Kondensaattorityypit selitetty

Tässä viestissä opit kondensaattorin perusteista ja myös erilaisista kondensaattoreista, joita on yleisesti saatavilla markkinoilla ja joita käytetään useimmissa elektronisissa piireissä.

Yleiskatsaus

Kondensaattori on yksinkertaisesti passiivinen elektroninen osa, joka on suunniteltu sähkövarauksen varastointiin.

Fyysisessä muodossa se on valmistettu parista metallilevyjä tai elektrodeja, jotka on erotettu eristyspitoisuudella tai dielektrisellä elementillä. Tasajännitteen soveltaminen kondensaattoriliittimiin tuottaa välittömästi elektronien niukkuuden positiiviselle levylle ja elektronien ylimäärän negatiiviselle levylle, kuten seuraavassa kuvassa osoitetaan.

Tämä erilainen elektronien kertyminen synnyttää sähkövarauksen, joka kerää tietyn tason (jännitteen perusteella), jonka jälkeen se pysyy tällä tasolla. Jos mukana on tasavirta, kondensaattorin sisällä oleva eristin toimii kuin estovirta virran virtaukselle (se voi kuitenkin olla pieni ohimenevä latausvirta, joka estää, kun kondensaattori on täysin ladattu).

Kun vaihtovirtaa käytetään kondensaattorin poikki, puolen vaihtovirran jakson aikana kertynyt varaus kääntyy seuraavan 2. puoliskosyklin aikana, mikä saa kondensaattorin antamaan sen läpi kulkevan virran toimimaan tehokkaasti, ikään kuin dielektristä eristystä ei olisi koskaan ollut.

Siksi kun vaihtovirta on kytketty, kondensaattori toimii yksinkertaisesti kuin kytkentälaite. Löydät tuskin yhtään elektronista virtapiiriä, joka kuljettaa vaihtovirtaa ja jossa ei ole muutamia kondensaattoreita, mahdollisesti kytkennäksi tai järjestelmän yleisen taajuusvasteen optimoimiseksi.

Viimeksi mainitussa skenaariossa kondensaattori kytketään vastukseen RC-yhdistelmän luomiseksi. Kondensaattoreiden lataus- / purkaustapahtumia voitaisiin käyttää myös useissa muissa piireissä, esim. , elektroninen valokuvasalama.

Aivan kuten vastukset, kondensaattorit voidaan konfiguroida toimimaan kiinteillä arvoilla tai olla säädettävissä suuruudeltaan. Kiinteät kondensaattorit ovat satunnaisesti piirin ensisijaisia ​​perustuksia (yhdessä vastusten kanssa). Säädettävät kondensaattorit on tarkoitettu enimmäkseen viritettyjen piirien optimointiin.

jokaisen kondensaattorin suorituskykyparametrit ovat erilaisia ​​ja siten myös niiden sovellukset eroavat vastaavasti.

Yksi laajasti käytetyistä elektronisten komponenttien lomakkeista on elektroniset kondensaattorit. Tämän lisäksi muita teollisuudessa käytettyjä kondensaattoreita ovat keraaminen, hopeakiille, elektrolyyttinen, muovi, tantaali ja muut.

Kutakin kondensaattorityyppiä käytetään erilaisissa sovelluksissa niiden haittojen ja etujen mukaisesti.

Pohjimmiltaan on valittava oikean tyyppinen kondensaattori, sillä kondensaattori on suuresti piiri, jossa kondensaattoria käytetään.

Jos siis oikeaa kondensaattorityyppiä ei valita asetettavaksi piiriin sen parametrien perusteella, se voi johtaa piirin virheelliseen tai virheelliseen toimintaan.

Kondensaattoreiden perusteet

Fyysiset lait, jotka hallitsevat periaatteessa erityyppisiä kondensaattoreita, ovat samat ja niitä noudatetaan vastaavasti.

Nämä peruslakit määrittävät kondensaattoreiden eri parametrit, kuten kuinka kondensaattori toimisi kondensaattorin arvo ja sen kapasitanssi (suurin varauksen määrä, jonka kondensaattori pitää).

Täten perusteoria, johon kondensaattorit rakennetaan ja toimivat, antaa mahdollisuuden ymmärtää kondensaattorien eri muodot ja miten niitä voidaan käyttää tai käyttää.

