Википедия конденсаторы – Электрический конденсатор — Википедия. Что такое Электрический конденсатор — groupnk.ru — Группа НК — комплексные поставки электрооборудования в Москве и регионах

Содержание

конденсатор — Викисловарь

Морфологические и синтаксические свойства

падеж	ед. ч.	мн. ч.
Им.	конденса́тор	конденса́торы
Р.	конденса́тора	конденса́торов
Д.	конденса́тору	конденса́торам
В.	конденса́тор	конденса́торы
Тв.	конденса́тором	конденса́торами
Пр.	конденса́торе	конденса́торах

кон-ден-са́-тор

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. А. Зализняка).

Корень: -конденс-; суффикс: -атор ^{[Тихонов, 1996]}.

Произношение

Семантические свойства

Керамические, электролитические, танталовые, алюминиевые конденсаторы [1] для поверхностного или объёмного монтажа

Конденсаторы [1] для объёмного монтажа

Конденсатор постоянной ёмкости [2] (обозначение по ГОСТ 2.728-74)

Поляризованный (полярный) конденсатор [2] (обозначение по ГОСТ 2.728-74)

Подстроечный конденсатор [2] переменной ёмкости (обозначение по ГОСТ 2.728-74) Конденсатор [3] холодильника «Минск-10»

Значение

техн. устройство для накопления электрического заряда и энергии, обычно состоящее из двух (или более) проводников, разделенных диэлектриком ◆ Энергия, накопленная конденсатором, высвобождается в момент пробоя воздушного промежутка между электродами. Короткие корреспонденции, «1974» // «Техника — молодежи» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Я предложил использовать наши высоковольтные конденсаторы для мощных высокочастотных закалочных агрегатов на станкостроительных заводах. Рейнов Н., Володин Б., «Воспоминания о том, как делались приборы», 1970 г. // «Химия и жизнь» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы) ◆ Тантал преимущественно используется в виде порошка, из которого формуются аноды танталовых электролитических конденсаторов (ТЭК) ― важнейших компонентов интегральных схем микроэлектроники. «Тантал: ресурсы и потребности», 2004 г. // «Металлы Евразии» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
условное графическое обозначение на электрических принципиальных схемах по ГОСТ 2.728-74 либо международному стандарту IEEE 315—1975 ◆ Отсутствует пример употребления (см. рекомендации).
теплотехн. теплообменный аппарат, теплообменник для конденсации паров за счёт отвода тепла более холодным теплоносителем ◆ Пары аммиака, проходя компрессор, сжимаются до 10 атмосфер и вновь превращаются в жидкость в специальном аппарате — конденсаторе. Гуревич М., Степанов Ю., «Из чего сделан хоккей», 1968 г. // «Химия и жизнь» (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)
перен. накопитель чего-либо ◆ Как сокровищница знаний, наука есть некоторый конденсатор жизненного опыта. С. Н. Булгаков, «Философия хозяйства (мир как хозяйство)», 1912 г. (цитата из Национального корпуса русского языка, см. Список литературы)

Синонимы

Антонимы

Гиперонимы

устройство
прибор, устройство

Гипонимы

суперконденсатор, ультраконденсатор

Родственные слова

Этимология

Происходит от нем. Kondensator, из лат. condenso «уплотняю, сгущаю», лат. condensare «сгущать», далее от ??

Фразеологизмы и устойчивые сочетания

Перевод

устройство для накопления электрического заряда и энергии

теплообменный аппарат для конденсации паров

Библиография

Новосибирский завод конденсаторов — Википедия

Новосибирский завод конденсаторов (сокр. НЗК) — один из крупнейших заводов г. Новосибирска, имеет богатую 50-летнюю историю. Историческое направление деятельности — разработка и производство конденсаторов различного типа, конденсаторных установок регулирования реактивной мощности (установки компенсации реактивной мощности или УКРМ), вакуумного коммутационного оборудования (вакуумные контакторы и вакуумные выключатели).

На 2016 год НЗК является открытым акционерным обществом, полное название — ОАО Производственное объединение Новосибирский завод конденсаторов (сокр. ОАО ПО НЗК).

1953 год — утверждение министерством проектного задания на строительство завода.

1954 год — начало строительства завода и закладка первого жилого дома.

1959 год — ввод НЗК в число действующих.

1962 год — организация СКБ при заводе.

1966 год — достижение НЗК проектной мощности.

1967 год — начало работы НЗК с 2 выходными днями и выплаты первой 13-й зарплаты.

1970 год — начало массового выпуска товаров народного потребления.

1970 год — открытие санатория-профилактория «Голубой залив».

1971 год — первые орденоносцы НЗК.

1978 год — ввод в эксплуатацию спортивного зала.

1992—1995 годы — преобразование завода в открытое акционерное общество «Новосибирский завод конденсаторов»

2001 год — НЗК вошёл в состав промышленного холдинга «СЭЙВУР Менеджмент».

2009 год — начало производства установок компенсации реактивной мощности.

2011 год — начало производства вакуумного коммутационного оборудования (вакуумные контакторы и вакуумные выключатели).

2013 год — На заводе запускается производство комплектующих для УКРМ 0,4 кВ. В первую очередь, это антирезонансные дроссели 0,4 кВ от 5 до 50 квар.

2014 год — Номенклатура комплектующих для УКРМ 0,4 кВ расширена и теперь производятся тиристорные контакторы на 25 и 50 квар^[1].

Завод конденсаторов

В июле 1953 года Совет Министров СССР принял постановление о строительстве в стране группы специализированных заводов по производству радиодеталей. В числе их было предусмотрено строительство завода радиодеталей в Новосибирске.

Стройплощадка ГЭС[править | править код]

Строительную площадку для НЗК подобрали вблизи стройплощадки ГЭС для того, чтобы эффективней использовать строительную базу Гэсстроя и кадры строителей. Проектное задание на строительство завода было утверждено 31 декабря 1953 года, а уже вначале 1954 года завод был зарегистрирован в Госстрое СССР. Первым директором завода был назначен В. Н. Хайновский.

Разработка проекта завода[править | править код]

Крайне правильным было решение о поручении разработки и проектирования НЗК Новосибирскому филиалу 5 ГСПИ (Государственный союзный проектный институт). Расположение проектирующей организации в Новосибирске имело большое положительное значение для завода, так как коммуникации между строителями, работниками завода и проектировщиками шли быстрее.

В итоге в июне 1954 года началось строительство государственного союзного Новосибирского завода радиодеталей № 2. Имя Новосибирский завод конденсаторов было получено только в 1966 году, когда уже фактически было определено основное направление его деятельности.

Первые трудности стройки[править | править код]

Решение о стройке НЗК вблизи первой в Сибири ГЭС оказалось спорным, так как её строительство для Гэсстроя естественно было приоритетным, и поэтому стройка завода проходила крайне медленно. Более того, стройка была даже законсервирована с января по июнь 1955 года. По плану завод должен был быть запущен в 1956 году, поэтому в период 1956—1957 гг. на НЗК поступило значительное количество различного оборудования, большая часть которого была импортным, дорогостоящим. Побывавшие в 1956 году на строительстве завода министр и начальник Главка приняли решение — запустить завод в две очереди: начать выпуск продукции в первых законченных корпусах как можно раньше, а запустить НЗК целиком уже по окончанию всего строительства.

Первые сотрудники[править | править код]

Ещё в 1958 году НЗК начал набирать сотрудников для подготовки и запуска основного производства. Многие специалисты были приняты на завод переводом с других предприятий аналогичного профиля. В августе 1958 года были приняты 88 выпускниц тогда ещё Радиотехнического училища № 5. Из воспоминаний инженера Сердцевой Л. И.: «По окончании Новосибирского ТУ-5 нас 18—19-летних девчат и ребят пригласили работать на новый завод. Директор завода Хайновский В. Н. обещал, что после 2—3-х месяцев работы на строительстве, мы будем работать по своей основной специальности. Полные оптимизма, мы ехали в поселок, где ожидали увидеть „большой“ новый завод! А увидели несколько небольших корпусов и котлованы…

» (1974 г.)

В результате к концу 1959 года было принято около 100 рабочих и были укомплектованы 2 цеха (инструментальный, ремонтно-механический), также некоторые лаборатории. Для сравнения, в 1974 году на НЗК работают уже тысячи рабочих, сотни инженерно-технических работников и служащих.

Интересный факт о наборе сотрудников[править | править код]

Руководители совнархоза после размышления над жалобами директоров других заводов, откуда ушли работники, отдают распоряжение директору НЗК Хайновскому В. Н. прекратить вербовку кадров с предприятий Новосибирска и Бердска. Но после объяснения директора, все же посоветовали директорам соответствующих предприятий не чинить препятствий желающим перейти на новый завод.

День рождения: 15 ноября 1959 года[править | править код]

Всеми правдами и неправдами, преодолевая множество трудностей 15 ноября 1959 года совнархоз принял решение о вводе в эксплуатацию первой очереди завода. Эта дата и считается началом истории действующего Новосибирского завода конденсаторов.

