рабочего может образоваться в определенные моменты напряжение в 500 и даже 600 вольт, а это в два-три раза выше входящего значения. Словом, рабочие более выносливые, чем пусковые.
Пусковые же не берут на себя нагрузку, превышающую входящие 220 вольт, задействуются только время от времени и ненадолго. Поэтому напряжение максимально допустимое не превышает 1,15 раз. Пусковые могут оставаться работоспособными обычно намного дольше рабочих.
Словом, первый конденсатор – настоящая рабочая «лошадка», благодаря которой происходит сдвиг фаз и собственно трехфазные моторы могут работать от однофазной электросети. А второй – носит скорее вспомогательный характер и имеет кратковременный период занятости. Крайне важно не перепутать эти два элемента, ведь пусковой не сможет выдержать нагрузку рабочего, что может привести к печальным последствиям.
Опубликовано: 2020-11-13 Обновлено: 2021-08-30
Автор: Магазин Electronoff
ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ
Поделиться в соцсетях
отличия от рабочего и подключение электродвигателей
Асинхронный трехфазный двигатель можно подключить без особого ущерба к обычной однофазной электрической сети через конденсаторы. С их помощью обеспечивается запуск и достижение нужных режимов функционирования при такой системе питания. Различают рабочий и пусковой конденсаторы.
Отличия между ними
Они заключаются в их предназначении, ёмкости, способе присоединения, а также в условиях работы. Первое различие заключается в том, что рабочий (первый) конденсатор служит для сдвига фаз. В результате между обмотками появляется вращающееся магнитное поле, необходимое для приведения в движение мотора, находящегося без механической нагрузки. Такой электродвигатель стоит, например, в точильном станке.
Пусковой (второй) обеспечивает повышение стартового момента мотора, находящегося под механической нагрузкой, благодаря чему он более легко выходит на нужный режим. Ресурсов одного рабочего может не хватить, из-за чего ротор двигателя просто не начнёт вращаться. Применение оправдано вместе со станками, подъёмными механизмами, насосами и подобными тяжёлыми приспособлениями. А также можно использовать с более мощным трехфазным мотором, если рабочего не хватает для его надёжного запуска.
Ёмкость обоих конденсаторов также будет отличаться. Она прямо пропорциональна мощности электродвигателя и обратно — напряжению сети. В зависимости от схемы соединения обмоток вводится поправочный коэффициент. Ёмкость пускового может быть в два раза больше, чем у рабочего.
Способы присоединения
Первый конденсатор в самом распространённом случае подключается в разрыв одной из обмоток асинхронного электродвигателя, которая также часто называется «вспомогательной». Другая присоединяется напрямую к электрической сети, а третья остаётся незадействованной. Тип этой схемы носит название «звезда». Есть также подключение в «треугольник». Оно различается и по способу соединения, и по сложности.
Второй ёмкостный элемент, в отличие от рабочего, присоединяется параллельно последнему через кнопку или центробежный выключатель. В первом случае управление осуществляется человеком, а во втором — самим приводом. Оба этих коммутатора кратковременно замыкают эту цепь на момент запуска электрического мотора, а после того, как он выйдет на рабочий режим — размыкают.
Условия работы
Они различаются для каждого из конденсаторов. Поскольку первый из них постоянно присоединён к обмотке мотора, эта цепь образует собой элементарный колебательный контур. Из-за этого в определённые моменты на её выводах образуется напряжение, превышающее входящее в два с половиной — три раза. Это обстоятельство стоит учитывать при подборе, необходимо ориентироваться на детали, рассчитанные на 500—600 вольт.
Пусковые конденсаторы для электродвигателей — 220 В работают в других, менее жёстких условиях, в отличие от рабочих. Прикладываемое к этому ёмкостному элементу напряжение превышает основное примерно в 1,15 раза. Он присоединяется к цепям время от времени, что также положительно сказывается на условиях его работы, и значительно продлевает срок службы.
Наиболее часто применяются отечественные бумажные или маслонаполненные конденсаторы марок МБГО или МБГЧ. Их преимущество — это стойкость к высоким напряжениям переменного тока. Но есть и недостаток — большой размер. В качестве альтернативного решения допускается использование оксидных конденсаторов. Они подключаются не напрямую, а через диоды, по определённым схемам.
Обычные электролитические конденсаторы, применяемые в различных приборах, и рассчитанные на немалые рабочие напряжения, подойдут для асинхронных двигателей только в роли пусковых. Связано это с тем, что через них проходит большая реактивная мощность ввиду малого сопротивления обмоток. Подключение ёмкостных элементов с нарушениями или отклонениями от схемы приведёт к повреждению или закипанию электролита, способному причинить вред мотору и персоналу.
Таким образом, можно вывести из этого несколько советов, как отличить пусковой конденсатор от рабочего:
- Первый из них играет вспомогательную роль. Он подключается параллельно рабочему на время запуска мотора — в течение нескольких секунд, чтобы облегчить старт.
- Второй из них присоединён постоянно, обеспечивая необходимый сдвиг фаз, в результате которого трехфазный двигатель может работать от однофазной сети.
Если перепутать конденсаторы, то возникнут серьёзные проблемы. Ёмкость рабочего также не должна быть слишком большой, иначе мотор будет греться, а рост мощности и крутящего момента от этого повысится незначительно.
Чем пусковой конденсатор отличается от рабочего | Энергофиксик
Конденсаторы относятся к пассивным электронным компонентам и служат для накопления и быстрой отдачи накопленного заряда.
Они бывают полярными, когда при подключении следует строго соблюдать полярность и если такой конденсатор включить в сеть с переменным напряжением, то полярный конденсатор быстро разогреется и взорвется. И не полярными, которые можно подключать в цепь, как с переменным напряжением, так и с постоянным.
Так же конденсаторы активно используются для запуска асинхронных двигателей в однофазной сети и там они бывают пусковые и рабочие. А в чем различие между ними давайте разберемся.
Пусковой конденсатор
Итак, начнем с пускового конденсатора и как видно уже из самого названия, такой конденсатор используется лишь в момент запуска электродвигателя. После того, как запущенный двигатель вышел на заданную мощность и частоту, пусковой конденсатор отключают от работы.
Пусковые конденсаторы используются в определенных типах двигателей и в том случае, когда необходимо запустить двигатель, на валу которого присутствует какая-либо нагрузка, мешающая свободному вращению вала.
Как видно из схемы выше, для того, чтобы двигатель запустился, нам нужно нажать на кнопку Кн1, которая подключает конденсатор С1 на время, которое нужно двигателю, чтобы выйти на рабочие параметры.
После этого конденсатор отключается и двигатель продолжает вращаться за счет сдвига фаз в рабочих обмотках. Важно учесть, что рабочее напряжение конденсатора С1 должно быть больше напряжения сети в 1,15 раза.
То есть, например, для домашней однофазной сети нормальное напряжение равно 230 Вольт, что значит у конденсатора рабочее напряжение должно быть не менее 250 Вольт.
Рабочий конденсатор
Теперь давайте перейдем к рассмотрению рабочего конденсатора. Итак, рабочий конденсатор включен в цепь на постоянной основе, и он предназначен для сдвига фаз обмоток электродвигателя.
Для того, чтобы двигатель работал стабильно, параметры конденсатора должны быть подобранны очень тщательно.
Во время работы на рабочем конденсаторе возникает повышенное напряжение, которое превышает рабочее. Поэтому для обеспечения надежной и безаварийной работы нужно использовать конденсатор с рабочим напряжением больше в 2,5-3 раза. То есть 500-600 вольт. Тем самым будет гарантирован необходимый запас по напряжению во время работы.
Так же для рабочего конденсатора крайне важно правильно выбрать емкость и в зависимости от типа соединения обмоток (треугольник или звезда) производится расчет.
Итак, например, у вас есть двигатель с соединенными обмотками в звезду. Формула расчета будет такова:
Если двигатель мощностью 1 кВт с током потребления в 5 Ампер при напряжении 220 Вольт, то конденсатор потребуется емкостью:
4800*5/220 = 109 мФ;
А это значит, что ближайший подходящий конденсатор будет иметь емкость 110 мФ.
При соединении треугольником формула имеет следующий вид:
А это значит, что при тех же параметрах сети и двигателя при таком соединении обмоток потребуется конденсатор емкостью 65 мФ.
Сравниваем пусковой и рабочий конденсаторы
Теперь давайте произведем сравнение пускового и рабочего конденсаторов и запишем это все в форме таблицы.
Это все, что я хотел вам рассказать о том, чем отличается пусковой конденсатор от рабочего.
Если статья оказалась вам полезна или интересна, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили свое драгоценное внимание!
Конденсатор рабочий 10 мкф | AIRMASH
Правила возврата товара, приобретённого через интернет-магазин
Внешний вид, комплектность товара и комплектность всего заказа, должны быть проверены покупателем при получении товара.