Huomaa: Vaikka dielektrikoiden alalla on tapahtunut lukuisia muutoksia, kondensaattoreiden perustavat lait eivät ole muuttuneet ja niitä sovelletaan tähän päivään saakka.

Kondensaattorityypit ja eristimet

Kuten edellä keskusteltiin, vaikka peruslakeja, joihin kondensaattorit toimivat, kondensaattorien ominaisuudet eroavat valtavasti siitä, miten kondensaattorityypit on rakennettu.

Erilaiset kondensaattorityyppien erityisominaisuudet saadaan niiden pääelementistä, joka sijaitsee kondensaattorin kahden levyn välissä ja joka tunnetaan nimellä 'dielektrinen'.

Kondensaattorin dielektrisyysvakio voi vaikuttaa kapasitanssitasoon, jonka kondensaattori voi saavuttaa tietyllä määrätyllä tilavuudella. Erilaisten erityyppisten kondensaattoreiden voidaan myös havaita olevan polarisoituneita luonnossa, jolloin kondensaattorin yli kulkeva jännite siedetään vain yhdessä ainoassa suunnassa.

Toisaalta voidaan todeta, että erilaiset erityyppiset kondensaattorit ovat polarisoimatta luonteeltaan, jolloin kondensaattorin yli kulkeva jännite siedetään molempiin suuntiin.

Kondensaattorit nimetään yleisesti kondensaattorissa olevan dielektrisen luonteen perusteella.

Tämä osoittaa yleisiä ominaisuuksia, joita kondensaattorilla on esillä yhdessä erityyppisten piiritoimintojen kanssa, joissa niitä voidaan käyttää.

Yleiskatsaus kondensaattoreista ja niiden erilaisista tyypistä

Polarisoimattomille kondensaattoreille käytetään erilaisia ​​muotoilumuotoja, jotka lähes kaikki tunnistetaan helposti kondensaattorin tyylistä. Sinun ei tarvitse tutkia yksityiskohtia todellisista rakenteista. Niiden erityispiirteet ovat ratkaisevia, vaikka ne voivatkin päättää ihanteellisen lajikkeen työskennellä tietyssä sovelluksessa.

Polarisoimattomat kondensaattorit

1. Paperin dielektriset kondensaattorit , tyypillisesti tunnistettavissa putkimaisen muodonsa kautta, ovat halvimmat mutta tyypillisesti isot. Niiden monet muut keskeiset rajoitukset ovat, että ne eivät sovi käytettäväksi korkeilla taajuuksilla yli 1 MHz, mikä käytännössä rajoittaa niiden soveltamisen äänipiireihin. Nämä löytyvät yleensä arvoista 0,05 - 1 tai 2 uF, joiden käyttöjännitteet ovat 200 - 1 000 volttia. Muovipinnoitetuilla dielektrisillä kondensaattoreilla voi olla paljon suuremmat käyttöjännitteet.
2. Keraamiset kondensaattorit ovat erittäin suosittuja pienissä ääni- ja RF-piireissä. Nämä ovat melko halpoja, ja ne ovat saatavana erilaisilla arvoilla 1 pF - 1 uF, huomattavilla käyttöjännitteillä, ja lisäksi ne tunnetaan erittäin pieninä vuotoina. Niitä voidaan valmistaa sekä kiekkoina että lieriömäisinä rakenteina ja metalloituina keraamisina levyinä.
3. Hopea-kiille kondensaattorit ovat kalliimpia kuin keraamiset kondensaattorit, mutta niillä on erinomainen korkean taajuuden työkyky ja hyvin pienemmät toleranssit, joten niiden katsotaan yleensä soveltuvan hyvin tärkeisiin sovelluksiin. Ne voidaan valmistaa erittäin korkeilla käyttöjännitteillä.
4. Polystyreenikondensaattorit Ne on valmistettu polystyreenikalvolla erotetusta metallikalvosta, jossa on yleensä integroitu polystyreenikate paremman eristysominaisuuden takaamiseksi. Nämä tunnetaan vähäisistä häviöistään korkeilla taajuuksilla, erinomaisella vakaudella ja johdonmukaisuudella. Arvot voivat vaihdella välillä 10 pF - 100 000 pF, mutta käyttöjännite laskee tyypillisesti merkittävästi kapasitanssiarvojen noustessa.
5. Polykarbonaattikondensaattorit yleensä valmistetaan suorakulmaisten kappaleiden muodossa, joiden pääty päättyy lankana, joka voidaan helposti työntää piirilevyn reikiin. Ne tarjoavat korkeita arvoja (jopa 1 uF) pieninä mitoina yhdessä pienentyneiden häviöiden ja minimaalisen induktanssin ominaisuuksien kanssa. Aivan kuten polystyreenikondensaattorit, käyttöjännitteet vaarantuvat suurempien kapasitanssiarvojen kanssa.
6. Polyesterikalvokondensaattorit valmistetaan myös suoraan asennettavaksi piirilevyille, joiden arvot ovat 0,01 - 2,2 uF. Ne ovat yleensä kooltaan suurempia verrattuna polykarbonaattikondensaattoreihin. Niiden pienen sisäisen induktanssin ansiosta ne soveltuvat erityisen hyvin kytkentä- ja irrotustoimintoihin elektronisissa piireissä. Polyesterikalvokondensaattoreiden arvot mainitaan yleensä värikoodilla, joka käsittää 5 värirengasta.
7. Mylar-kalvokondensaattorit voidaan pitää standardikalvotyyppisenä kondensaattorina, joka löytyy tavallisesti arvoista 0,001 - 0,22 uF ja jonka käyttöjännite on enintään 100 volttia DC.