Первая продукция и первые успехи НЗК[править | править код]

Что выпускали вначале[править | править код]

В четвёртом квартале 1959 год завод уже выпускал и поставлял высоковольтные конденсаторы КБГП. Они были большие и весили более 50 кг. Далее в 1960 году освоили выпуск МБГП и пленочных конденсаторов ФГТИ. В 1962 году НЗК освоил и серийно начал выпускать 3 новых изделия, и была выпущена партия ещё одного изделия. В период 1962—1964 гг было подготовлено к производству ещё 5 изделий. К концу 1964 года была определена номенклатура слюдяных конденсаторов, а в 1965 году было освоено производство металлобумажных и пленочных конденсаторов.

Выполнение производственного плана[править | править код]

Интересный факт: в первом полугодии план выполнен не был, товарный выпуск составил 76,6 %. Но уже в 1961 году план был выполнен на 101,4 %, а рост по сравнению с 1960 году составил 218 %. Несмотря на столь внушительные темпы наращивания производства, тем не менее ещё в 1961 году строительство главного корпуса так и осталось неоконченным.

Итоги 1964 года были по-прежнему неудовлетворительны: план по товарному производству был выполнен на 94,4 %, план по ассортименту — всего 86,1 %, но экспортные поставки НЗК были выполнены полностью. Но зато уже в 1965 году все планы были успешно выполнены.

Мотивирование[править | править код]

Для достижения и поддержания поставленных планов производства было принято ряд нововведений. Так, с января 1965 года на НЗК стала внедряться новочеркасская система непрерывного планирования. А с 1967 года работникам завода уже после первого года работы на предприятии стала выплачиваться «тринадцатая» зарплата, которая была поставлена в прямую зависимость от стажа работы на заводе.

Комиссия по качеству[править | править код]

Уже с 1962 года регулярно стала работать комиссия по качеству: она заседала 14 раз. На заседаниях комиссии разрабатывались конкретные мероприятия, которые впоследствии внедрялись в производство. Так, по КБГП была внедрена высокочастотная пайка крышек и комплекс других мероприятий, что повысило производительность труда и снизило уровень брака по герметичности с 52 % до 18 %.

В настоящий момент НЗК занимается разработкой и производством конденсаторов и энергетического оборудования, а также проводит энергоаудит предприятий.

Конденсаторы[править | править код]

ФТ — Конденсаторы пленочные постоянной ёмкости фторопластовые термостойкие
ДМ — Пакеты конденсаторные слюдяные
МБГЧ — Конденсаторы металлобумажные, герметизированные постоянной ёмкости
МБГВ — Конденсаторы металлобумажные герметизированные постоянной ёмкости
МБГО — Конденсаторы полиэтилентерефталатные металлизированные, герметизированные постоянной ёмкости
К78-36 — Конденсаторы полипропиленовые металлизированные постоянной ёмкости
К75-25 — Конденсаторы комбинированные фольговые, герметизированные изолированные постоянной ёмкости
К73-27 — Конденсаторы полиэтилентерефталатные фольговые, уплотнённые, проходные постоянной ёмкости
К73-14 — Конденсаторы полиэтилентерефталатные фольговые, постоянной ёмкости
К72П-6 — Конденсаторы фторопластовые, фольговые герметизированные изолированные постоянной ёмкости общего применения
К75-95 — Конденсаторы комбинированные, герметизированные, частотные, постоянной ёмкости
К75-87 — Конденсаторы комбинированные, уплотнённые постоянной ёмкости (Автомобильные)
К75-79 — Конденсаторные блоки защищённые, изолированные, постоянной ёмкости

Силовые конденсаторы[править | править код]

Конденсаторы электротермические, серии ЭЭВП,
Конденсаторы для постоянного и импульсного напряжения,
Импульсные конденсаторы,
Высоковольтные косинусные конденсаторы, серии КЭП (6 —10 кВ),
Низковольтные косинусные конденсаторы, серии КПС (220 В, 400 В, 415 В, 450 В, 525 В, 690 В)

Оборудование для компенсации реактивной мощности (УКРМ)[править | править код]

Автоматизированные конденсаторные установки с пошаговым регулированием реактивной мощности,
Конденсаторные установки с антирезонансными фильтрами (АКУФ),
Конденсаторные установки с тиристорными выключателями (АКУТ),
Автоматический конденсаторный модуль (АКМ, для блочного построения УКРМ),
Высоковольтные конденсаторные установки с автоматическим регулированием (6 —10 кВ)

Комплектующие для конденсаторных установок 0,4 кВ[править | править код]

Конденсаторы КПС,
Антирезонансные дроссели,
Тиристорные контакторы,
Конденсаторные контакторы,
Автоматические регуляторы,
Автоматические выключатели.

Вакуумное коммутационное оборудование[править | править код]

Вакуумные контакторы 1,14 кВ и 6 (10) кВ.

Энергоаудит[править | править код]

Очень важен как для промышленных, так и бытовых потребителей электроэнергии и является весомой задачей анализа качества питающей сети. Включает в себя замеры качества электроэнергии, аудит подготовки проектов по компенсации реактивной мощности и итоговые рекомендации по монтажу УКРМ.

Энциклопедия Новосибирск. Завод конденсаторов. Новосибирск: Новосибирское книжное издательство, 2003. — 325 с. — ISBN 5-7620-0968-8.
История создания НЗК / Машинопись, Ред. комиссия: Бердник В. Я., Лункин Э. Г. (предс. ком.), Почевалов А. А., Федосеева Л. И. (зам. предс. ком.). — Г. Новосибирск, 1974 г. — 134 с.
Рабочая честь / Газета НЗК. — Г. Новосибирск, номер от 5.11.1999.

Схемы на переключаемых конденсаторах — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Схемы на переключаемых конденсаторах — обширный класс схемотехнических решений, основанный на периодической коммутации конденсаторов.

Наибольшее распространение получил с освоением в промышленности интегральных микросхем по технологии с оксидной изоляцией (например, КМОП). Низкий уровень диэлектрической абсорбции и малые утечки диэлектрика позволили создавать высококачественные конденсаторы с хорошей повторяемостью. При этом с резисторами в рамках данной полупроводниковой технологии все было гораздо хуже с точки зрения занимаемой площади, повторяемости и стабильности номиналов, паразитных ёмкостей. Такая ситуация быстро привела к выработке ряда специфических схемотехнических решений.

Следует заметить, что решения на переключаемых конденсаторах и ранее применялись в дискретном исполнении в специальных случаях.

Схемы с накачкой заряда (англ. charge pump, зарядовый насос) относятся к одному из видов преобразователей постоянного напряжения в постоянное (DC-DC converters). Этот вид преобразователей использует конденсаторы в качестве накопителей заряда, который переносится от одного конденсатора к другому с помощью системы переключателей. Название «зарядовый насос» обычно означает маломощный повышающий преобразователь, в котором конденсаторы подключены к источнику тактовых импульсов, а роль переключателей выполняют диоды. Два логических состояния тактового импульса («0» или «1») задают две фазы переключения (топологии) схемы с накачкой заряда. К двухфазным зарядовым насосам относятся все диодные умножители напряжения, а также некоторые сложные преобразователи, такие как Fibonacci Charge Pump и Multiple-Lift Luo Converters. Существуют также схемы с несколькими фазами переключения (multi-phase). В случае если зарядный насос понижает напряжение и имеется какой-либо механизм его плавной регулировки используется название преобразователь на переключаемых конденсаторах (ППК). Выходное напряжение ППК на холостом ходу в установившемся режиме можно найти, решив систему линейных уравнений. При условии, что весь полученный заряд передается на выход, коэффициент полезного действия ППК равен отношению выходного напряжения к напряжению холостого хода.

Умножители напряжения[править | править код]

Делители напряжения[править | править код]

Фильтр низких частот[править | править код]

Рис.3 Схема RC-цепи и реализации её на переключаемых конденсаторах

На Рис.3 представлен классический фильтр низких частот на RC-цепочке. Частота среза RC-цепочки рассчитывается по формуле

f0=12π⋅R⋅C{\displaystyle f_{0}={\frac {1}{2\pi \cdot R\cdot C}}}

Для схемы на переключаемых конденсаторах частота среза рассчитывается с учётом замены резистора (см. «Замена резисторов в интегральном исполнении» ниже) по формуле

f0=12π⋅R⋅C2=fcC12π⋅C2{\displaystyle f_{0}={\frac {1}{2\pi \cdot R\cdot C_{2}}}=f_{c}{\frac {C_{1}}{2\pi \cdot C_{2}}}}

где:

f0{\displaystyle f_{0}} — частота среза фильтра,
C1{\displaystyle C_{1}} и C2{\displaystyle C_{2}} — ёмкости конденсаторов,
fc{\displaystyle f_{c}} — частота переключения конденсатора.

Полосовой фильтр[править | править код]

Сигма-дельта АЦП и ЦАП[править | править код]

АЦП с двойным интегрированием[править | править код]

Преобразователи напряжение-частота[править | править код]

Усилители стабилизированные прерыванием[править | править код]

Разновидность операционных усилителей (ОУ). Для борьбы с таким паразитным параметром как напряжение смещения ОУ применяется схема на переключаемых конденсаторах. Она периодически измеряет и «запоминает» напряжение смещения ОУ и вычитает его из входного напряжения. Такое решение позволяет построить недорогие прецизионные ОУ для массового применения. Недостатки такого решения — наличие шума цепей переключения, который однако имеет фиксированный спектр и как следствие может быть легко отфильтрован.

Специфической разновидностью прецизионных усилителей является схема «модулятор-демодулятор», в которой также применяются конденсаторы. Ныне эта разновидность практически не используется.