После получения заказа, претензии в связи с наличием внешних дефектов товара, его количеству, комплектности и товарному виду не принимаются.
Возврат товара надлежащего качества
Условия возврата:
♦ Отказ от товара в любое время до его передачи, после передачи в течение 7(семи) календарных дней с момента получения в соответствии со статьей 26.1. Закона РФ «О защите прав потребителей».
♦ Полная комплектация товара.
♦ Товар не был в употреблении.
♦ Сохранен товарный вид (не нарушены пломбы, фабричные ярлыки, этикетки, есть заводская упаковка, если она составляет часть товарного вида изделия).
♦ Сохранены потребительские свойства.
♦ Товар не должен входить в перечень товаров, не подлежащих возврату после покупки, утвержденный Постановлением Правительства от 19.01.1998 № 55
Транспортные расходы на возврат товара надлежащего качества оплачивает покупатель.
Возврат товара по причине брака/несоответствия
Условия возврата:
♦ Возврат товара по причине производственного дефекта возможен в течение гарантийного срока.
♦ В случае возврата товара по причине несоответствия, обязательным является наличие упаковки товара.
Транспортные расходы на возврат товара не надлежащего качества оплачивает поставщик.
По желанию покупателя возможен обмен на точно такой же товар или аналог, товар другой категории и по другой стоимости.
При разнице в цене покупатель осуществляет доплату или получает частичный возврат денежных средств на сумму, которая равна этой разнице.
Условия обмена:
♦ если соблюдены пункты по условиям возврата товара надлежащего качества.
♦ если при проверке качества был выявлен заводской брак и срок гарантии еще не истек.
Правила возврата денежных средств
Уважаемые Клиенты, информируем Вас о том, что при запросе возврата денежных средств, возврат производится исключительно на ту же банковскую карту, с которой была произведена оплата.
При отказе от товара, возврате товаре надлежащего качества:
♦ На основании заявления покупателя мы осуществляем возврат в срок не позднее 10 календарных дней со дня предъявления требования.
♦ Денежные средства поступят на ваш счет в срок, установленный вашим банком.
При возникновении гарантийного случая
♦ Возврат денежных средств возможен при условии: если выявлен заводской дефект и срок гарантии не истек.
♦ Вместо возврата денежных средств вы можете выбрать гарантийный ремонт или обмен товара.
Если у Вас возникла необходимость обменять или вернуть товар, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону 8-800-7777-236 или заполните форму обратной связи с кратким описанием сложившейся ситуации.
Конденсаторы рабочие для электродвигателей : Tetracorp
Выбор конденсатора влияет на показатели двигателя
Поскольку асинхронные однофазные двигатели переменного тока получили необычайно широкое распространение, вопрос обеспечения их работоспособности приобретает очень важное значение. И не последнюю роль в нормальной работе и получении максимальных характеристик играют рабочие конденсаторы для электродвигателей.
Рабочий конденсатор обеспечивает нужное смещение фазы между обмотками электродвигателя. Обычно значение емкости и другие параметры рабочего конденсатора указаны в технических характеристиках двигателя. Отклонение значения емкости приводит к ухудшению таких показателей: тягового усилия,
— рабочего крутящего момента,
— стабильности рабочих оборотов,
— потребления тока, нагрева обмоток.
В общем случае принято, что при замене рабочего конденсатора значение его емкости не должно отличаться от установленной более чем на 10%, а рабочее напряжение – равно или больше, чем у родного конденсатора.
Например, если вышел из строя конденсатор 220 V*20мф, то в качестве замены вполне подойдет конденсатор 400в или конденсатор 450 v, который имеет емкость от 18 мф до 22 мф.
Следует отметить, что при длительной эксплуатации, насчитывающей десятилетия, емкость конденсатора может меняться в ту или другую сторону. Влияние времени также отражается на снижении пробивного напряжения и увеличении токов утечки. Одной из основных причин этих негативных явлений является нагрев конденсатора в процессе работы, старение диэлектрика, постепенная деформация пластикового корпуса.
Нашим конденсаторам нужно доверять
Сегодня рабочие конденсаторы для электродвигателей купить достаточно легко. Рынок этих изделий насыщен огромным количеством предложений от самых разных производителей. Но, если задекларированные электрические параметры на изделия популярных брендов не вызывают никакого сомнения, то характеристики конденсаторов неясного происхождения могут, мягко говоря, сильно отличаться от заявленных. Некачественные рабочие конденсаторы могут привести к короткому замыканию и сгоранию обмоток электродвигателя, влечет за собой убытки в несколько раз большие цен на сами конденсаторы.
Наша компания предлагает конденсаторы переменного тока, надежность работы которых апробирована на протяжении многих лет нашими клиентами. Мы предлагаем конденсаторы пусковые и рабочие, выполненные в герметичных корпусах из термостойкого пластика, не подверженного деформации и другим изменениям при нормальных рабочих условиях.
Наши менеджеры с удовольствием помогут выбрать подходящий конденсатор для кондиционера, стиральной машины, пылесоса и другой повседневной домашней техники. Даже старый холодильник, конденсатор которого давно вышел из строя, можно оживить при помощи нашей продукции.
Не ищите объявления: «Продам конденсаторы!» Обращайтесь со своей бедой в нашу компанию!
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
| |||||
Рабочий конденсатор MKB MKP 15mf (117-7134)
Описание товара
Рабочий конденсатор MKB MKP 15mf применяется в работе электродвигателей переменного тока
Для решения промышленных задач и бытовых целей наибольшее распространение получили асинхронные электродвигатели переменного тока. Это объясняется их небольшой ценой, неплохими тяговыми характеристиками и легкостью подключения к цепи электропитания. Для нормальной работы к асинхронным электродвигателям требуется дополнительно подключать конденсаторы пусковые и рабочие (например рабочий конденсатор MKB MKP 15mf).
Хорошо подобранные конденсаторы для двигателей обеспечат:
— экономичность,
— максимальный крутящий момент,
— оптимальную нагрузочную способность,
— величину нагрева обмоток в пределах допустимой нормы,
— максимальный срок службы электродвигателя.
Конденсаторы обеспечивают фазовое смещение тока обмоток, необходимое для создания вращательного момента ротора двигателя. На практике их разделяют на пусковые конденсаторы и рабочие.
Состоят конденсаторы для электродвигателей из двух электродов, выполненных в виде металлических пластин, разделенных между собой пластинчатым или пленочным диэлектриком, чаще всего — полипропиленом. Как правило, такой электрический конденсатор имеет емкость от единиц до сотен микрофарад и предельное напряжение, превышающее напряжение питающей сети в 1,2-1,5 раза ( от 110 до 450 V). Полипропиленовые конденсаторы широко используются как для промышленных, так и для бытовых электромоторов.
Пусковой конденсатор создает дополнительное смещение фазы между обмотками электродвигателя, что значительно увеличивает крутящий момент, облегчает запуск двигателя и уменьшает время выхода двигателя в рабочий режим. Поскольку такой конденсатор используется в относительно короткие промежутки времени, он выполняется в относительно небольшом корпусе, но обладает хорошим запасом по пробивному напряжению.
Рабочий конденсатор предназначен для эксплуатации в течение всего времени работы электродвигателя. По сравнению с пусковым, он имеет меньшую емкость, меньшее или такое же пробивное напряжение. Конструкция корпуса диктуется конструктивными особенностями электродвигателя. В маломощных низко оборотистых двигателях можно обойтись без пускового конденсатора, поскольку пусковые токи и перегрузки обмоток у них невелики.
Причины выхода рабочего конденсатора MKB MKP 15mf из строя и подбор равноценной замены
Отказ оборудования всегда влечет за собой множество проблем. И вдвойне обидно, если эти проблемы возникают из-за неумелой эксплуатации или неправильного подбора его электрических компонентов. В случае выходя из строя пускового или рабочего конденсатора, мотор, к которому они подключены, полностью лишается работоспособности.
Причины отказа конденсатора могут быть самыми различными. Высокое напряжение или неправильный подбор частотных параметров может вызвать перегрев конденсатора. Большая температура неизбежно приведет к разрушению слоя диэлектрика и электрическому пробою. А это, в свою очередь, чревато сгоранию одной из обмоток двигателя. Пусковой конденсатор может перегреться по причине плохой работы пускового реле. Не менее важны условия эксплуатации: температура окружающего пространства, величина влажности, наличие вентиляции и т.д. Причиной отказа может стать и неправильный выбор значения мкф конденсатора.
При выходе конденсатора из строя его нужно заменить. Тем не менее, не всегда есть возможность найти такую же деталь, и приходится использовать аналоги. Сегодня можно без проблем купить конденсатор в Украине или приобрести импортный конденсатор с подходящими параметрами. В ответ на неопределенное пожелание: «Куплю конденсаторы», — менеджеры нашей компании всегда предложат подобрать и купить конденсатор, который максимально соответствует требуемым потребностям.
