В електроніці використовується безліч різних деталей, які разом дозволяють здійснювати цілий ряд дій. Однією з них є конденсатор. І в рамках статті буде вестися мова про те, що це за механізм, як працює, для чого потрібен конденсатор і що він робить в схемах.
Що називається конденсатором?
Конденсатор – це пасивне електричне обладнання, яке в схемах може виконувати різні завдання завдяки вмінню збирати заряд і енергію електричного поля. Але головний спектр застосування – це фільтрів випрямлячів та стабілізаторів. Так, завдяки конденсаторів здійснюється передача сигналу між підсилювальними каскадами, задаються тимчасові інтервали для витримки часу, будують фільтри високих і низьких частот. Завдяки своїм властивостям він також використовується для збірки частоти в різних генераторах.
В даному випадку інтерес з матеріальної точки зору є не одні конденсатори. Ціна на таку необхідну продукцію може перебувати в широкому діапазоні. Так, вона коливається від значень у декілька одиниць до десятків тисяч рублів. Все залежить від вимог та проблеми, яку повинні вирішувати конденсатори. Ціна для більшості з тих, що застосовуються в аматорській радіоелектроніці, буде триматися на рівні кількох десятків рублів.
Схематичне зображення
Зовні він виглядає як дві обкладки, які поділяються діелектриком. Чим більшу площу мають використовувані пластини і чим вони ближче, тим вища ємність конденсатора. Недарма спочатку було застосовано слово «обкладки», адже вони зовні не завжди плоскі. Так, у металлобумажных конденсаторах в якості своєрідних пластин виступає алюмінієва фольга, яка згорнута разом паперовим діелектриком в один щільний клубок (який повторює форму металевого корпусу). Щоб збільшити електричну міцність, можна тонку конденсаторну папір просочити ізолюючими складами (наприклад, трансформаторним маслом).
Даний вид конденсаторів може похвалитися ємністю, яка становить кілька сотень микрофарад. За подібним принципом влаштовані і інші представники сімейства цієї деталі електроніки. А як перевірити конденсатор і переконатися, що реальний стан справ відповідає написам? Найбільш простий спосіб – скористатися цифровим мультиметром. Також відповідь на питання, як перевірити конденсатор, може дати омметр.
Принцип дії і для чого потрібен конденсатор
З позначення і схематичного зображення можна зробити висновок, що в якості найпростішого конденсатора можуть виступити навіть дві металеві пластини, розташовані поруч. В якості діелектрика при цьому впорається повітря. Теоретично немає ніякого обмеження на площу пластин і відстань між ними. Тому навіть при розлученні на величезні відстані і зменшення їх розміру, нехай і незначна, але якась ємність зберігається.
Така властивість знайшло використання в високочастотної техніки. Так, їх навчилися робити навіть у вигляді звичайних доріжок друкованого монтажу, а також просто скручуючи два дроти, які знаходяться в поліетиленовій ізоляції. При використанні кабелю ємність конденсатора (мкф) зростає разом з довжиною. Але слід розуміти, що якщо переданий імпульс короткий, а дріт довгий, то він може просто не дійти до точки призначення. Може використовуватися конденсатор у колі постійного і змінного струму.
Накопичення енергії
При збільшенні ємності конденсатора такі процеси, як заряд і розряд протікають повільно. Напруга на даному електричному пристрої росте по кривій лінії, яка в математиці називається експонентою. З часом напруга конденсатора збільшиться від 0В до рівня джерела живлення (якщо не перегорить через занадто високих значень останнього).
Електролітичний конденсатор
На даний момент найбільшою питомою ємністю при співвідношенні цього показника і обсягу деталі можуть похвалитися електролітичні конденсатори. Їх показник місткості досягає значень в 100 тисяч микрофарад, а робочу напругу до 600 У. Але працюють вони добре виключно на низьких частотах. Для чого потрібен конденсатор такого типу? Основна сфера застосування – фільтри джерел живлення. Електролітичні конденсатори в схеми завжди включаються з дотриманням полярності. Електроди роблять з тонкої плівки (яка зроблена з оксиду металів). Так як тонкий шар повітря між ними не є достатньо хорошим ізолятором, то також сюди додається шар електроліту (в якості нього виступають концентровані розчини лугів або кислот).
Суперконденсатор
Це новий клас електролітичних конденсаторів, який називають ионисторами. Його властивості роблять його схожим на акумулятор, хоча і накладаються певні обмеження. Так, їх перевага полягає в короткому часу заряду (зазвичай кілька хвилин). Для чого потрібен конденсатор такого типу? Іоністори використовуються як резервні джерела живлення. При виготовленні вони виходять неполярними, і де плюс, а де мінус, визначається першої зарядкою (на заводі-виробнику).
Значний вплив на працездатність впливає температура і номінальна напруга. Так, при 70C і 0,8 потужності дадуть менше 500 годин роботи. При зменшенні напруги до 0,6 від номіналу, а температури до 40 градусів термін його служби збільшиться до 40 тисяч годин. Знайти іоністори можна в мікросхемах пам’яті або електронних годинниках. Але разом з цим мають непогані перспективи їх використання в сонячних батареях.