Замена резисторов в интегральном исполнении[править | править код]

Рис.1 Иллюстрация закона Ома

Известно, что сила тока I{\displaystyle I} в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению U{\displaystyle U} и обратно пропорциональна сопротивлению R{\displaystyle R} проводника (Закон Ома для однородного участка цепи). В то же время сила тока I{\displaystyle I} равна отношению заряда ΔQ{\displaystyle \Delta Q}, переносимого через проводник за интервал времени Δt{\displaystyle \Delta t}.

I=UR{\displaystyle I={\frac {U}{R}}} и I=ΔQΔt{\displaystyle I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}} (1)

где:

I — сила тока,
U — напряжение или разность потенциалов,
R — сопротивление.

Сопротивление цепи рассчитывается по формуле

R=U⋅ΔtΔQ{\displaystyle R={\frac {U\cdot \Delta t}{\Delta Q}}} (2)

Рис.2 Иллюстрация переноса заряда переключаемым конденсатором

Перенос заряда через конденсатор по схеме на рис.2 можно рассчитать по формуле

Q=C⋅U{\displaystyle Q=C\cdot U} (3)

где:

Q — заряд конденсатора,
С — ёмкость конденсатора,
U — разность потенциалов на обкладках конденсатора.

Используя равенства (2) и (3) получаем

R=U⋅TC⋅U=TC=1f⋅C{\displaystyle R={\frac {U\cdot T}{C\cdot U}}={\frac {T}{C}}={\frac {1}{f\cdot C}}}

где:

Т — период переключения конденсатора,
С — ёмкость конденсатора,
f — частота переключения конденсатора.

Следовательно, сопротивление цепи с переключаемым конденсатором обратно пропорционально произведению частоты переключения конденсатора на значение его ёмкости.

Сдвиг (перенос) напряжения[править | править код]

М. Гауси, К. Лакер ; Перевод с англ. В. Д. Разевича; Под ред. В. И. Капустяна. Активные фильтры с переключаемыми конденсаторами. — М.: Радио и связь, 1986.

Расчет потерь мощности ППК с помощью эквивалентого резистора

J. C. Maxwell, A Treatise on Electricity and Magnetism, Oxford, The Clarendon Press, pp. 420—425, Art. 775, 776, «Intermittent current, » 1873.
Z. Singer, A. Emanuel, and M. S. Erlicki, «Power regulation by means of a switched capacitor, » in Proc. of the Institution of Electrical Engineers, Vol. 119, № 2, 1972, pp. 149—152.
G. van Steenwijk, K. Hoen, and H. Wallinga, «Analysis and design of a charge pump circuit for high output current applications», in Proc. 19th European Solid-State Circuits Conf. (ESSCIRC) 1993, pp. 118—121.
J. W. Kimball, P. T. Krein, and K. R. Cahill, «Modeling of Capacitor Impedance in Switching Converters, » IEEE Power Electronics Letters, Vol. 3, № 4, 2005, pp. 136—140.
K. Itoh, M. Horiguchi, and H. Tanaka, Ultra-Low Voltage Nano-Scale Memories, Series on Integrated Circuits and Systems, Springer, 2007, 400p.
M. D. Seeman and S. R. Sanders, «Analysis and Optimization of Switched Capacitor DC-DC Converters, » IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 23, № 2, 2008, pp. 841—851.
S. Ben-Yaakov and M. Evzelman, «Generic and unified model of switched capacitor converters, » IEEE Energy Conversion Congress and Expo. (ECCE) 2009, pp.3501-3508.
S. Ben-Yaakov, «On the Influence of Switch Resistances on Switched Capacitor Converters Losses, » IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2011

Различные ППК на основе двоичной системы счисления

F. Ueno, T. Inoue, and I. Oota, «Realization of a new switched-capacitor transformer with a step-up transformer ratio 2ⁿ−1 using n capacitors, » ISCAS 1986, pp.805-808
J. A. Starzyk, Y.-W. Jan, and F. Qiu, «A DC-DC charge pump design based on voltage doublers, » IEEE Transactions on Circuits and Systems, Part I, Vol. 48, № 3, 2001, pp. 350—359
F. L. Luo, and H. Ye, «Positive output multiple-lift push-pull switched-capacitor Luo-converters, » IEEE transactions on industrial electronics 2004, Vol. 51, № 3, pp. 594—602
S. Ben-Yaakov and A. Kushnerov, «Algebraic foundation of self-adjusting switched capacitors converters, » IEEE Energy Conversion Congress and Expo. (ECCE) 2009, pp. 1582—1589.

Конденсатор — Wikipedia

Типик электролит конденсатор

Конденсатор (элек конденсер атамасы астында да мәгълүм булган) — электр корылмасын туплау һәм саклау өчен кулланылган җайланма. Гамәлдә йөргән конденсаторларның формалары бик төрле, әмма барысында да үткәрмәүче материал ярдәмендә аерылган кимендә ике үткәргеч бар. Электр системаларның өлешләре буларак кулланылган конденсаторлар, мәсәлән, изолятор элпә катламы ярдәмендә аерылган металл фольгадан тора.

Конденсатор — составында диэлектрик (изолятор) ярдәмендә аерылган пар үткәргечләр булган пассив электрон компонент. Әгәр дә үткәргеч арасында потенциаллар аермасы (көчәнеш) бар икән, диэлектрик аша статик электр кыры барлыкка килә. Бу кыр уңай корылманың бер “тәлинкәдә”, ә тискәре корылманың икенче “тәлинкәдә” җыелуының сәбәбе була. Энергия электростатик кырда саклана. Идеаль конденсатор Фарадларда үлчәнә торган бер генә даими зурлык, сыйдырышлык ярдәмендә тасвирлана. Ул һәрбер үткәргечтәге электрик корылмасының, алар арасындагы потенциаллар аермасына чагыштырмасы.

Конденсаторлар электрон схемаларда туры токны блоклап, алмаш токны үткәрү өчен, фильтр ятмәләрендә, егәрлек тәэмин итүче җайланмада чыгышын тотрыклау өчен, радиоларда эзләнгән ешлыкларны сайлый торган резонанс чылбырларда һәм башка максатлар өчен киң кулланылыш таба.

Сыйдырышлык зур үткәргеч өлкәләре арасында нечкә аерылыш булганда иң зур була, моннан чыгып конденсаторның үткәргечләре еш “тәлинкәләр” дип атала, бу элекке замандагы конструкция ысулларына карый. Гамәлдә исә, тәлинкәләр (рус. обкладки) арасындагы диэлектрик аз микъдарда агып китү тогы үткәрә һәм аның электр кыры көченә чикләнеше бар, нәтиҗәдә бәреп үтү көчәнеше (напряжение пробоя) бар, шул ук вакытта үткәргечләр һәм тоташтыру чыбыклары теләнмәгән эквивалент бер-бер артлы тоташтырылган индуктивлык һәм эквивалент бер-бер артлы тоташтырылган каршылыкны кертә.

1745 елның октябренда, Германиядә, Помераниядә Эвальд Георг фон Кляйст югары көчәнеш электростатик генераторны тимерчыбык ярдәмендә кулда тотылган пыяла чүлмәктәге су күләменә тоташтырып, корылманы саклап булу икәнен таба.

Фон Кляйстның кулы һәм су үткәргеч ролен, ә чүлмәк диэлектрик ролен уйнаган (гәрчә механизмның детальләре вакытында дөрес итеп билгеләнмәсә дә). Фон Кляйст генераторны алып куйганнан соң тимерчыбыкны тотканнан соң авырттыргыч ялкын бәрә икәнен тапкан. Бу тәҗрибәне тасвирлый торган хатта ул “мин икенче шокны хәтта Франция патшалыгы өчен дә алмас идем” дип яза.

Киләсе елны, Нидерланд физигы Питер ван Мюсшенброэк охшаш конденсаторны уйлап тапкан, ул бу галим эшләгән Лейден Университеты исемен алып, Лейден чүлмәге дип аталган.

Соңрак Лейден банкаларның эчен һәм тышын металл фольга белән каплап, алар арасында тоташмасын өчен ара калдырып эшләнгән. Иң беренче үлчәү берәмлеге булып “чүлмәк (банка)” хезмәт иткән, ул якынча 1 нанофарадка тигез булган.

Лейден банкалары яки аннан егәрлерәк яссы пыяла тәлинкәләр белән кат-кат фольга үткәргечләр кулланылган җайланмалар эксклюзив рәвештә якынча 1900 нче елларга кадәр кулланылган, моннан соң чыбыксыз (радио) уйлап табуы стандарт конденсаторларга сорау һәм тотрыклы индуктивлыгы әзрәк булган югары ешлыклы ихтыяҗ булган конденсаторларга күчешенә этәргеч булып торган.

Элекке заманда конденсаторлар шулай ук конденсерлар буларак мәгълүм, бу термин хәзерге көннәрдә дә кай вакыт кулланыла. Максатлы рәвештә, бу термин Алессандро Вольта тарафыннан 1782-нче елда кулланылган, бу җайланманың гади изоляцияләнгән үткәргечтән күбрәк тыгызлыктагы электрик корылманы саклау сәләтенә сылтаган.

Параллель тәлинкәле (обкладкалы) конденсаторда корылмаларның аерылуы эчке электрик кырның сәбәбе була. Диэлектрик (әфлисун төстә) кырны кечерәйтә һәм сыйдырышлыкны арттыра.