Чтоб замена была равноценной, следует руководствоваться такими правилами:
— Номинальное напряжение аналога должно равняться или быть больше, чем у заменяемого конденсатора
— Емкость пускового конденсатора должна соответствовать или превышать емкость заменяемого конденсатора не более чем на 20%
— Емкость аналога рабочего конденсатора подбирают с точностью до 10% отклонения от емкости вышедшей из строя детали.
Для получения требуемой емкости допускается включать два конденсатора параллельно.
Как работают конденсаторы | HowStuffWorks
В некотором смысле конденсатор немного похож на батарею. Хотя они работают совершенно по-разному, конденсаторы и аккумуляторы хранят электрическую энергию. Если вы читали «Как работают батареи», то знаете, что у батареи есть две клеммы. Внутри батареи химические реакции производят электроны на одном выводе, а другой вывод поглощает их, когда вы создаете цепь. Конденсатор намного проще, чем батарея, поскольку он не может производить новые электроны — он только хранит их.Конденсатор называется так потому, что он обладает «емкостью» для хранения энергии.
В этой статье мы точно узнаем, что такое конденсатор, для чего он нужен и как он используется в электронике. Мы также рассмотрим историю конденсатора и то, как несколько человек помогли сформировать его развитие.
Конденсаторы могут быть изготовлены для любых целей, от самого маленького пластикового конденсатора в вашем калькуляторе до сверхконденсатора, который может питать пригородную шину. Вот некоторые из различных типов конденсаторов и способы их использования.
- Воздух: часто используется в схемах настройки радио
- Майлар: чаще всего используется для схем таймера, таких как часы, сигнализация и счетчики
- Стекло: подходит для высоковольтных приложений
- Керамика: используется для высокочастотных целей, таких как антенны, X аппараты для лучевой терапии и МРТ
- Суперконденсатор: питает электрические и гибридные автомобили
Внутри конденсатора клеммы подключаются к двум металлическим пластинам, разделенным непроводящим веществом, или диэлектрику .Вы можете легко сделать конденсатор из двух кусков алюминиевой фольги и листа бумаги (и нескольких электрических зажимов). Это не будет особенно хороший конденсатор с точки зрения его емкости, но он будет работать.
Теоретически диэлектриком может быть любое непроводящее вещество. Однако для практического применения используются специальные материалы, которые лучше всего подходят для работы конденсатора. Слюда, керамика, целлюлоза, фарфор, майлар, тефлон и даже воздух — вот некоторые из используемых непроводящих материалов.Диэлектрик определяет, какой это конденсатор и для чего он лучше всего подходит. В зависимости от размера и типа диэлектрика, некоторые конденсаторы лучше подходят для высокочастотных применений, а некоторые — для высоковольтных применений.
Что такое конденсатор и как он работает?
В этом руководстве мы узнаем, что такое конденсатор, как он работает, и рассмотрим некоторые основные примеры применения. Вы можете посмотреть следующее видео или прочитать письменное руководство ниже.
РЕКОМЕНДУЕТСЯ Обзор
Практически нет схемы без конденсатора, и вместе с резисторами и индукторами они являются основными пассивными компонентами, которые мы используем в электронике.
Что такое конденсатор?
Конденсатор — это устройство, способное накапливать энергию в виде электрического заряда. По сравнению с батареей того же размера, конденсатор может хранить гораздо меньшее количество энергии, примерно в 10 000 раз меньше, но достаточно полезен для многих схем.
Конструкция конденсатора
Конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных изоляционным материалом, называемым диэлектриком. Пластины являются проводящими, и они обычно изготавливаются из алюминия, тантала или других металлов, в то время как диэлектрик может быть сделан из любого изоляционного материала, такого как бумага, стекло, керамика или что-либо, что препятствует прохождению тока.
Емкость конденсатора, измеряемая в фарадах, прямо пропорциональна площади поверхности двух пластин, а также диэлектрической проницаемости ε диэлектрика, в то время как чем меньше расстояние между пластинами, тем больше емкость. При этом давайте посмотрим, как работает конденсатор.
Как работает конденсатор
Во-первых, мы можем отметить, что металл обычно имеет равное количество положительно и отрицательно заряженных частиц, что означает, что он электрически нейтрален.
Если мы подключим источник питания или батарею к металлическим пластинам конденсатора, ток будет пытаться течь, или электроны от пластины, подключенной к положительному выводу батареи, начнут двигаться к пластине, подключенной к отрицательному выводу. батареи. Однако из-за диэлектрика между пластинами электроны не смогут проходить через конденсатор, поэтому они начнут накапливаться на пластине.
После того, как определенное количество электронных компонентов накопится на пластине, у батареи будет недостаточно энергии, чтобы подтолкнуть любую новую электронику к пластине из-за отталкивания той электроники, которая уже там.
На этом этапе конденсатор фактически полностью заряжен. Первая пластина выработала чистый отрицательный заряд, а вторая пластина выработала равный результирующий положительный заряд, создавая электрическое поле с силой притяжения между ними, которая удерживает заряд конденсатора.
Принцип работы диэлектрика конденсатора
Давайте посмотрим, как диэлектрик может увеличить емкость конденсатора. Диэлектрик содержит полярные молекулы, что означает, что они могут менять свою ориентацию в зависимости от зарядов на двух пластинах.Таким образом, молекулы выравниваются с электрическим полем таким образом, что позволяет большему количеству электронов притягиваться к отрицательной пластине, отталкивая больше электронов из положительной пластины.
Итак, после полной зарядки, если мы удалим аккумулятор, он будет удерживать электрический заряд в течение длительного времени, действуя как накопитель энергии.
Теперь, если мы укоротим два конца конденсатора через нагрузку, ток начнет течь через нагрузку. Накопленные электроны с первой пластины начнут двигаться ко второй пластине, пока обе пластины снова не станут электрически нейтральными.
Итак, это основной принцип работы конденсатора, а теперь давайте взглянем на некоторые примеры применения.
Приложения
Развязные (байпасные) конденсаторы
Конденсаторы развязки или конденсаторы байпаса являются типичным примером. Они часто используются вместе с интегральными схемами и размещаются между источником питания и землей ИС.
Их задача — фильтровать любой шум в источнике питания, например, пульсации напряжения, которые возникают, когда в источнике питания на очень короткий период времени падает напряжение или когда часть цепи переключается, вызывая колебания в источнике питания.В момент падения напряжения конденсатор временно действует как источник питания, минуя основной источник питания.
Преобразователь переменного тока в постоянный
Другой типичный пример применения — конденсаторы, используемые в адаптерах постоянного тока. Для преобразования переменного напряжения в постоянное обычно используется диодный выпрямитель, но без помощи конденсаторов он не сможет справиться с этой задачей.
Выходной сигнал выпрямителя представляет собой форму волны. Таким образом, в то время как на выходе выпрямителя увеличивается заряд конденсатора, а на выходе выпрямителя уменьшается, конденсатор разряжается и, таким образом, сглаживает выход постоянного тока.
Связано: что такое триггер Шмитта и как он работает
Фильтрация сигналов
Фильтрация сигналов — еще один пример применения конденсаторов. Из-за своего особого времени отклика они могут блокировать низкочастотные сигналы, позволяя проходить более высоким частотам.
Используется в радиоприемниках для настройки нежелательных частот и в схемах кроссовера внутри громкоговорителей для разделения низких частот для вуфера и высоких частот для твитера.
Конденсаторы как накопители энергии
Еще одно довольно очевидное применение конденсаторов — для хранения и подачи энергии. Хотя они могут накапливать значительно меньше энергии по сравнению с батареями того же размера, их срок службы намного выше, и они способны передавать энергию намного быстрее, что делает их более подходящими для приложений, где требуется большой всплеск мощности.
Вот и все для этого урока, не стесняйтесь задавать любой вопрос в разделе комментариев ниже.
Работа конденсатора — определение, основные схемы конденсатора, преимущества
Определение
Конденсатор — это электронное устройство, которое используется для хранения электрической энергии. Они используются только для хранения электронов и не способны их производить.
Изобретение конденсатора
За изобретением конденсатора стоит много историй. Известно, что немецкий ученый Эвальд Георг фон Клейст изобрел конденсатор в ноябре 1745 года.Но у него не было никаких подробных записей или записей о своем изобретении. Таким образом, ему была приписана эволюция конденсатора. Несколько месяцев спустя голландский профессор Питер ван Мушенбрук обнаружил похожее устройство под названием Лейденская банка. Ученые подтвердили, что это первый конденсатор. Спустя годы оба ученых получили равное признание за изобретение конденсатора.