Useimmissa elektronisissa piireissä käytettävät kondensaattorityypit ovat seuraavat:

Keraaminen kondensaattori:

Kondensaattoria, nimittäin keraamista kondensaattoria, käytetään moniin sovelluksiin, mukaan lukien radiotaajuus ja ääni.

Keraamisen kondensaattorin arvojen alue on muutaman picofaradin ja 0,1 mikrofaradin välillä. Keraamiset kondensaattorit ovat alan yleisimmin käytettyjä, koska ne ovat luotettavin ja halvin käytettävissä oleva kondensaattorityyppi.

Toinen syy sen yleiseen ja laajaan käyttöön on, että keraamisen kondensaattorin häviökerroin on hyvin pieni. Kondensaattorin häviökerroin riippuu kuitenkin myös dielektrisyydestä, jota käytetään kondensaattorissa.

Keraamisia kondensaattoreita käytetään sekä pinta-asennuksen että lyijyn muodossa kondensaattorien rakenteellisten ominaisuuksien vuoksi.

Elektrolyyttikondensaattori:

Yksi kondensaattorityyppi, joka on luonteeltaan polarisoitunut, on elektrolyyttikondensaattorit.

Elektrolyyttikondensaattorin tarjoamat kapasitanssiarvot ovat erittäin korkeita, jotka vaihtelevat yli 1 uF. elektrolyyttikondensaattoreita käytetään teollisuudessa yleisesti matalataajuisissa sovelluksissa, kuten irrotussovelluksissa, virtalähteissä ja äänikytkennän sovelluksissa.

Tämä johtuu siitä, että näiden sovellusten taajuusraja on lähes 100 kHz.

Tantaalikondensaattori:

Toinen kondensaattorityyppi, joka on luonteeltaan polarisoitunut, on tantaalikondensaattori. Tantaalikondensaattorin kapasitanssitaso niiden tilavuudessa on erittäin korkea.

Yksi tantaalikondensaattorin haitoista on, että tantaalikondensaattorissa ei ole toleranssia käänteiseen esijännitykseen, mikä voi johtaa kondensaattorin räjähdykseen stressille altistettaessa.

Toinen haittapuoli on, että sillä on hyvin pieni toleranssi aaltoiluvirroille, joten niitä ei tule altistaa suurille jännitteille (kuten niiden käyttöjännitettä suuremmille jännitteille) ja suurelle aaltoiluvirralle. Tantaalikondensaattoreita on saatavana sekä pinta- että lyijymuodossa.

Hopean kiillen kondensaattori:

Vaikka hopeakivikondensaattorien käyttö on vähentynyt merkittävästi nykyisellä aikakaudella, hopeakivikondensaattoreiden tarjoama vakaus on edelleen erittäin korkea, samalla kun se tarjoaa suuren tarkkuuden ja pienen häviön.