Параллель тәлинкәле (обкладкалы) конденсатор эшләвенең гади демонстрациясе

Конденсатор ике үткәрмәүче өлкә ярдәмендә аерылган ике үткәргечтән тора. Үткәрмәүче өлкә диэлектрик яки кайбер вакытта диэлектрик әйләнә-тирә дип атала. Гади атамалар кулланганда, диэлектрик ул электрик изолятор гына. Диэлектрик мисаллары итеп пыяла, һава, кәгазь, вакуум һәм хәтта химик яктан үткәргечләргә идентик булган ярымүткәргечнең бушату өлкәсен китерергә була. Конденсатор үзе эчендә һәм изоляцияләнгән, теләсә нинди тышкы электр кырыннан тәэсир булмаган һәм электр туклану челтәреннән корылма алмаган дип фараз ителә (?). Шулай итеп конденсатор бер-берсенә “караучы” өслекләрендә тигез һәм капма-каршы корылмаларны тота һәм диэлектрик электр кырын хасил итә. СИ берәмлекләрендә, 1 Фарад зурлыгындагы сыйдырышлык һәрбер үткәречтәге 1 Кулон коpytka җайланма аша 1 Вольт көчәнешкә сәбәп булуын аңлата.

Конденсатор электрик чылбырлардагы электрик кырларның шактый гомумиләштерелгән моделе. Идеаль конденсатор тулысынча даими сыйдырышлык C ярдәмендә тасвирлана, бу зурлык һәрбер үткәргечтәге корылманың ±Q алар арасындагы көчәнешкә бүленмәсенә (отношение?) тигез:

C=QV{\displaystyle C={\frac {Q}{V}}}

Кайбер вакытта корылма хасил итү конденсаторга механик рәвештә тәэсир итә һәм аның сыйдырышлыгы үзгәрүнең сәбәбе була. Бу очракта, сыйдырышлык инкременталь үзгәрүләр терминнары ярдәмендә тасвирлана:

C=dqdv{\displaystyle C={\frac {\mathrm {d} q}{\mathrm {d} v}}}

Энергияне саклау[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Конденсатор эчендәге үткәргечләр арасындагы корылманы “хәрәкәткә” китерү өчен эш сарыф ителгән булырга тиеш. Тышкы тәэсир бетерелгәннән соң корылмалар аермасы электр кырында дәвам ителә һәм сакланган энергия, корылмага үзенең тигез-авырлыгы (равновесие) хәленә кайтырга “рөхсәт” ителгәннән соң, иреккә чыгарыла. Электр кырнын барлыкка китерүгә сарыф ителгән эш һәм аннан соң сакланган энергия микъдары түбәндәге формула буенча исәпләнә:

W=∫q=0QVdq=∫q=0QqCdq=12Q2C=12CV2=12VQ.{\displaystyle W=\int _{q=0}^{Q}V{\text{d}}q=\int _{q=0}^{Q}{\frac {q}{C}}{\text{d}}q={1 \over 2}{Q^{2} \over C}={1 \over 2}CV^{2}={1 \over 2}VQ.}

Ток-көчәнеш мөнәсәбәте[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Электр схемадагы теләсә нинди компонент аша ток зурлыгы i(t) аның аша үтүче корылма агымының q(t) дәрәҗәсе дип билгеләнгән, әмма чын корылма ияләре, электроннар, конденсаторның диэлектрик катламы аша үтә алмыйлар; моның урынына уңай тәлинкәне (обкладканы) калдыра торган һәрбер электрон өчен тискәре тәлинкәдә (обкладкада) электрон җыела, нәтиҗәдә электрон бушату була һәм шуннан чыгып, бер электродта башка электродта җыелган тискәре корылмага тигез һәм капма-каршы электродлардагы интегралга тигез һәм шул ук вакытта элегрәк тасвирланганча, көчәнешкә пропорциональ. Теләсә нинди башлангыч (первообразная) белән кебек, интеграл алу константасы кушу өчен башлангыч көчәнеш кушыла. Бу конденсатор тигезләмәсенең интеграль формасы:

v(t)=q(t)C=1C∫t0ti(τ)dτ+v(t0){\displaystyle v(t)={\frac {q(t)}{C}}={\frac {1}{C}}\int _{t_{0}}^{t}i(\tau )\mathrm {d} \tau +v(t_{0})}.

Моннан чыгарылма зурлык (производная) алгач, һәм “С” га тапкырлагач, чыгарылма зурлык (производная) формасын табабыз:

i(t)=dq(t)dt=Cdv(t)dt{\displaystyle i(t)={\frac {\mathrm {d} q(t)}{\mathrm {d} t}}=C{\frac {\mathrm {d} v(t)}{\mathrm {d} t}}}.

Конденсаторның “көзге чагылышы” булып индуктивлык кәтүге тора, ул энергияне электр кырда түгел, ә магнит кырында саклый. Аның ток-көчәнеш мөнәсәбәте (отношение?) конденсатор тигезләмәләрендә ток һәм көчәнешләрне урыннары белән алыштыргач һәм C ны индуктивлык L белән алыштыргач, табып була.

Даими ток схемалары[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

$i(t)={\frac {\mathrm {d} q(t)}{\mathrm {d} t}}=C{\frac {\mathrm {d} v(t)}{\mathrm {d} t}}$

Конденсаторның корылма алуын күрсәтүче гади резистор-конденсатор чылбыры.

Составында бер-бер артлы тоташтырылган резистор, конденсатор, ялгау җайланмасы һәм даими ток чыганагы гына булган схема “корылма алу схемасы” атамасы астында билгеле. Әгәр дә t = 0 дә конденсатор корылма алмаган, ә ялгау җайланмасы ачык икән Кирхгоф законыннан чыгып:

V0=vresistor(t)+vcapacitor(t)=i(t)R+1C∫0ti(τ)dτ.{\displaystyle V_{0}=v_{\text{resistor}}(t)+v_{\text{capacitor}}(t)=i(t)R+{\frac {1}{C}}\int _{0}^{t}i(\tau )\mathrm {d} \tau .}

дип язып була.

Чыгарылма зурлык (производная) чыгару һәм аны “С” га тапкырлау беренче тәртип дифференциаль тигезләмәсен бирә:

t = 0 булганда, конденсатор аша көчәнеш нульгә тигез һәм резистор аша көчәнеш V₀. Шуннан чыгып, башлангыч ток i (0) =V₀ /R. Шуны исәпкә алып, дифференциаль тигезләмә түбәндәге тигезләмәне бирә:

i(t)=V0Re−t/τ0{\displaystyle i(t)={\frac {V_{0}}{R}}e^{\,^{\textstyle -t/\tau _{0}}}}

v(t)=V0(1−e−t/τ0),{\displaystyle v(t)=V_{0}\left(1-e^{\,^{\textstyle -t/\tau _{0}}}\right),}

монда τ₀ = RC системаның вакыт константасы.

Конденсатор чыганакның көчәнеше белән тигез-авырлыкка (equilibrium, равновесие) җиткәч, резистор аша көчәнеш һәм бөтен схема аша экспоненциаль кими. Корылма алган конденсаторның корылмасын “бетерү” экспоненциаль кимүнең мисалы булып тора ала, тик монда конденсаторның башлангыч көчәнеше V₀ны алыштыра һәм ахырдагы көчәнеш нульгә тигез.

Алмаш ток схемалары[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Бирелгән ешлыкта синусоидаль рәвештә үзгәрүче көчәнеш һәм синусоидаль рәвештә үзгәрүче ток мөнәсәбәтен (отношение) һәм фаза аермасын электр импеданс, электр реактивлыкларның вектор суммасы һәм электр каршылык тасвирлый. Фурье анализы ярдәмендә теләсә нинди сигнал ешлыклар спектры ярдәмендә күрсәтелергә мөмкин, шуннан чыгып схеманың төрле ешлыкларга реакциясен табарга була. Конденсаторларның реактивлыгы һәм импедансы (шул ук тәртиптә күрсәтелгәнчә):

X=−1ωC=−12πfC{\displaystyle X=-{\frac {1}{\omega C}}=-{\frac {1}{2\pi fC}}}

Z=1jωC=−jωC=−j2πfC{\displaystyle Z={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}}}

монда j — уйланма берәмлек һәм ω синусоидаль сигналның почмак тизлеге. -j фазасы алмаш көчәнеш V = Z I алмаш токтан 90^ока калышканын ? күрсәтә; токның уңай фазасы конденсатор корылма алганда, көчәнешнең артуын күрсәтә; нуль тогы билгеле мизгелдәге даими көчәнешкә карый.

Сыйдырышлыкның артуы һәм ешлыкның артуы белән импедансның кимүен исегездә тотыгыз. Ягъни, югарырак ешлыктагы сигнал яки зуррак сыйдырышлык булганда, ток амплитудасына караган түбәнрәк көчәнешнең сәбәбе була – алмаш токның “кыска ялганышы” (яки AC coupling). Һәм киресенчә, бик түбән ешлыклар өчен реактивлык югары булачак, хәтта конденсатор алмаш ток анализында ачык чылбыр диярлек булганга кадәр – ул ешлыклар фильтрлана.
Конденсаторлар, резистор белән индуктив кәтүкләреннән аермалы буларак, импеданс тасвирлаучы характеристикаларга (мәсәлән, сыйдырышлыкка) “инверс” рәвештә пропорциональ булуы белән аерылып торалар.