Годы спустя Бенджамин Франклин экспериментировал с лейденской банкой и смог сделать конденсатор меньшего размера, названный в его честь Площадь Франклина.Позже английский химик Майкл Фарадей начал эксперименты с лейденской банкой и изобрел первый коммерческий конденсатор. Этот конденсатор был сделан из больших бочек с маслом. Позже это было развито таким образом, что электроэнергия могла доставляться на очень большие расстояния. Щелкните здесь, чтобы узнать больше об истории изобретения конденсатора .
Лейденская банка
Лейденская банка в основном состоит из стеклянной банки, облицованной изнутри и снаружи металлической фольгой, обычно сделанной из свинца.Стеклянная банка была наполовину заполнена водой. Стеклянная банка использовалась в качестве диэлектрика. Сверху стеклянной банки вводится латунный стержень. Затем в сосуд подавали статический заряд от латунного стержня. Когда это доставлено, банка будет хранить два равных, но противоположных заряда в равновесии, которые переходят на землю, если дан заземляющий провод. Фигура лейденской банки приведена ниже.
- Лейденская банка
Работа конденсатора
Конденсатор состоит из двух металлических пластин, разделенных непроводящим веществом или диэлектриком.Взгляните на приведенный ниже рисунок, чтобы узнать о диэлектрике в конденсаторе.
- рабочий конденсатор
Хотя любое непроводящее вещество может использоваться в качестве диэлектрика, практически некоторые специальные материалы, такие как фарфор, майлар, тефлон, слюда, целлюлоза и так далее. Конденсатор определяется типом выбранного диэлектрика. Он также определяет применение конденсатора.
В зависимости от размера и типа используемого диэлектрика конденсатор может использоваться как для высокого, так и для низкого напряжения.
Для применения в схемах радионастройки в качестве диэлектрика обычно используется воздух. для применения в схемах таймера майлар используется в качестве диэлектрика. Для высоковольтных приложений обычно используется стекло. Для применения в рентгеновских аппаратах и аппаратах МРТ в основном предпочтительна керамика.
Металлические пластины разделены расстоянием «d», и между пластинами помещен диэлектрический материал.
Диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала = e0e ……………… e0 — диэлектрик воздуха.
Диэлектрический материал является основным веществом, которое помогает хранить электрическую энергию.
Определение емкости
Есть два основных понятия для определения емкости. Электрическая концепция представлена ниже.
Емкость называется накопительным потенциалом конденсатора. Другими словами, для существующей разности потенциалов или напряжения «V» на пластинах емкость называется величиной заряда «Q», накопленного между пластинами.
Емкость, C = Q / V
Физическая концепция емкости заключается в том, что емкость определяется физическими характеристиками двух пластин, так что емкость равна отношению между квадратной площадью пластины и расстоянием между пластинами, умноженное на за счет диэлектрика материала между пластинами
Емкость, C = e0e A / d
Работа конденсатора — Видео
Фарад
Емкость конденсатора измеряется в единицах, называемых фарадами.
Говорят, что конденсатор имеет емкость 1 Фарад, когда конденсатор может удерживать 1 ампер-секунду электронов при 1 вольте при скорости потока электронов 1 кулон электронов в секунду. Поскольку 1 Фарад — большое значение, конденсаторы обычно указываются в микрофарадах.
Базовые схемы конденсаторов
1. Конденсатор, подключенный к батарее
Конденсатор, подключенный к батарее, показан ниже.
- Конденсатор подключен к батарее
Напряжение «V» появляется на конденсаторе, создавая емкость «C» и ток «I».Напряжение, создаваемое батареей, принимается пластиной, которая подключена к минусу батареи. Точно так же пластина на конденсаторе, которая прикрепляется к положительной клемме батареи, теряет электроны в батарее. Таким образом, конденсатор начинает заряжаться по уравнению
. dq = C * dV, где dQ — небольшое изменение заряда, а dV — небольшое изменение напряжения.
Таким образом, ток можно выразить как
I = C * dV / dt.
Когда конденсатор полностью заряжен, он будет иметь такое же напряжение, как и батарея.
2. Последовательно включенный конденсатор
Конденсаторы C1 и C2, соединенные последовательно, показаны на рисунке ниже.
- конденсатор последовательной цепи
Когда конденсаторы подключены последовательно, общее напряжение «V» от батареи делится на V1 и V2 на конденсаторах C1 и C2. Общий заряд «Q» будет зарядом общей емкости.
Напряжение V = V1 + V2
Как и в любой последовательной цепи, ток I одинаков на всем
.Следовательно, общая емкость цепи Ctotal = Q / V = Q / (V1 + V2)
Это можно дополнительно рассчитать как 1 / Ctotal = 1 / C1 + 1 / C2
Таким образом, для схемы с числом последовательно соединенных «n» конденсаторов
1 / Cобщ. = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3 + …… + 1 / Cn
3.Конденсатор, включенный параллельно
Как показано на рисунке, два конденсатора C1 и C2 включены параллельно. Напряжение на обоих конденсаторах будет одинаковым, «В». Заряд конденсатора C1 равен Q1, а заряд конденсатора C2 равен Q2. Таким образом, мы можем записать уравнения как
C1 = Q1 / V и C2 = Q2 / V.
Общая емкость, Ctotal = (Q1 + Q2) / V = Q1 / V + Q2 / V = C1 + C2
Если имеется «n» конденсаторов, включенных параллельно, то общая емкость может быть записана как
.Cобщ. = C1 + C2 + C3 +… + Cn
- конденсатор параллельной цепи
Преимущества
- Поскольку конденсатор может разрядиться за доли секунды, это имеет очень большое преимущество.Конденсаторы используются в приборах, требующих высокой скорости, например, во вспышках фотоаппаратов и в лазерных технологиях.
- Конденсаторы используются для удаления пульсаций путем удаления пиков и заполнения впадин. Конденсатор
- А пропускает переменное напряжение и блокирует постоянное напряжение. Это использовалось во многих электронных приложениях.
Как работает конденсатор?
Вы часто задаетесь вопросом, «как работает конденсатор»?
По крайней мере, я спрашивал себя об этом много раз, когда был моложе.
Мне никогда не нравилось «объяснение физики».
В нем говорится что-то вроде «конденсатор работает, накапливая энергию электростатически в электрическом поле» .
Не знаю, как вы, но это предложение не сделало меня мудрее, когда я только начинал заниматься электроникой.
Мне нравится отвечать на вопрос «как работает конденсатор?» говоря, что конденсатор работает как крошечная перезаряжаемая батарея с очень-очень низкой емкостью.
Время, необходимое для разряда конденсатора, обычно составляет доли секунды. Настало время подзарядить его.
БЕСПЛАТНО Бонус: Загрузите основные электронные компоненты [PDF] — мини-книгу с примерами, которая научит вас, как работают основные компоненты электроники.
Что такое конденсатор?
Значит, конденсатор может накапливать заряд. И он может освободить заряд при необходимости. Но как это сделать? Как конденсатор работает на более глубоком уровне?
Конденсатор состоит из двух металлических пластин.С диэлектрическим материалом между пластинами.
Когда вы прикладываете напряжение к двум пластинам, создается электрическое поле. Положительный заряд будет накапливаться на одной пластине, а отрицательный — на другой.
И это то, что имеют в виду физики, когда говорят, что «конденсатор работает, накапливая энергию электростатически в электрическом поле».
Существует много разных типов конденсаторов.
Что делает конденсатор?
Для фильтрации обычно используется конденсаторА.Но что такое фильтрация?
Аналог батареи
Рассмотрим пример с аккумулятором.
Многие будильники получают питание от розетки на стене в доме. Иногда отключается электричество. У большинства будильников есть резервная батарея, которая берет на себя и питает будильник до тех пор, пока питание не вернется, чтобы время не сбрасывалось.
Ну, в электронных схемах точно так же можно использовать конденсаторы.
Конденсаторы развязки
Например, если у вас есть схема с микроконтроллером, на котором выполняется какая-то программа.Если напряжение на микроконтроллере падает всего на долю секунды, микроконтроллер перезапускается. А ты этого не хочешь.
Используя конденсатор, конденсатор может подавать питание на микроконтроллер за доли секунды, когда напряжение падает, так что микроконтроллер не перезапускается. Таким образом, он отфильтрует «шум» в линии электропередачи.
Этот тип фильтрации называется «развязкой». И конденсатор, используемый для этой цели, называется «развязывающим конденсатором».Его также называют «байпасным конденсатором».
Использование конденсаторов для фильтров
Вы также можете комбинировать конденсаторы и резисторы, чтобы сформировать фильтры, нацеленные на определенные частоты. Например, в аудиосистеме вы можете настроить высокие частоты, чтобы удалить их (например, в сабвуфере). Это называется фильтром нижних частот.