Lisäksi hopeakille-kiillekondensaattoreissa on riittävästi tilaa. Sovellukset, joissa niitä ensisijaisesti käytetään, sisältävät radiotaajuussovellukset.

Suurimmat arvot, joihin hopeakille kondensaattori on rajoitettu, ovat noin 100 pF.

Polystyreenikalvokondensaattori:

Polystyreenikalvokondensaattorit tarjoavat kondensaattorin, joka on lähellä toleranssia missä tahansa. Nämä kondensaattorit ovat myös suhteellisen halvempia kuin muut kondensaattorit.

Polystyreenikalvokondensaattoreissa olevat dielektriset voileivät tai levyt rullataan yhteen, mikä johtaa kondensaattorin muotoon putkimaisessa muodossa.

Dielektrisen kerroksen sijoittelu ja kondensaattorin muoto rajoittavat kondensaattorin vasteen korkeille taajuuksille induktanssin lisäämisen vuoksi ja reagoivat siten vain muutamiin 100 kHz: iin.

Polystyreenikalvokondensaattoreiden yleinen saatavuus on lyijyjen elektroniikkakomponenttien muodossa.

Polyesterikalvokondensaattori:

Polyesterikalvokondensaattorin tarjoama toleranssi on hyvin pieni ja näin ollen näitä kondensaattoreita käytetään tilanteissa, joissa ennakkomaksu on kustannus.

Suuren prosenttiosuuden käytettävissä olevien polyesterikalvokondensaattoreiden toleranssitaso on joko 10% tai 5%, ja tämän katsotaan olevan riittävä useille sovelluksille.

Polyesterikalvokondensaattoreiden yleinen saatavuus on lyijyjen elektroniikkakomponenttien muodossa.

Metalloitu polyesterikalvokondensaattori

Metalloidut polyesterikalvotyyppiset kondensaattorit koostuvat polyesterikalvoista, jotka ovat metalloituja, ja kaikessa muussa mielessä se on samanlainen kuin polyesterikalvokondensaattorit tai niiden muu muoto.

Yksi metallisella polyesterikalvolla saavutettavista eduista on se, että se tekee elektrodeista erittäin pienen leveyden ja mahdollistaa siten kondensaattorin koteloinnin myös hyvin pienikokoisessa pakkauksessa.

Metalloitujen polyesterikalvokondensaattoreiden yleinen saatavuus on lyijyjen elektroniikkakomponenttien muodossa.

Polykarbonaattikondensaattori:

Sovelluksissa, joissa kriittisin ja tärkein vaatimus on korkea suorituskyky ja luotettavuus, nämä sovellukset käyttävät polykarbonaattikondensaattoreita.

Polykarbonaattikondensaattorit pitävät kapasitanssiarvoa pitkän ajanjakson ajan, koska niiden toleranssitaso on erittäin korkea. Tällaiset korkeat toleranssitasot saavutetaan, koska polykarbonaattikondensaattorissa käytetty polykarbonaattikalvo on stabiili.

Lisäksi polykarbonaattikondensaattorin hajaantumiskerroin on hyvin pieni ja se kestää laaja-alaisia ​​lämpötiloja ja pysyy vakaana.

Lämpötila-alue, jonka tämä kondensaattori kestää, on välillä -55 ºC - + 125 ºC. Kaikista näistä ominaisuuksista huolimatta polykarbonaattikondensaattoreiden valmistus ja tuotanto on vähentynyt merkittävästi.

PPC- tai polypropeenikondensaattori:

Tämän tyyppisissä kondensaattoreissa vaadittu toleranssitaso on korkeampi kuin mitä polyesterikondensaattori voi tarjota, silloin polypropyleenikondensaattoreita käytetään näissä tapauksissa.

Polypropyleenikondensaattorin dielektrikseen käytetty materiaali on polypropeenikalvo.

Polypropyleenikondensaattorin etu muihin kondensaattoreihin verrattuna on, että se kestää hyvin korkeaa jännitettä tietyn ajanjakson aikana ja siten kapasitanssitason muutos johtuen jännitteen kasvusta ja laskusta ajanjakson aikana on hyvin pieni.