Параллель тәлинкәле модель[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

$Z={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}}$

Диэлектрик (d) ике үткәрүче тәлинкә арасында урнашкан, һәрбер тәлинкә “А” өлкәсе дип билгеләнгән.

Иң гади конденсатор үткәрүчәнлеге (һава кебек) ε булган диэлектрик ярдәмендә аерылган ике параллель тәлинкәдән тора. Модель шулай ук башка геометрияле җайланмалар өчен сыйфатлы алдан фараз итүләр өчен кулланылырга мөмкин. Тәлинкәләр бер формада “А” өлкәсендә колач алган һәм аларның яссылыгында ±ρ = ±Q/A корылма тыгызлыгы бар дип фараз ителә. Тәлинкәләрнең киңлеге аларның арасы d дан күпкә зуррак дип фараз итеп, җайланма үзәгендә электр кыры амплитудасы E = ρ/ε га тигез булып, бертөрле булачак. Көчәнеш тәлинкәләр арасындагы электр кырыннан линиялы интегралга тигез:

V=∫0dEdz=∫0dρεdz=ρdε=QdεA.{\displaystyle V=\int _{0}^{d}E\mathrm {d} z=\int _{0}^{d}{\frac {\rho }{\varepsilon }}\mathrm {d} z={\frac {\rho d}{\varepsilon }}={\frac {Qd}{\varepsilon A}}.}

C = Q/V ны куеп, сыйдырышлыкның мәйдан арту белән артуы һәм ара арту белән кимүе ачыклана:

C=εAd{\displaystyle C={\frac {\varepsilon A}{d}}}.

Шулай итеп, югары үткәрүчәнлекле материаллардан ясалган, зур мәйданлы тәлинкәләле һәм тәлинкәләр арасында ара кечкенә булган җайланмаларда сыйдырышлык иң зур була. Шулай да, озынлык берәмлегенә диэлектрик көчен V_d ны кулланып, энергия саклануның максимумын табабыз:

E=12CV2=12εAd(Vdd)2=12εAdVd2{\displaystyle E={\frac {1}{2}}CV^{2}={\frac {1}{2}}{\frac {\varepsilon A}{d}}(V_{d}d)^{2}={\frac {1}{2}}\varepsilon AdV_{d}^{2}}

Энергия максимумының диэлектрик күләменең, үткәрүчәнлекнең, һәм озынлык берәмлегенә диэлектрик көчнең функциясе булганын күрәбез. Шулай итеп, тәлинкә мәйданнарын арттырып, шул ук вакытта аларның арасын киметү диэлектрик күләм бер үк дәрәҗәдә булганда конденсаторның күпме микъдар энергия саклавына үзгәреш кертми.

Элегрәк күрсәтелгән формулалар төгәл булсын өчен, тәлинкәләр арасы тәлинкә яссылыклары мәйданнарыннан күпкә әзрәк дигән фаразы дөрес булырлык итеп, тәлинкәләр арасын арттырганда сак булырга кирәк.

$E={\frac {1}{2}}CV^{2}={\frac {1}{2}}{\frac {\varepsilon A}{d}}(V_{d}d)^{2}={\frac {1}{2}}\varepsilon AdV_{d}^{2}$

Берничә параллель тоташтырылган конденсатор.

Челтәрләр[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Параллель конденсаторлар өчен: Параллель конфигурациядә конденсаторларның һәрберсе шул ук куелган көчәнешкә ия. Аларның сыйдырышлыгы кушыла. Корылма аларның зурлыгы нисбәтендә өлешләп бүленә. Параллель тәлинкәләрне (обкладка) күрсәтү өчен схематик диаграмманы кулланып, һәрбер конденсаторның гомуми өслек мәйданына өлеш кертүен ачык күреп була.; Ceq=C1+C2+⋯+Cn{\displaystyle C_{eq}=C_{1}+C_{2}+\cdots +C_{n}}
Бер-бер артлы тоташтырылган конденсаторлар өчен

$C_{eq}=C_{1}+C_{2}+\cdots +C_{n}$

Бер-бер артлы тоташтырылган берничә конденсатор.

Бер-бер артлы тоташтырылуда, схематик диаграмма тәлинкәләрнең өслеге түгел, ә аеру арасы кушылганын ачыклый. Конденсаторларның һәрберсе бер-бер артлы тоташтырылган аерым конденсатор корылмасына тигез моменталь корылманы саклый. Гомуми бер очтан икенче очка кадәр көчәнеш аермасы һәрбер конденсаторның сыйдырышлыгының кире зурлыгына кушыла. Тулаем алганда, бер-бер артлы тоташтырылган конденсаторлар схемасы үзен, аның составына кергән теләсә нинди компоненттан да “кечерәк” булган конденсатор кебек тота.

1Ceq=1C1+1C2+⋯+1Cn{\displaystyle {\frac {1}{C_{eq}}}={\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{C_{n}}}}

Конденсаторлар югарырак эш көчәнеше, мәсәлән югары көчәнеш “туклану” җайланмасын тотрыкландыру өчен, бер-бер артлы тоташтырылыра. Тәлинкәләр аермасында нигезләнгән, көчәнеш дәрәҗәләре кушыла. Мондый кулланышта, берничә бер-бер артлы тоташтырылган чылбырлар үз чиратында параллель тоташып, матрица хасил итә алалар. Моның максаты артык корылма куймыча, һәрбер конденсаторның энергия саклау сәләтен максималь дәрәҗәгә җиткерү.

Бер-бер артлы тоташтыру шулай ук электролитик конденсаторны алмаш ток схемасында эшләргә яраклы итү өчен дә кулланыла.

Конденсаторлар идеаль конденсаторлар тигезләмәсеннән берничә үзенчәлеге белән аерылып торалар.Шуларның кайберләре (мәсәлән, агып китү тогы һәм паразит тәэсирләр) сызыкча рәвештә, яки сызыкча рәвештә икәнлеген фараз итәргә була торган, һәм алар белән конденсаторның эквивалент схемасына виртуаль компоненталар өстәп, эш итәргә була. Шуннан соң схема анализының гади методлары кулланылырга мөмкин. Башка очракларда, мәсәлән, бәреп үтү көчәнеше белән, тәэсир линиялы рәвештә түгел, һәм нормаль (сызыкча) схема анализын кулланылырга мөмкин түгел булганда, бу тәэсир белән аерым эшләргә кирәк. Шулай ук тагын бер, линиялы булырга мөмкин, әмма сыйдырышлыкның даими дигән фаразны инкяр итә торган төркем бар. Моның мисалы булып, температурага бәйлелек тора.

Бәреп үтү көчәнеше[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Диэлектрик көч атамасы алган E_ds билгеле бер электр кыры куелгач, конденсатордагы диэлектрик үткәргечкә әверелә. Шул эффект күзәтелгәндә, куелган көчәнеш бәреп үтү көчәнеше дип атала һәм ул диэлектрик көчнең продукты һәм конденсаторлар арасындагы аермага бәйле:

Vbd=Edsd{\displaystyle V_{\text{bd}}=E_{\text{ds}}d}

Конденсаторда саклана ала торган энергия бәреп үтү көчәнеше белән чикләнгән. Сыйдырышлык һәм бәреп үтү көчәнеше диэлектрик “юанлыгы” белән шкала куелганлыктан, билгеле бер диэлектрик кулланып эшләнгән конденсаторларның максималь энергия тыгызлыгы чагыштырмача бер дәрәҗәдә,( to the extent that the dielectric dominates their volume.) Диэлектрик өчен һава кулланганган конденсаторларның кырның бәреп үтү көче 2 дән 5 MВ/м тирәсе; слюдадан ясалганнары өчен бәреп үтү 100 дән 300 MВ/м га кадәр, май кулланылганнарында 15 тән 25 MВ/м га кадәр, һәм диэлектрик өчен башка материаллар кулланганда күпкә кечерәк булырга мөмкин. Диэлектрик бик нечкә катламнар рәвешендә кулланыла, шуңа күрә конденсаторларның әпсәлүт бәреп үтү көчәнеше чикләнгән. Гомуми электроникада кулланылган конденсаторлар өчен типик дәрәҗәләр берничә вольттан алып 100В ка яки шул чама кадәргә була. Көчәнеш арту белән, диэлектрик калынрак булырга тиеш, бу югары-көчәнеш конденсаторларны кечерәк көчәнеш конденсаторлардан үлчәмнәре буенча зуррак итә.Бәреп үтү көчәнешенә конденсаторның үткәрүче өлешләренең геометриясе кебек факторлар критик рәвештә тәэсир итә; очлы кырыйлар яки нокталар бу ноктада электр кыр көчен арттыралар һәм бу урында бәреп үтүгә сәбәп булырга мөмкиннәр. Бу күренеш урын ала башлагач, бәреп үтү диэлектрик аша капма-каршы тәлинкәгә кадәр җитеп һәм кыска ялганышка сәбәп булганчы, тиз үтәчәк. Бәреп үтүнең гадәти маршруты – ул электр кырның артканлыктан, диэлектриктагы электроннарны атомнарыннан тартып алып, шулай итеп үткәрүгә сәбәп булуы. Башка сценарийлар да мөмкин, мәсәлән, диэлектрикта “пычрак” урыннар, һәм әгәр диэлектрик кристалл табигатьле булса, кристалл структурасында камил булмаган урыннар, ярымүткәргеч әсбапларда күрергә булган кар ишелүе бәреп үтүенә сәбәп булырга мөмкин. Бәреп үтү көчәнешенә шулай ук басым, дымлылык һәм температура тәэсир итә.