Возврат из «Как работают конденсаторы?» в «Электронные компоненты онлайн»
Как работают конденсаторы? — Объясни, что это за штука
Криса Вудфорда.Последнее изменение: 10 июля 2020 г.
Смотрите в небо большую часть времени, и вы увидите огромные конденсаторы парит над твоей головой. Конденсаторы (иногда называемые конденсаторами) устройства хранения энергии, которые широко используются в телевизорах, радиоприемники и другое электронное оборудование. Настройте радио на станции, сделайте снимок со вспышкой с помощью цифрового камеру или щелкни каналов на вашем HDTV, и у вас все хорошо использование конденсаторов. В конденсаторы, которые дрейфуют по небу, более известны как облака и, хотя они совершенно гигантские по сравнению с конденсаторами, которые мы используем в электронике они точно так же накапливают энергию.Давайте подробнее рассмотрим конденсаторы и как они работают!
Фотография: Типичный конденсатор, используемый в электронных схемах. Этот называется электролитическим конденсатором и рассчитан на 4,7 мкФ (4,7 мкФ). с рабочим напряжением 350 вольт (350 В).
Что такое конденсатор?
Фото: Маленький конденсатор в транзисторной радиосхеме.
Возьмем два электрических проводника (то, что пропускает электричество через них) и разделите их изолятором (материал что не пропускает электричество очень хорошо) и вы делаете конденсатор: то, что может хранить электрическую энергию.Добавление электрической энергии к конденсатору называется зарядка ; высвобождая энергию из Конденсатор известен как разрядный .
Конденсатор немного похож на батарею, но у него другая работа делать. Батарея использует химические вещества для хранения электрической энергии и высвобождения это очень медленно через цепь; иногда (в случае кварца смотреть) это может занять несколько лет. Конденсатор обычно высвобождает это энергия намного быстрее — часто за секунды или меньше. Если вы берете например, снимок со вспышкой, вам понадобится камера, чтобы огромная вспышка света за долю секунды.Конденсатор прилагается к вспышке заряжается в течение нескольких секунд, используя энергию вашего аккумуляторы фотоаппарата. (Для зарядки конденсатора требуется время, и это почему обычно приходится немного подождать.) Как только конденсатор полностью заряжен, он может высвободить всю эту энергию. в мгновение ока через ксеноновую лампочку. Зап!
Конденсаторыбывают всех форм и размеров, но обычно они те же основные компоненты. Есть два проводника (известные как пластины , , в основном по историческим причинам) и между ними есть изолятор. их (называемый диэлектриком ).Две пластины внутри конденсатора подключены к двум электрическим соединения снаружи называются клеммами , которые похожи на тонкие металлические ножки можно подключить в электрическую цепь.
Фото: Внутри электролитический конденсатор немного похож на швейцарский рулет. «Пластины» — это два очень тонких листа металла; диэлектрик — масляная пластиковая пленка между ними. Все это упаковано в компактный цилиндр и покрыто металлическим защитным футляром. ВНИМАНИЕ! Открывать конденсаторы может быть опасно.Во-первых, они могут выдерживать очень высокое напряжение. Во-вторых, диэлектрик иногда состоит из токсичных или едких химикатов, которые могут обжечь кожу.
Изображение: как электролитический конденсатор изготавливается путем скатывания листов алюминиевой фольги (серого цвета) и диэлектрического материала (в данном случае бумаги или тонкой марли, пропитанной кислотой или другим органическим химическим веществом). Листы фольги подключаются к клеммам (синим) наверху, поэтому конденсатор можно подключить в цепь. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США из патента США 2089683: Электрический конденсатор Фрэнка Кларка, General Electric, 10 августа 1937 г.
Вы можете зарядить конденсатор, просто подключив его к электрическая цепь. При включении питания электрический заряд постепенно накапливается на пластинах. Одна пластина получает положительный заряд а другая пластина получает равный и противоположный (отрицательный) заряд. Если вы отключаете питание, конденсатор держит заряд (хотя со временем он может медленно вытекать). Но если подключить конденсатор ко второй цепи, содержащей что-то вроде электрического электродвигателя или лампочки-вспышки, заряд будет стекать с конденсатора через двигатель или лампу, пока на пластинах не останется ничего.
Хотя конденсаторы фактически выполняют только одну работу (хранение заряда), их можно использовать для самых разных целей в электротехнике. схемы. Их можно использовать в качестве устройств отсчета времени (потому что для этого требуется определенное предсказуемое количество времени для их зарядки), как фильтры (схемы, которые пропускают только определенные сигналы), для сглаживания напряжение в цепях, для настройки (в радиоприемниках и телевизорах), а также для множество других целей. Большие суперконденсаторы также могут быть используется вместо батареек.
Что такое емкость?
Количество электрической энергии, которую может хранить конденсатор, зависит от его емкость .Емкость конденсатора немного похожа на размер ведра: чем больше ведро, тем больше воды оно может вместить; чем больше емкость, тем больше электричества может выдержать конденсатор. хранить. Есть три способа увеличить емкость конденсатор. Один из них — увеличить размер тарелок. Другой — сдвиньте пластины ближе друг к другу. Третий способ — сделать диэлектрик как можно лучше изолятор. Конденсаторы используют диэлектрики из всевозможных материалов. В транзисторных радиоприемниках настройка осуществляется большим переменным конденсатором , который между пластинами нет ничего, кроме воздуха.В большинстве электронных схем конденсаторы представляют собой герметичные компоненты с диэлектриками из керамики. такие как слюда и стекло, бумага, пропитанная маслом, или пластмассы, такие как майлар.
Фото: Этот переменный конденсатор прикреплен к главной шкале настройки в транзисторном радиоприемнике. Когда вы поворачиваете циферблат пальцем, вы поворачиваете ось, проходящую через конденсатор. Это вращает набор тонких металлических пластин, так что они перекрываются в большей или меньшей степени с другим набором пластин, продетых между ними.Степень перекрытия пластин изменяет емкость, и именно это настраивает радио на определенную станцию.
Как измерить емкость?
Размер конденсатора измеряется в единицах, называемых фарад (F), названный в честь английского пионера электротехники Майкла Фарадея (1791–1867). Один фарад — это огромная емкость так что на практике большинство конденсаторов, с которыми мы сталкиваемся, просто доли фарада — обычно микрофарады (миллионные доли фарада, пишется мкФ), нанофарады (тысячные доли фарада, написанные нФ), и пикофарады (миллионные доли фарада, написано пФ).Суперконденсаторы хранят гораздо большие заряды, иногда оценивается в тысячи фарадов.
Почему конденсаторы накапливают энергию?
Если вы находите конденсаторы загадочными и странными, и они на самом деле не имеют для вас смысла, вместо этого попробуйте подумать о гравитации. Предположим, вы стоите у подножия ступенек. и вы решаете начать восхождение. Вы должны поднять свое тело против земного притяжения, которая является притягивающей (тянущей) силой. Как говорят физики, чтобы подняться, нужно «работать». лестница (работать против силы тяжести) и использовать энергию.Энергия, которую вы используете, не теряется, но хранится в вашем теле в виде гравитационной потенциальной энергии, которую вы могли бы использовать для других целей (например, спуск вниз по горке на уровень земли).
То, что вы делаете, когда поднимаетесь по ступеням, лестницам, горам или чему-то еще, работает против Земли. гравитационное поле. Очень похожая вещь происходит с конденсатором. Если у вас положительный электрический заряд и отрицательный электрический заряд, они притягиваются друг к другу, как противоположное полюса двух магнитов — или как ваше тело и Земля.Если вы их разделите, вам придется «работать» против этого электростатического заряда. сила. Опять же, как и при подъеме по ступенькам, энергия, которую вы используете, не теряется, а накапливается зарядами, когда они отдельный. На этот раз он называется , электрическая потенциальная энергия . И это, если вы не догадались к настоящему времени это энергия, которую накапливает конденсатор. Две его пластины содержат противоположные заряды и разделение между ними создает электрическое поле. Вот почему конденсатор накапливает энергию.
Почему у конденсаторов две пластины?
Фото: Очень необычный регулируемый конденсатор с параллельными пластинами, который Эдвард Беннетт Роза и Ноа Эрнест Дорси из Национального бюро стандартов (NBS) использовали для измерения скорости света в 1907 году.Точное расстояние между пластины можно регулировать (и измерять) с помощью микрометрического винта. Фото любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий цифровых коллекций, Гейтерсбург, Мэриленд 20899.
Как мы уже видели, конденсаторы имеют две токопроводящие пластины. разделены изолятором. Чем больше тарелки, тем ближе они являются, и чем лучше изолятор между ними, тем больше заряда конденсатор можно хранить. Но почему все это правда? Почему бы не у конденсаторов только одна большая пластина? Попробуем найти простой и удовлетворительное объяснение.