Polypropyleenikondensaattoria käytetään myös tapauksissa, joissa käytettävä taajuus on hyvin matala, enimmäkseen 100 kHz: n alueella.

Polypropeenikondensaattorin yleinen saatavuus on lyijytettyjen elektroniikkakomponenttien muodossa.

Lasikondensaattorit:

Lasikondensaattorissa käytetty eriste koostuu lasista. Vaikka lasikondensaattorit ovat kalliita, niiden suorituskyky on erittäin korkea.

Lasikondensaattoreiden RF-virtakapasiteetti on erittäin korkea, ja hävikki on erittäin pieni. Lisäksi lasikondensaattoreissa ei ole pietsosähköistä kohinaa.

Kaikki nämä ja jotkut lasikondensaattoreiden lisäominaisuudet tekevät niistä sopivimmat ja ihanteelliset korkeaa suorituskykyä vaativille RF-sovelluksille.

Superkondensaattori:

Muut nimet, joilla superkapseli tunnetaan, ovat ultrakondensaattori tai superkondensaattori.

Näiden kondensaattoreiden kapasitanssiarvot ovat sinänsä hyvin suuria. Ultrakondensaattorin kapasitanssitasot menevät melkein kohti tuhansia faradeja.

Ultrakondensaattoria käytetään teollisuudessa tarjoamaan muistin pitoa yhdessä eri käyttötarkoitusten kanssa autosovelluksissa. Erilaiset kondensaattorityypit sisältyvät superkorkkiin.

Niiden ohella on olemassa useita muita kondensaattorityyppejä kondensaattoreita, joita käytetään, kun sovellukset ovat luonteeltaan erikoistuneita.

Kondensaattoreiden tunnistus tapahtuu pääosin niiden parametrien, kuten arvojen avulla, jotka on merkitty kondensaattoreiden koteloiden päälle. Parametrien näyttämiseksi kompaktilla tavalla parametrien merkinnät tehdään koodin muodossa.

MUUTTUVAT KAPASITEETIT

Säädettävät kondensaattorit on rakennettu vaihtoehtoisilla paloilla metallilevyjä, joista yksi on kiinteä ja liikkumaton ja toinen liikkuva.

Levyt erotetaan eristeellä, joka voi olla ilmaa tai kiinteää dielektristä. Yhden levyjoukon liike siirtää levyjen kokonaisosaa muuttamalla siten kapasitanssia levyjen yli.

Lisäksi toistuvaan manipulointiin (esim. Radiovastaanotinaseman säätämiseen) käytettyjen virityskondensaattorien ja viritetyn piirin alustavaan asetukseen tarkoitettujen trimmerikondensaattorien välinen standardierotus.

Virityskondensaattorit ovat yleensä suurempia, voimakkaampia ja yleensä ilmadielektrisiä.

Trimmerikondensaattorit määritetään usein kiilellä tai kalvodielektrikolla, jossa on pienempi määrä levyjä, jolloin kapasitanssia muutetaan kiertämällä keskipulttia levyn ja dielektrisen kiillen poikkeaman muuttamiseksi.

Johtuen siitä, että nämä ovat pienikokoisempia, silti trimmerikondensaattoria voidaan toisinaan käyttää kuin virityskondensaattoria taskukokoisella FM-radiopiirillä, vaikka eksklusiivisia minivirityskondensaattoreita valmistetaan oikeanpuoleisen asennuksen piirilevylle.

Kondensaattoreiden virittämisen suhteen siipien rakenne kertoo tavan, jolla kapasitanssi vaihtelee karaa liikuttaessa.

Kaikki nämä määritteet on yleensä luokiteltu yhteen seuraavista kuvauksista:

1. Lineaarinen: missä kukin karan pyörimisaste aiheuttaa samanlaisen kapasitanssimuutoksen. Tämä on tyypillisin radiovastaanottimille valittu tyyppi.

2. Logaritminen: jossa jokainen karan liikkeen aste tuottaa tasaisesti vaihtelevan viritetyn piirin taajuuden.

3. Tasainen taajuus: jossa jokainen yksittäinen karan liikkeen aste tuottaa saman vaihtelun taajuudessa viritetyssä piirissä. 4. Neliölaki: jossa kapasitanssin vaihtelu on verrannollinen karan liikekulman neliöön.