Эквивалент схемасы[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

$V_{\text{bd}}=E_{\text{ds}}d$ Чын конденсаторның ике төрле эквивалент схемасы

Идеаль конденсатор электр энергиясен, читкә сарыф итмичә генә, саклый һәм иреккә чыгара гына. Чынлыкта исә, барлык конденсаторларның да материалларында каршылык хасил итүче камил булмаган урыннары бар. Моңа компонентның “эквивалент бер-бер артлы тоташтырылган каршылыгы” яки “ЭБАТК (ESR)” (эквивалентное последовательное сопротивление) дигән билгеләмә бирәләр. Алдагы формулада чын компонентның үзенчәлекләре импеданска кушыла:

RC=Z+RESR=1jωC+RESR{\displaystyle R_{\text{C}}=Z+R_{\text{ESR}}={\frac {1}{j\omega C}}+R_{\text{ESR}}}

Ешлык чиксез зурлыкка омтылганда, сыйдырышлык импедансы (яки реактив зурлыгы) нульгә омтылга ә ЭБАТК (ESR) параметры исәпкә алырлык зурлыкка җитә:

P_RMS = V_RMS² /R_ESR.

ЭБАТК (ESR) параметры белән кебек үк конденсаторның чыгышлары компонентка эквивалент бер-бер артлы тоташтырылган индуктивлык яки ЭБАТИ (ESL) (эквиалентная последовательная индуктивность) параметрын өсти.

Бу параметр чагыштырмача югары ешлыкларда гына исәпкә алырлык зурлыкка җитә. Индуктив реактив каршылык уңай һәм ешлык белән артканлыктан, билгеле бер ешлыктан соң, сыйдырышлык индуктивлык тарафыннан юкка чыгачак. Югары ешлык инженериясе үз эченә барлык компонентларның һәм тоташтыргычларның индуктивлыгын исәпләү белән шөгыльләнүне үз эченә ала.

Әгәр үткәргечләр камил диэлектрик ярдәмендә түгел, ә кечкенә үткәрүчәнлеге булган материал ярдәмендә аерылган икән, алар арасында туры ага торган кечкенә агып китү тогы була. Шулай итеп, конденсаторның параллель каршылыгы чикле зурлык һәм вакыт белән конденсаторның корылмасы әзәя (моңа кирәк булган вакыт бик төрле һәм конденсаторның материалына һәм сыйфатына бәйле).

Ток пульсацияләре[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Ток пульсацияләре – ул куелган чыганакның (еш кына импульслы егәрлек чыганагы) алмаш ток компоненты, бу компонентаның ешлыгы даими яки алышынып торучан булырга мөмкин. Билгеле конденсатор типларның, мәсәлән электролитик тантал конденсаторларның максималь ток пульсацияләренә (ешлык һәм амплитуда буенча да) чикләнеше бар. Бу ток пульсацияләре зарар итүче җылылык генерациянең сәбәбе булырга мөмкин. Бу җылылык токның конденсаторда кулланылган материал эчендә резистив камил булмаган урыннар, (гадәттә эквивалент бер-бер артлы тоташтырылган каршылык (ЭБАТК, ESR) дип аталган), аша ток үтүе аркасында килеп чыга. Мисал өчен, электролитик тантал конденсаторларның ток пульсацияләренә чикләнешләре бар һәм аларның конденсаторлар гаиләсендә (ЭБАТК, ESR) дәрәҗәләре иң югары. Шул ук вакытта керамик конденсаторларның ток пульсацияләренә чикләнеше юк һәм аларның (ЭБАТК, ESR) дәрәҗәләре иң түбәннәрнең берсе.

Сыйдырышлык тотрыксызлыгы[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Компонентның картаюы белән билгеле конденсаторларның сыйдырышлыгы кими. Керамик конденсаторларда, моңа диэлектрикның җимерелүе сәбәп булып тора. Диэлектрик типы һәм тышкы эшләү һәм саклау температуралары картайдыручы факторларның иң әһәмиятлеләреннән санала, ә эшләү көчәнеше әзрәк тәэсир итә. Картаю процессын компонентны Кюри ноктасынан югарырак җылытып кире борырга мөмкин. Картаю процессы компонент тормышының башы янында иң тиз була, ә вакыт үтү белән җайланма тотрыклана. Электролитик конденсаторлар электролит парга әйләнү белән картаялар. Керамик конденсаторлардан аермалы буларак, бу компонентның тормышы ахырына якынрак була.

Сыйдырышлыкның температурага бәйлелеге гадәттә 1 °C ка миллионнан өлешләрдә үлчәнә. Гадәттә аны киң диапазонда линияле функция буларак кабул итәргә мөмкин, ләкин температура экстремумнарында ул үзен шактый линиялы булмаган рәвештә тота. Хәтта шул ук типтагы конденсаторларның төрле үрнәкләре арасында да, температура коэффициенты я уңай, я тискәре булырга мөмкин. Башка сүзләр белән әйткәндә, температура коэффициентларының диапазоны үз эченә нульне алырга мөмкин. (Мисал өчен агып китү тогы бүлегендәге бирелгән зурлыклар таблицасын карагыз).

Конденсаторлар, бигрәк тә керамик конденсаторлар, һәм кәгазь конденсаторлар кебек искерәк җайланмалар, тавыш дулкыннарын абсорбцияләп, нәтиҗәдә микрофон эффекты килеп чыгарга мөмкин. Тирбәнешләр тәлинкәләрне (обкладкаларны) хәрәкәткә китерә, нәтиҗәдә сыйдырышлык үзгәрә, ә бу үз чиратында алмаш ток чыганагы була. Кайбер диэлектриклар шулай ук пьезоэлектр генерациялиләр. Нәтиҗәдә килеп чыккан буталышлар бигрәк тә аудио кулланышларында проблемалы, чөнки потенциаль рәвештә кире бәйләнеш яки теләнмәгән язуга сәбәп булырга мөмкиннәр. Кире микрофон эффектында, конденсатор тәлинкәләре (обкладкалары) арасында үзгәреп торучы электр кыры физик көч ясап, аларны динамик (тавыш әйткеч) кебек хәрәкәткә китерә. Бу ишетелә торган тавыш генерациясенә сәбәп булырга мөмкин, ләкин энергияне сарыф итә, һәм диэлектрикка (электролит булырга мөмкин) стресс ясый.

Гамәлдә йөргән конденсаторлар сатуда күп төрле формада бар. Эчендәге диэлектрик тибы, тәлинкәләрнең (обкладка) структурасы һәм җайланманың нинди корпус эчендә булганлыгы – шушы бөтен факторлар конденсаторның характеристикасына, аның кулланышларына зур йогынты ясый.

Булган дәрәҗәләре арасында бик кечкенәләрдән (пикофарад дәрәҗәсендә; теләсә нинди кечкенә дәрәҗәләр дә булырга мөмкин, тик теләсә нинди схемада очраклы (паразитик) сыйдырышлык чикләүче фактор булып тора) килоФарадлар белән үлчәнә торган суперконденсаторларга кадәр элементлар бар .

Якынча 1 микрофарадтан артык булган дәрәҗәләрдә кечкенә үлчәмнәре өчен һәм башка технологияләргә караганда чагыштырмача кечкенә бәя өчен, гадәттә электролитик конденсаторлар кулланыла; аларның чагыштырмача әз тотрыклылыгы, тормышы һәм поляризация табигате бу тип конденсаторларны кулланырга мөмкинчелек бирмәгән очраклардан тыш. Бик югары сыйдырышлыклы конденсаторларда куышлыклы (поралы) күмер тудыргыч нигезендәге электрод материалы кулланыла.

Диэлектрик материаллары[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Конденсатор материаллары. Сулдан уңга таба: күп-катламлы керамика, керамик диск, күпкатламлы полиэстер элпә, көпшәсыман керамика, полистирен, металлаштырылган полиэстер элпә, алюминий электролитик. Шкаланың зур бүлемнәре сантиметрларда.

Күпчелек тип конденсаторларда аларның сыйдырышлыгын арттыра торган диэлектрик аергыч бар. Шулай да, тәлинкәләре арасында вакуум белән әз сыйдырышлыклы җайланмалар да бар, бу аларга аеруча югары көчәнеш куелганда эшләргә һәм югалтуларны киметергә рөхсәт итә. Тәлинкәләре атмосферага ачык булган алмаш конденсаторлар радио көйләү схемаларында киң кулланыш тапканнар. Соңрак конструкцияләрдә хәрәкәтләнә торган (ротор) һәм хәрәкәтләнми торган (статор) тәлинкәләр арасында диэлектрик өчен полимер фольга кулланыла, шул ук вакытта тәлинкәләр арасында ара чагыштырмача кечкенә була.

Конденсатор тота алган корылманы максималь дәрәҗәгә җиткерү өчен, диэлектрик материалның үткәрүчәнлеге мөмкин кадәр югары булырга тиеш, шул ук вакытта мөмкин кадәр югары бәреп үтү көчәнешенә ия булырга тиеш.