Предположим, у вас есть большой металлический шар, установленный на изоляционном деревянная подставка. Вы можете хранить определенное количество электрического заряда на сфера; чем он больше (чем больше радиус), тем больше заряда вы можете хранить, и чем больше заряда вы храните, тем больше потенциал (напряжение) сферы. Однако в конце концов вы достигнете точка, в которой, если вы добавите хотя бы один дополнительный электрон ( наименьшая возможная единица заряда) конденсатор перестанет работать. Воздух вокруг него разобьется, превратившись из изолятора в проводник: заряд будет лететь по воздуху на Землю (землю) или другой ближайший проводник в виде искры — электрического тока — в мини- заряд молнии.Максимальный заряд, который вы можете хранить на сфера — это то, что мы подразумеваем под ее емкостью. Напряжение (В), заряд (Q), и емкость связаны очень простым уравнением:
C = Q / V
Таким образом, чем больше заряда вы можете сохранить при данном напряжении, не вызывая воздух для разрушения и искры, тем выше емкость. Если бы ты мог как-то хранить больше заряда на сфере, не доходя до точки там, где вы создали искру, вы бы эффективно увеличили ее емкость. Как ты мог это сделать?
Забудьте о сфере.Предположим, у вас есть плоская металлическая пластина с максимально возможный заряд, хранящийся на нем, и вы обнаружите, что пластина находится на определенное напряжение. Если вы поднесете вторую идентичную тарелку близко к это, вы обнаружите, что можете хранить гораздо больше заряда на первой пластине для такое же напряжение. Это потому, что первая пластина создает электрический поле вокруг него, которое «индуцирует» равный и противоположный заряд на второй тарелке. Таким образом, вторая пластина снижает напряжение. первой пластины. Теперь мы можем хранить больше заряда на первой пластине не вызывая искры.Мы можем продолжать делать это, пока не достигнем исходное напряжение. С большим запасом заряда (Q) точно так же напряжение (В), уравнение C & равно; Q / V сообщает нам, что мы увеличили емкость нашего устройства накопления заряда, добавив вторую пластину, и именно поэтому конденсаторы имеют две пластины, а не одну. На практике дополнительная пластина дает огромную разницу в , что Вот почему все конденсаторы на практике имеют две пластины.
Как увеличить емкость?
Интуитивно очевидно, что если вы сделаете тарелки больше, вы сможете хранить больше заряда (так же, как если бы вы сделали шкаф больше, вы можете набить больше вещи внутри него).Так что увеличение площади пластин тоже увеличивает емкость. Менее очевидно, если мы уменьшим расстояние между пластинами, что также увеличивает емкость. Это ведь чем короче расстояние между пластинами, тем больше эффект пластины располагаются одна на другой. Вторая тарелка, будучи ближе, еще больше снижает потенциал первой пластины, и это увеличивает емкость.
Изображение: диэлектрик увеличивает емкость конденсатора за счет уменьшения электрического поле между пластинами, что снижает потенциал (напряжение) каждой пластины.Это означает, что вы можете хранить больше заряд на пластинах при одинаковом напряжении. Электрическое поле в этом конденсаторе исходит от положительной пластины. слева к отрицательной пластине справа. Поскольку противоположные заряды притягиваются, полярные молекулы (серые) диэлектрика выстраиваются в линию противоположным образом — и это то, что уменьшает поле.
Последнее, что мы можем сделать, чтобы увеличить емкость, — это изменить диэлектрик (материал между пластинами). Воздух работает неплохо, но другие материалы даже лучше.Стекло как минимум в 5 раз больше эффективнее воздуха, поэтому самые ранние конденсаторы (Leyden банки с обычным стеклом в качестве диэлектрика) работали так хорошо, но это тяжело, непрактично, и его трудно втиснуть в небольшие помещения. Вощеный бумага примерно в 4 раза лучше воздуха, очень тонкая, дешевая, легко изготавливать крупными кусками и легко скатывать, что делает его отличным, практический диэлектрик. Лучшие диэлектрические материалы сделаны из полярных молекулы (с более положительным электрическим зарядом на одной стороне и больше отрицательного электрического заряда с другой).Когда они сидят в электрическое поле между двумя пластинами конденсатора, они совпадают со своими заряды направлены напротив поля, что эффективно его уменьшает. Это снижает потенциал на пластинах и, как и раньше, увеличивает их емкость. Теоретически вода, состоящая из крошечных полярные молекулы, будут отличным диэлектриком, примерно в 80 раз лучше воздуха. На практике, правда, не все так хорошо (протекает и высыхает и превращается из жидкости в лед или пар при относительно умеренные температуры), поэтому в реальных конденсаторах он не используется.
Диаграмма: Различные материалы делают диэлектрики лучше или хуже в зависимости от того, насколько хорошо они изолируют пространство между пластинами конденсатора и уменьшают электрическое поле между ними. Измерение, называемое относительной диэлектрической проницаемостью, говорит нам, насколько хорошим будет диэлектрик. Вакуум является наихудшим диэлектриком, и его относительная диэлектрическая проницаемость равна 1. Другие диэлектрики измеряются относительно (путем сравнения) с вакуумом. Воздух примерно такой же. Бумага примерно в 3 раза лучше.Спирт и вода, которые имеют полярные молекулы, являются особенно хорошими диэлектриками.
Конденсатор— Конструкция и работа
Что такое конденсатор?
Конденсаторыявляются наиболее широко используемыми электронные компоненты после резисторов. Мы находим конденсаторы в телевизорах, компьютерах и во всех электронных устройствах. схемы. Конденсатор — это электронное устройство, которое хранит электрический заряд или электричество при подаче напряжения и при необходимости высвобождает накопленный электрический заряд.
Конденсатор действует как небольшая батарея, которая быстро заряжается и разряжается. Любой объект, на котором можно хранить электрический заряд, представляет собой конденсатор. Конденсатор тоже иногда называется конденсатор.
Что такое электрический заряд?
Электрический заряд — основное свойство частицы, такие как электроны и протоны. Этот электрический заряд заставляет их испытывать притягательную или отталкивающую силу, когда помещен в электромагнитное поле.
Электрические заряды бывают двух типов: положительные. и отрицательный. Электроны имеют отрицательный заряд, а протоны имеют отрицательный заряд. положительный заряд.
Как гравитационная энергия, присутствующая вокруг планет, таких как Земля, электрическая энергия присутствует вокруг заряженные частицы, такие как электроны и протоны. Однако заряженные частицы проявляют силу только на небольшом расстоянии вокруг их и сверх того они не могут применить силу.Область до сила, действующая на заряженные частицы, называется электрической поле. Если мы поместим любую заряженную частицу внутрь этого регион, он испытает силу. Эта сила может быть отталкивающей или притягательной.
Электроэнергия или электрический заряд присутствующий вокруг заряженной частицы представлен электрическим силовые линии. Направление этих электрических линий сила различна для положительного и отрицательного заряда.Для положительный заряд, электрические силовые линии начинаются от центр заряженной частицы и улетает от него. Для отрицательный заряд, электрические силовые линии начинаются вдали от заряженная частица и движется к ее центру. В В электронике дырка считается положительным зарядом.
Когда отрицательно заряженная частица (электрон) находится в электрическом поле положительно заряженного частица (протон), она притягивается.С другой стороны, когда положительно заряженная частица (протон) помещается в электрическое поле другого протона, он отталкивается. В простом словами, противоположные электрические заряды притягиваются друг к другу и одинаковы электрические заряды отталкивают друг друга.
Строительство конденсатора
Базовая конструкция всех конденсаторов похожий.Конструкция конденсатора очень проста. А Конденсатор состоит из двух электропроводящих пластин, размещенных близко друг к другу, но не касаются друг друга. Эти токопроводящие пластины обычно изготавливаются из таких материалов, как алюминий, латунь или медь.
Проводящие пластины конденсатора разделены небольшим расстоянием. Пустое пространство между этими пластины заполнены непроводящим материалом или электрическим изолятор или диэлектрическая область.Непроводящий материал или область между двумя пластинами может быть воздухом, вакуумом, стеклом, жидкий или твердый. Этот непроводящий материал называется диэлектрик.
Две токопроводящие пластины конденсатора хорошие проводники электричества. Поэтому они легко могут пропускают через них электрический ток. Электропроводящие пластины конденсатор также удерживает электрический заряд.В конденсаторах эти пластины в основном используются для удержания или хранения электрических плата.
Плохой диэлектрический материал или среда проводник электричества. Они не могут пропускать электрический ток через них. В конденсаторах диэлектрическая среда или материал блокировать поток носителей заряда (особенно электронов) между проводящие пластины. В результате электрические заряды, которые попытаться перейти с одной пластины на другую пластина будет в ловушке внутри пластины из-за сильного сопротивления со стороны диэлектрик.