Кулланыла торган күп каты җисем диэлектрик бар, монда кәгазь, пластик, пыяла, mica (?) һәм керамик материаллар керә. Кәгазь искерәк җайланмаларда киң кулланылган һәм чагыштырмача югары көчәнештә эшне тәкъдим итә. Шулай да, ул су үтеп керүенә бирелүчән һәм күбесенчә пластик элпә конденсаторлар белән алмаштырылган. Пластикның картайдыру (искертү) үзенчәлекләре әйбәтрәк, һәм бу аларны таймер схемаларында файдалы итә, гәрчә алар түбән эш температурасы һәм түбән ешлыклар белән чикләнсә дә (?). Керамик конденсаторлар, гомумән алганда, кечкенә, арзан һәм югары ешлык кулланышлары өчен файдалы, гәрчә аларның сыйдырышлыгы көчәнешкә бәйле шактый үзгәрүчән һәм алар тиз “картайса” да. Киңрәк классификацияләгәндә, алар температурага бәйле сыйдырышлыгы үзгәрүен алдан әйтеп була торган 1 класс диэлектрик ка яки югарырак көчәнештә эшли алган 2 класс диэлектрикка бүленәләр. Пыяла һәм mica конденсаторлар аеруча ышанычлы, тотрыклы һәм югары температура һәм көчәнешләргә түземле, әмма күпчелек массакүләм кулланышлар өчен аларның бәясе кыйммәт.

Электролитик конденсаторлар һәм суперконденсаторлар, аталган тәртиптә кечкенә һәм зуррак микъдар энергия саклау өчен кулланыла, керамик конденсаторлар резонаторларда еш кулланыла, һәм теләмәстән схема ятышы конфигурациясе тарафыннан гади үткәргеч-изолятор-үткәргеч формалашканда, паразит сыйдырышлык хасил була.

Электролитик конденсаторларда әчемә диэлектрик катлам белән алюминий яки тантал тәлинкә кулланыла. Икенче электрод — схемага тагын бер фольга тәлинкә белән тоташтырылган сыек электролит. Электролитик конденсаторлар бик югары сыйдырышлык тәкъдим итә, әмма начар түземлелектән (допуски), югары тотрыксызлык, бигрәк тә җылылык йогынтысы булганда тора-бара сыйдырышлык югалту һәм югары агып китү тогыннан зыян күрәләр. начар сыйфатлы конденсаторлар электролитның агуына сәбәп булырга мөмкин, ә бу басылган платалар өчен зарарлы. Электролитның үткәрүчәнлеге түбән температураларда кими, ә бу эквивалент бер-бер артлы тоташтырылган каршылыкны арттыра. “Туклану” чыганакларында теләнгән шартларга китерү өчен киң кулланылса да, түбән югары ешлык характеристикалары аларны күп кулланылышлар өчен яраксыз итә. Электролитик конденсаторлар билгеле период (якынча 1 ел) кулланылмаса, үзеннән-үзе деградацияләчәк, һәм тулы “туклану” бирелгәндә, кыска ялганырга һәм конденсаторга даими зыян китереп, еш кына саклагычны (предохранитель) эштән чыгаруга һәм ректификацион көпшәләрдә чаткылар чыгуга сәбәп була. Аларны куллану (һәм зарар күрү) алдыннан торгызырга була, моның өчен эш көчәнешен әкренләп куялар, бу еш кына искергән вакуум көпшә җиһазларында 30 минут вакыт эчендә, алмаш ток “туклануын” җайлаштыру өчен алмаш трансформатор кулланып, эшләнә. Кызганычка каршы, мондый техниканы куллану кайбер каты җисем җайланмалар өчен әзрәк файда бирергә мөмкин, чөнки аңа нормаль туклану дәрәҗәсеннән түбәнрәк эшләү зарар китерергә мөмкин, бу “туклану” чыганагын башта кулланучы схемалардан изоляцияләргә таләп итә. Мондый ысулны хәзерге югары ешлык “туклану” чыганаклары өчен кулланырга яраксыз булырга мөмкин, чөнки алар киметелгән керү (input) белән дә тулы чыгыш көчәнешен тәэмин итәләр.

Тантал конденсаторлар алюминийдан яхшырак ешлык һәм температура характеристикалары тәкъдим итәләр, әмма аларның диэлектрик абсорбциясе һәм агып китүе күбрәк. OS-CON (яки OC-CON) конденсаторлар – алар стандарт электролитик конденсаторлардан арзанрак бәягә озынрак яшәү дәвере тәэмин итә торган полимерлашкан органик ярымүткәргеч каты җисем – электролит тибындагы конденсаторлар.

Махсус кулланышлар өчен тагын берничә тип конденсаторар бар. Суперконденсаторлар зур микъдар энергия саклыйлар. Карбон аэрогельдән, карбон көпшәләрдән, яки электродлары югары куышлыклы (высокопористый) материаллардан ясалганнары аеруча югары сыйдырышлык тәкъдим итәләр (2010 елга 5 кФ ка кадәр) һәм кайбер кулланышларда аккумуляторларны алмаштыра алалар. Алмаш ток конденсаторлар махсус алмаш ток “туклану” схемаларында эшләү өчен конструкцияләнгән. Алар еш электрик мотор схемаларында кулланыла һәм еш югары токларга чыдар өчен конструкцияләнгән була, шулай итеп, аларның физик яктан зур булырга тенденциясе бар. Гадәттә алар шома булмаган урыннары булган, еш кына җиргә җиңел ялгарга булган металлик корпуслар эчендә була. Алар шулай ук даими ток бәреп үтү көчәнешләре максималь алмаш ток көчәнешеннән кимендә биш мәртәбә артык булып конструкцияләнә.

Төрле формадагы конденсаторлар[үзгәртү | вики-текстны үзгәртү]

Конденсаторларны тәлинкәләр (обкладкалар) формасы буенча яссы, цилиндрик, сферик һ.б. – ларга классификацияләргә мөмкин.

Конденсатор-2П — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 марта 2019; проверки требуют 5 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 29 марта 2019; проверки требуют 5 правок.

Конденсатор-2П
2А3 «Конденсатор-2П» в Центральном музее вооружённых сил (город Москва)
Классификация	Самоходная пушка
Боевая масса, т	64
Экипаж, чел.	7
Производитель	ВС Союза ССР
Годы разработки	с 1955 по 1960
Годы производства	1957
Количество выпущенных, шт.	4
Основные операторы
Длина с пушкой вперёд, мм	20000
Ширина, мм	3080
Высота, мм	5750
Клиренс, мм	460
Калибр и марка пушки	406,4-мм СМ-54
Тип пушки	пушка
Боекомплект пушки	нет
Дальность стрельбы, км	до 25,6
Прицелы	ТПВ-51, «Угол», С-71-5, ЗИС-3
Тип двигателя
Мощность двигателя, л. с.	750
Запас хода по шоссе, км	200
Удельная мощность, л. с./т	11,7
Тип подвески	индивидуальная торсионная пучковая
Удельное давление на грунт, кг/см²	0,7
Медиафайлы на Викискладе

2А3 «Конденсатор-2П» — советская опытная 406-мм самоходная артиллерийская установка особой мощности.

Серийно не производилась. Первый образец построен в 1957 году. Окончательный вес установки — 64 тонны. Вес снаряда — 570 кг, максимальная дальность стрельбы — 25,6 километров. Всего было изготовлено 4 артиллерийских орудия. В 1957 году САУ 2А3 прошла в параде на 7 ноября по Красной площади и произвела фурор среди отечественных обывателей и иностранных журналистов.

Согласно постановлению Совета Министров СССР, от 18 ноября 1955 года, были начаты работы над самоходным миномётом 2Б1 «Ока» и самоходной пушкой 2А3 «Конденсатор-2П». Основным предназначением пушки являлось уничтожение крупных промышленных и военных объектов противника. При этом могли использоваться как обычные, так и ядерные снаряды. Артиллерийская часть, а также механизмы заряжания и наведения разрабатывались под руководством И. И. Иванова в ЦКБ-34^[1].

В 1957 год на ленинградском Кировском заводе были собраны первые опытные образцы и отправлены на полигонные стрельбы. Испытания проводились на Центральном артиллерийском полигоне под Ленинградом^[1].

В результате испытаний был выявлен ряд критических дефектов, в числе которых были^[1]:

Срыв с креплений коробки передач;
Откат боевой машины на несколько метров;
Разрушение оборудования;
Повреждение ленивцев во время стрельбы имитаторами ядерных боеприпасов.

Работы по устранению дефектов и совершенствованию конструкции велись до 1960 года, после чего были остановлены постановлением Совета Министров СССР^[2].

Вооружение[править | править код]

В качестве основного вооружения БМ использовалась 406-мм пушка СМ-54. Для наведения по вертикали использовался специальный гидропривод. По горизонтали пушка наводилась поворотом всей машины. В целях повышения точности горизонтальной наводки механизм поворота был связан со специальным электродвигателем^[1].

Ходовая часть[править | править код]

Ходовая часть и силовая установка машины были разработаны на базе узлов и агрегатов основного и тяжёлого танка Т-10М. По индексации ГБТУ, шасси имело название «Объект 271»^[1].

М. В. Павлов, И. В. Павлов. Отечественные бронированные машины 1945—1965 гг. // Техника и вооружение: вчера, сегодня, завтра. — Москва: Техинформ, 2009. — № 8. — С. 56.
(рус.) // Карпенко А. В. Бастион : Военно-технический сборник. — Санкт-Петербург. — Вып. Часть 3. Тяжёлые самоходные артиллерийские установки. — № 8. — ISSN 1609-557X.

Электрохимический суперконденсатор — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электрохими́ческие суперконденса́торы (англ. electrochemical supercapacitors) — разновидность суперконденсаторов, в которой сохранение энергии происходит с участием обратимых окислительно-восстановительных электрохимических процессов (фарадеевских процессов) в приповерхностном слое электродного материала.

В электрохимических суперконденсаторах при заряде происходят окислительно-восстановительные электрохимические реакции в тонких адсорбционных моно- и полимолекулярных пленках на границах электрод — электролит. При разрядке эти же реакции идут в обратном направлении. Таким образом, в электрохимических суперконденсаторах энергия накапливается в форме внутренней энергии поверхностных соединений на границе электрод — электролит. Характеристики таких накопителей энергии в большой степени зависят от свойств применяемых в них электродов и их конструкции. Основным отличием электрохимических суперконденсаторов от аккумуляторов является то, что электрохимические процессы происходят исключительно на поверхности электрода, что приводит к более высокой скорости протекания электрохимических процессов за счет отсутствия диффузионных затруднений.

По сравнению с традиционными суперконденсаторами (ионисторами), наиболее серьёзным недостатком электрохимических конденсаторов является меньшая устойчивость электродных материалов к химической и электрохимической деградации. Это приводит к сокращению максимального количества циклов заряда-разряда до нескольких тысяч или десятков тысяч, в зависимости от типа используемого электродного материала.

Основным преимуществом электрохимических конденсаторов по сравнению с аналогами является их потенциально более высокая электроёмкость при сопоставимой мощности. Удельная электроёмкость наиболее совершенных электродов, используемых в ионисторах, обычно не превышает 300—400 Ф/г, в то время как для современных электродов на основе оксидов и гидроксидов рутения ёмкость 600—700 Ф/г не является предельной. Другими известными электродными материалами для электрохимических суперконденсаторов являются нанокристаллические оксиды и гидроксиды никеля и марганца.

Современные электрохимические конденсаторы часто имеют асимметричную конструкцию, в которой на одном электроде накопление энергии происходит в двойном электрическом слое, а на другом — благодаря протеканию фарадеевских процессов. Таким образом, используются положительные стороны суперконденсаторов и электрохимических суперконденсаторов. Электрохимические конденсаторы этого типа в настоящее время представляются наиболее перспективными для дальнейшего усовершенствования.

Конденсатор электрический — это… Что такое Конденсатор электрический?

Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик

Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические.

Различные конденсаторы для объёмного монтажа

Конденса́тор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления энергии электрического поля. Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Обычно состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок.

История

В 1745 году в Лейдене немецкий физик Эвальд Юрген фон Клейст и голландский физик Питер ван Мушенбрук создали первый конденсатор — «лейденскую банку».

Свойства конденсатора

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит заряд или перезаряд конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течет, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора.

В терминах метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом

$~Z_C = \frac{1}{i \omega C}~$ ,

где — мнимая единица, $~\omega$ — частота^[1] протекающего синусоидального тока, — ёмкость конденсатора. Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно: $~X_C = -\frac{1}{\omega C}$ . Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью , собственной индуктивностью ~L_C и сопротивлением потерь ~R_n .

Резонансная частота конденсатора равна

$~f_p = \frac {1}{2 \pi \sqrt {L_c C} }$

При ~f > f_p конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах ~f < f_p , на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.

Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:

$E = {C U^2 \over 2}$

где — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор.

Обозначение конденсаторов на схемах

В России условные графические обозначения конденсаторов на схемах должны соответствовать ГОСТ 2.728-74^[2] либо международному стандарту IEEE 315-1975:

Обозначение по ГОСТ 2.728-74	Описание
	Конденсатор постоянной ёмкости
	Поляризованный конденсатор
	Подстроечный конденсатор переменной ёмкости

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 10⁶ пФ) и пикофарадах, но нередко и в нанофарадах. При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, т.е. постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения (пикоФарад). Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мк x 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10 – 180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, т.е. на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.

Характеристики конденсаторов

Основные параметры

Ёмкость

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до сотен микрофарад. Однако существуют конденсаторы с ёмкостью до десятков фарад.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью каждая, расположенных на расстоянии друг от друга, в системе СИ выражается формулой: $C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d} ~$ , где $\varepsilon$ — относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами (эта формула справедлива, лишь когда много меньше линейных размеров пластин).

Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.

$~C = \sum_{i=1}^N C_i$ или

Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.

При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы. Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна

$C = \frac{1}{\sum_{i=1}^N 1/C_i}$ или $\frac{1}{C} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + ... + \frac{1}{C_n}$

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.

Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.

Удельная ёмкость

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

Номинальное напряжение

Другой, не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального. Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается.

Полярность

$\frac{1}{C} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + ... + \frac{1}{C_n}$

Конденсаторы, разрушившиеся без взрыва из-за температуры и напряжения, не соответствующих рабочим.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения (актуально для импульсных устройств). Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают клапан или выполняют насечку на корпусе (часто можно заметить её в форме буквы X, K или Т на торце). При повышении внутреннего давления открывается клапан или корпус разрушается по насечке, испарившийся электролит выходит в виде едкого газа, и давление спадает без взрыва и осколков.

Паразитные параметры

Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными сопротивлением и индуктивностью. С высокой степенью точности, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить следующим образом:

Электрическое сопротивление изоляции конденсатора — r

Сопротивление изоляции — это сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением r = U / I_ут , где U — напряжение, приложенное к конденсатору, I_ут — ток утечки.

Эквивалентное последовательное сопротивление — R

Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, англ. ESR) обусловлено главным образом электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор.

В большинстве случаев этим параметром можно пренебречь, но иногда (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания) достаточно малое его значение может быть жизненно важным для надёжности устройства (см., напр., Capacitor plague(англ.)).

Эквивалентная последовательная индуктивность — L

Эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора. На низких частотах (до единиц килогерц) обычно не учитывается в силу своей незначительности.

Тангенс угла потерь

Тангенс угла потерь — отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости. $~\rm{tg}{ \left( \delta \right) }=\dfrac{\varepsilon_{im}}{\varepsilon_{re}}=\frac{\sigma}{\omega\varepsilon_{a}}$

Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы напряжения и тока сдвинуты на угол $\varphi = \frac{\pi}{2} - \delta$ , где $~\delta$ — угол диэлектрических потерь. При отсутствии потерь $~\delta = 0$ . Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности P_а к реактивной P_р при синусоидальном напряжении определённой частоты. Величина, обратная $~ \mathrm{tg}(\delta)$ , называется добротностью конденсатора. Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)

ТКЕ — относительное изменению емкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (Кельвина). Таким образом значение ёмкости от температуры представляется линейной формулой:

$C(T) = C_{H.y.} - TKE \cdot C_{H.y.} \Delta T$ ,

где ΔT — увеличение температуры в °C или °К относительно нормальных условий, при которых специфицировано значение ёмкости. TKE применяется для характеристики конденсаторов со значительной линейной зависимостью ёмкости от температуры. Однако ТКЕ определяется не для всех типов конденсаторов. Конденсаторы, имеющие нелинейную зависимость емкости от температуры, и конденсаторы с большими уходами емкости от воздействия температуры окружающей среды в обозначении имеют указание на относительное изменение емкости в рабочем диапазоне температур.

Диэлектрическое поглощение

Если заряженный конденсатор быстро разрядить до нулевого напряжения путём подключения низкоомной нагрузки, а затем снять нагрузку и наблюдать за напряжением на выводах конденсатора, то мы увидим, что напряжение медленно повышается. Это явление получило название диэлектрическое поглощение или адсорбция электрического заряда. Конденсатор ведёт себя так, словно параллельно ему подключено множество последовательных RC-цепочек с различной постоянной времени. Интенсивность проявления этого эффекта зависит в основном от свойств диэлектрика конденсатора. Подобный эффект можно наблюдать и на большинстве электролитических конденсаторов, но в них он является следствием химических реакций между электролитом и обкладками. Наименьшим диэлектрическим поглощением обладают конденсаторы с органическими диэлектриками: тефлон (фторопласт), полистирол, полиэтилентерефталат, поликарбонат.

Классификация конденсаторов

Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.

По виду диэлектрика различают:

Конденсаторы вакуумные (обкладки без диэлектрика находятся в вакууме).
Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
Конденсаторы с жидким диэлектриком.
Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.
Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные — бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.
Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего своей огромной удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) — это или электролит (в электролитических конденсаторах) или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спеченного порошка.

Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:

Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).
Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Применяются, например, в радиоприемниках для перестройки частоты резонансного контура.
Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.

В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляюшие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.

Применение конденсаторов

Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.

Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти или устройства хранения электрической энергии.

Измерительный преобразователь (ИП) малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора.
ИП влажности воздуха (изменение состава диэлектрика приводит к изменению емкости)
ИП влажности древесины

В схемах РЗиА конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит. В частности, в схеме работы АПВ использование конденсатора позволяет обеспечить требуемую кратность срабатывания защиты.

Внешние ссылки

Смотри также

Ссылки

↑ Частота в радианах в секунду.
↑ ГОСТ 2.728-74 (2002)