Если поместить проводящую среду между эти пластины, электрические заряды легко перетекают от одной пластины к другая тарелка. Однако между пластинами течет электрический ток. не желательно. Это указывает на выход из строя конденсатора.
Мы знаем, что электрический ток — это поток носителями заряда, тогда как электрическая сила или электрическое поле являются свойство электрических зарядов.Диэлектрический материал не позволяет поток носителей заряда, но они допускают электрическую силу, электрический заряд или электрическое поле, создаваемое заряженным частицы (электроны). В результате при накоплении заряда на две пластины, сильное электрическое поле создается между две тарелки.
Как конденсатор работает?
Конденсатор без источника напряжения
Когда на конденсатор не подается напряжение, общее количество электронов и протонов в левой пластине конденсатор равны.Мы знаем, что любой объект, имеющий равное количество электронов и протонов считается электрически нейтральный. Следовательно, полный заряд левой пластины компенсирует и становится электрически нейтральным. Следовательно, левая пластина конденсатор называется электрической нейтралью.
С другой стороны, правая пластина также имеет равное количество электронов и протонов.Таким образом, общая заряд правой пластины отменяется и становится электрически нейтральный.
Отсутствие электрического заряда означает отсутствие электрического поля. Следовательно, конденсатор не накапливает заряд при отсутствии напряжения. применяется.
Зарядка конденсатор
Заряд будет построен на объекте, имеющем избыточное количество электронов или протонов.Чтобы произвести избыточное количество электронов или протонов, нам нужно подать напряжение на конденсатор.
Когда напряжение подается на конденсатор таким образом, чтобы положительный полюс аккумуляторной батареи подключен к левой стороне пластина конденсатора и отрицательный вывод аккумуляторной батареи подключен к правой боковой пластине конденсатора, происходит зарядка конденсатора.
Из-за этого напряжения питания большое количество электронов начинают двигаться от отрицательной клеммы аккумулятор через токопроводящий провод. Когда эти электроны достигают правой боковой пластины конденсатора, они испытывают сильное сопротивление диэлектрического материала. Диэлектрик материал или среда, присутствующие между пластинами, будут сильно противодействовать движению электронов с правой боковой пластины.Как в результате большое количество электронов захватывается или накапливается на правая боковая пластина конденсатора.
Из-за накопления избыточных электронов извне количество электронов (отрицательных носителей заряда) на правой боковой пластине станет больше, чем количество протоны (носители положительного заряда). В итоге правая сторона пластина конденсатора заряжается отрицательно.
С другой стороны, электроны слева боковая пластина испытывает сильную притягивающую силу от положительный полюс аккумуляторной батареи. В результате электроны оставьте левую боковую пластину и притяните или переместите в сторону положительный полюс аккумуляторной батареи.
Отрицательный заряд на правой стороне пластина создает сильное отрицательное электрическое поле.Этот сильный отрицательное электрическое поле также толкает подобные заряды или электроны на левой пластине.
Из-за потери большого количества электронов с левой боковой пластины, количество протонов (носителей положительного заряда) станет больше, чем количество электроны (носители отрицательного заряда). В результате левая сторона пластина конденсатора заряжается положительно.Таким образом, оба проводящие пластины конденсатора заряжены.
Положительный и отрицательный заряды на обоих пластины оказывают друг на друга силу. Однако они не трогают друг с другом.
Из-за избыточного количества электронов на одна пластина и нехватка электронов на другой пластине, разность потенциалов или напряжение устанавливается между тарелки.Как конденсатор продолжает заряжаться, напряжение между пластинами увеличивается.
Напряжение между пластинами противостоит источнику напряжения. В результате, когда конденсатор полностью заряжен (напряжение между пластинами равно источнику напряжение) конденсатор перестает заряжаться. Потому что на данный момент энергия напряжения источника и напряжение конденсатора равны равный.В результате электроны или электрическое поле справа боковая пластина отталкивает электроны, идущие от источника напряжения.
Поэтому для дальнейшей зарядки конденсатора нам нужно увеличить напряжение на более высокий уровень. Когда напряжение подается на конденсатор повышен до более высокого уровня. Зарядка снова начинается наращивая проводящие пластины конденсатора, пока он выходит на новый уровень напряжения.Когда напряжение между пластины достигают нового уровня напряжения источника, он снова останавливается зарядка. Конденсаторыспроектированы и изготовлены для работают при определенном максимальном напряжении. Если напряжение приложено к конденсатор превышает максимальное напряжение, электроны начинают перемещение между пластинами. Это приведет к необратимому повреждению конденсатора.
Разрядка конденсатор
Если внешний источник напряжения подключен к конденсатор удаляется, конденсатор остается заряженным.Однако, когда конденсатор подключен к любому электрическому устройству например, электрическая лампочка через проводящий провод, он запускается разрядка.
Когда конденсатор подключен к электрическая лампочка через проводящий провод, электроны захвачены на правой боковой пластине начинает протекать контур. Мы знать, что электрический ток — это поток носителей заряда (бесплатно электроны).Следовательно, когда свободные электроны или электрические ток достигает лампочки, она светится с большой силой.
Электроны, которые начали вытекать из правая боковая пластина через проводящий провод, наконец, достигла левую боковую пластину и заполните отверстия левой боковой пластины. Как В результате заряд на левой боковой пластине и правой боковой пластине начинает уменьшаться.Это снижает интенсивность электрического лампочку, потому что электрический ток, протекающий через электрическую лампочка уменьшается.
Наконец заряд хранится на левой пластине и правая пластина полностью освобождается. В результате лампочка выключится, потому что электрический ток не течет через лампочка. Таким образом, заряд хранится на левой пластине, а на правой. пластина конденсатора разряжена.
Конденсатор условное обозначение
Обозначение схемы основного конденсатора: показано на рисунке ниже. Обозначение конденсатора представлено проведя две параллельные линии близко друг к другу, но не трогательно. Он состоит из двух терминалов. Эти терминалы используются подключить в схему.
Емкость
Способность конденсатора накапливать электрическую заряд называется емкостью.Конденсаторы с большой емкостью будет хранить большое количество электрического заряда, тогда как конденсаторы с низкой емкостью сохранят небольшое количество электрический заряд.
Емкость конденсатора может быть по сравнению с размером резервуара для воды: чем больше объем воды резервуар, тем больше воды он может вместить. Аналогичным образом чем больше емкость, тем больше электрического заряда или электричества он может хранить.
Емкость конденсатора в основном зависит от размера плит, обращенных друг к другу, расстояние между двумя проводящими пластинами, а диэлектрическая проницаемость материал между пластинами.
Емкость конденсатора напрямую пропорционально размеру токопроводящих пластин и обратно пропорционально расстоянию между двумя пластинами.
Другими словами, конденсатор с большой проводящие пластины хранят большое количество электрического заряда, тогда как конденсатор с небольшими токопроводящими пластинами накапливает небольшое количество электрического заряда. С другой стороны, конденсатор с большой расстояние между пластинами имеет низкую емкость (малая накопитель заряда), тогда как конденсатор с малым разделением расстояние между пластинами имеет высокую емкость (высокий заряд место хранения).
Емкость конденсатора измеряется в фарад. Он представлен символом Ф. Фарад назван в честь Английский физик Майкл Фарадей. Заряженный конденсатор емкостью 1 фарад с 1 кулоном электрического заряда имеет разность потенциалов или напряжение между его пластинами 1 вольт.
Один фарад — очень большая сумма емкость. Следовательно, в большинстве случаев мы используем очень маленькую единицу емкость.Наиболее распространенные единицы емкости, которые мы используем сегодня микрофарады (мкФ), нано фарад (нФ), пикофарад (пФ) и фемофарад (фФ).
1 микрофарад = 10 -6 фарад
1 нанофарад = 10 -9 фарад
1 пикофарад = 10 -12 фарад
1 фемофарад = 10 -15 фарад
Заряд на конденсаторе
Электрический заряд, накопленный конденсатором. зависит от напряжения, приложенного к конденсатору.
Если на конденсатор подается высокое напряжение, большой заряд передается пластинам конденсатора. В результате конденсатор накапливает большой заряд.
С другой стороны, если применяется низкое напряжение на конденсатор передается только небольшой заряд к обкладкам конденсатора. В результате конденсатор хранит только небольшая сумма заряда.Однако емкость конденсатор остается постоянным. Мы не можем увеличить емкость конденсатора.
Взаимосвязь заряда, напряжения и емкость можно математически записать в трех формах:
Объяснение
конденсаторов — Инженерное мышление
Объяснение конденсаторов.Узнайте, как работают конденсаторы, где мы их используем и почему они важны.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть руководство YouTube.
Помните, что электричество опасно и может быть смертельным, вы должны быть квалифицированными и компетентными для выполнения электромонтажных работ. Не прикасайтесь к клеммам конденсатора, так как это может вызвать поражение электрическим током.
Что такое конденсатор?
Конденсатор и батареяКонденсатор накапливает электрический заряд. Это немного похоже на батарею, за исключением того, что она по-другому накапливает энергию.Он не может хранить столько энергии, хотя может заряжаться и высвобождать свою энергию намного быстрее. Это очень полезно, поэтому конденсаторы можно встретить практически на каждой печатной плате.
Как работает конденсатор?
Я хочу, чтобы вы сначала представили водопроводную трубу, по которой течет вода. Вода будет продолжать течь, пока мы не закроем вентиль. Тогда вода не сможет течь.
Если после клапана мы позволим воде течь в резервуар, тогда резервуар будет хранить часть воды, но мы продолжаем получать воду, вытекающую из трубы.Когда мы закроем клапан, вода перестанет поступать в резервуар, но мы все равно будем получать постоянный приток воды, пока резервуар не опустеет. Как только резервуар снова наполнится, мы можем открывать и закрывать клапан, и пока мы не опорожняем резервуар полностью, мы получаем непрерывную подачу воды из конца трубы. Таким образом, мы можем использовать резервуар для воды для хранения воды и сглаживания перебоев в подаче.
В электрических цепях конденсатор действует как резервуар для воды и накапливает энергию. Он может освободить его, чтобы сгладить перебои в подаче электроэнергии.
Если мы очень быстро выключим простую схему без конденсатора, то свет будет мигать. Но если мы подключим конденсатор в цепь, то свет будет гореть во время прерываний, по крайней мере, на короткое время, потому что теперь конденсатор разряжается и питает цепь.
Внутри основного конденсатора у нас есть две проводящие металлические пластины, которые обычно изготавливаются из алюминия или алюминия, как его называют американцы. Они будут разделены диэлектрическим изоляционным материалом, например керамикой.Диэлектрик означает, что материал поляризуется при контакте с электрическим полем. Мы скоро увидим, что это значит.
Внутри конденсатораОдна сторона конденсатора подключена к положительной стороне схемы, а другая сторона — к отрицательной. На стороне конденсатора вы можете увидеть полоску и символ, указывающие, какая сторона отрицательного полюса, кроме того, отрицательная сторона будет короче.
Если подключить конденсатор к аккумулятору. Напряжение подталкивает электроны от отрицательного вывода к конденсатору.Электроны накапливаются на одной пластине конденсатора, в то время как другая пластина, в свою очередь, высвобождает некоторые электроны. Электроны не могут проходить через конденсатор из-за изоляционного материала. В конце концов, конденсатор имеет то же напряжение, что и батарея, и электроны больше не будут течь.
Теперь с одной стороны скопилось скопление электронов, это означает, что мы накопили энергию и можем высвободить ее, когда это необходимо. Поскольку на одной стороне больше электронов по сравнению с другой, и электроны заряжены отрицательно, это означает, что у нас есть одна сторона, которая является отрицательной, а другая — положительной, поэтому между ними есть разница в потенциале или разница напряжений.Мы можем измерить это с помощью мультиметра.
Что такое напряжение?Напряжение похоже на давление: когда мы измеряем напряжение, мы измеряем разность или разность потенциалов между двумя точками. Если вы представите трубу с водой под давлением, мы сможем увидеть давление с помощью манометра. Манометр также сравнивает две разные точки: давление внутри трубы по сравнению с атмосферным давлением снаружи трубы. Когда резервуар пуст, манометр показывает ноль, потому что давление внутри резервуара равно давлению вне резервуара, поэтому манометру не с чем сравнивать.Оба давления одинаковы. То же самое и с напряжением, мы сравниваем разницу между двумя точками. Если мы измеряем через батарею 1,5 В, то мы читаем разницу в 1,5 В между каждым концом, но если мы измеряем один и тот же конец, мы читаем ноль, потому что разницы нет, это то же самое.
Хотите изучить основы электричества? НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ
Возвращаясь к конденсатору, мы измеряем и считываем разницу напряжений между ними из-за накопления электронов. Мы все еще получаем это показание, даже когда отсоединяем аккумулятор.
Если вы помните, с магнитами противоположности притягиваются и притягиваются друг к другу. То же самое происходит с накоплением отрицательно заряженных электронов, они притягиваются к положительно заряженным частицам атомов на противоположной пластине, но никогда не могут добраться до них из-за изоляционного материала. Это притяжение между двумя сторонами представляет собой электрическое поле, которое удерживает электроны на месте, пока не появится другой путь.
Объяснение основ работы с конденсаторами Если мы затем поместим в схему небольшую лампу, то теперь существует путь, по которому электроны могут течь и достигать противоположной стороны.Таким образом, электроны будут проходить через лампу, питая ее, и электроны достигнут другой стороны конденсатора. Это будет длиться недолго, пока количество электронов не выровняется с каждой стороны. Тогда напряжение равно нулю, поэтому нет толкающей силы и нет потока электронов.
Как только мы снова подключим аккумулятор, конденсатор начнет заряжаться. Это позволяет нам прервать подачу питания, и конденсатор будет обеспечивать питание во время этих прерываний.
Примеры
Мы везде используем конденсаторы.Они выглядят немного иначе, но их легко заметить. На печатных платах они, как правило, выглядят примерно так, и мы можем видеть их представленными на инженерных чертежах вот так. Мы также можем получить конденсаторы большего размера, которые используются, например, в асинхронных двигателях, потолочных вентиляторах или установках кондиционирования воздуха, и мы можем даже получить такие огромные конденсаторы, которые используются для коррекции низкого коэффициента мощности в больших зданиях.
Пример обозначения конденсатораНа стороне конденсатора мы найдем два значения.Это будут емкость и напряжение. Мы измеряем емкость конденсатора в единицах фарад, которые мы показываем с заглавной буквы F, хотя мы обычно измеряем конденсатор в микрофарадах, поэтому у нас есть микро-символ непосредственно перед этим, который выглядит примерно как буква U с хвостом.
Пример емкостиДругое значение — это наше напряжение, которое мы измеряем в вольтах с заглавной буквой V, на конденсаторе значение напряжения — это максимальное напряжение, которое может выдержать конденсатор.
Этот конденсатор рассчитан на определенное напряжение, и если я превышу это значение, он взорвется.
Пример напряжения конденсатораБольшинство конденсаторов имеют положительную и отрицательную клеммы. Нам нужно убедиться, что конденсатор правильно включен в схему.
Пример платы конденсатораПочему мы их используем
Одно из наиболее распространенных применений конденсаторов в больших зданиях — коррекция коэффициента мощности. Когда в цепь помещается слишком много индуктивных нагрузок, формы сигналов тока и напряжения не будут синхронизироваться друг с другом, и ток будет отставать от напряжения.Затем мы используем батареи конденсаторов, чтобы противодействовать этому и вернуть их в соответствие.
Еще одно распространенное применение — сглаживание пиков при преобразовании переменного тока в постоянный.
Когда мы используем полный мостовой выпрямитель, синусоидальная волна переменного тока переворачивается, чтобы отрицательный цикл протекал в положительном направлении, это заставит схему думать, что она получает постоянный ток.
через GIPHY
Но, одна из проблем этого метода — промежутки между пиками. Таким образом, мы используем конденсатор, чтобы выделять энергию в цепь во время этих прерываний, и это сгладит питание, чтобы оно больше походило на постоянный ток.
Как измерить емкость мультиметром
Мы можем измерить емкость и накопленное напряжение с помощью мультиметра. Не все мультиметры имеют функцию измерения емкости.
Вы должны быть очень осторожны с конденсаторами, поскольку они накапливают энергию и могут удерживать высокие значения напряжения в течение длительного времени, даже когда они отключены от цепи. Чтобы проверить напряжение, мы переключаемся на постоянное напряжение на нашем измерителе, а затем подключаем красный провод к положительной стороне конденсатора, а черный провод к отрицательной стороне.Если мы получаем показание в несколько вольт или более, мы должны разрядить его, безопасно подключив клеммы к резистору и продолжая считывать напряжение. Мы хотим убедиться, что он упал до диапазона милливольт, прежде чем обращаться с ним, иначе мы можем получить электрический ток.
Чтобы измерить емкость, мы просто переключаем измеритель на функцию конденсатора. Подключаем красный провод к положительной стороне, а черный провод к отрицательной стороне. После небольшой задержки счетчик покажет нам показания.Вероятно, мы получим значение, близкое к заявленному, но не точное.
Например, этот показатель рассчитан на 1000 микрофарад, но мы читаем около 946.
Пример показания 1000 мкФ на конденсатореЭтот конденсатор рассчитан на 33 мкФ, но мы измеряем около 36.
Пример конденсатора.