Vrste kondenzatora, njihove karakteristike i namjena

Akumulacija i konverzija električne energije mogu se pripisati osnovnim zadacima koji rješavaju pomoćne elemente radijske opreme. Kondenzator pripada pasivnim komponentama i djeluje kao vrsta kapaciteta za dolazni naboj. Dizajn standardnih uređaja osigurava pločaste elektrode koje su odvojene tankim dielektrikama. Složeniji kondenzatori mogu sadržavati nekoliko slojeva elektroda koji tvore cilindrični namot. Postoje i druge karakteristike koje određuju mogućnost korištenja elemenata za određenu opremu.

Namjenski kondenzatori

Do danas gotovo da i nema područja radijskog inženjerstva u kojem se ti uređaji ne bi koristili. Najčešće kombinacije kondenzatora s otpornicima i induktorima uključenim u konstrukciju električnih krugova. Takvi čvorovi podržavaju funkcije frekvencijskih filtara, oscilatornih krugova i povratnih linija. Drugi uobičajeni problem je izglađivanje valovitih napona koji su potrebni u sekundarnim izvorima energije. U laserskim sustavima, sustavima bljeskalica i magnetskim akceleratorima, električni kondenzator se koristi za isporuku jednokratnog punjenja s velikom snagom. I obrnuto elektrotehnički uređaji opremljeni tim elementima kako bi se nadoknadila energija jalove snage. Iako se takvi elementi ne mogu smatrati punim kapacitivnim uređaji za pohranu energije u nekim sustavima djeluju i kao nositelji informacija.

Označavanje uređaja

Za vizualno određivanje pripada li kondenzator određenoj kategoriji, koriste se posebni simboli. Prva indikacija je kapacitivni potencijal izražen mikrofaradom (μF). Mogu se koristiti i druge mjerne jedinice, koje će također biti označene odgovarajućim oznakama. Vrsta materijala koji se koristi u konstrukciji nije uvijek naznačena - u pravilu se proizvode ne-markerski keramički i filmski nepolarni modeli. Zauzvrat, oznaka kondenzatora tantala odgovara otpornicima - osim prisutnosti znaka µ i brojeva 104 ili 107. Takvi uređaji mogu biti narančasti, žuti ili crni. Oznaka znaka također ukazuje na dimenzionalne parametre i kapacitet. Modeli visokog napona i elektrolita označeni su s maksimalnom vrijednošću napona, a za promjenjive kondenzatore je naznačeno područje kapaciteta.

Ključne značajke

Glavni radni parametar je kapacitet na kojem ovisi sposobnost određenog modela da akumulira naplatu. Potrebno je razdvojiti nominalni i stvarni kapacitet, jer u praksi korištenje druge vrijednosti može biti manje. Raspon vrijednosti po volumenu može varirati od 1 do 50 μF, au nekim slučajevima maksimalni iznosi 10 000 μF. Pokazatelj gustoće energije je također važan, u velikoj mjeri određen dizajnom proizvoda. Najveću gustoću karakteriziraju tipovi kondenzatora velikog formata, u kojima masa ploče s elektrolitom znatno premašuje težinu kućišta. Na primjer, s kapacitetom od 10.000 μF s naponom od 0.45 kW i masom od oko 2 kg, gustoća može doseći 600-800 J / kg. Upravo takav model je koristan za dugoročno skladištenje energije. Osim toga, radna svojstva kondenzatora određuju se tolerancijom. Radi se samo o pogrešci u omjeru stvarnog i nominalnog kapaciteta. Ta se vrijednost izražava u postotku i prosjeku 20-30%. U nekim područjima radijski inženjerski proizvodi koriste se s tolerancijom od 1%.

Keramički kondenzatori

To su uređaji na bazi disk keramičkih elemenata s dielektricima barij titanata. Takav se kondenzator može koristiti u sustavima s naponima do 50.000 V, ali važno je imati na umu da ima minimalnu temperaturnu stabilnost i širok raspon promjena kapacitivnosti. Među prednostima može se primijetiti mala struja curenja, skromna veličina (s velikim kapacitetom punjenja) i mogućnost rada na visokim frekvencijama. U tu svrhu se keramički kondenzatori koriste u krugovima s pulsirajućom, izmjeničnom i istosmjernom strujom. Najčešće se koriste modeli s kapacitetom do 0,5 mikrofarada. U tom procesu, ovaj tip kondenzatora dobro se nosi s vanjskim opterećenjima, uključujući mehaničke udare. Ne može se reći da se keramički kovčeg odlikuje dugim radnim vremenom i izdržljivošću, ali zadržava svoja tehnička svojstva u navedenom razdoblju.

Modeli poliestera

U dijagramima su uređaji ovog tipa označeni oznakama K73-17 ili CL21. Njihova ljuska je formirana od metaliziranog filma, a epoksidna smjesa se koristi za tijelo. Samo prisutnost ovog punila u dizajnu čini poliesterske kondenzatore otpornim na temperaturne, fizikalne i kemijske utjecaje. Ovaj skup kvalitetnih performansi doveo je do široke distribucije K73-17 kondenzatora u proizvodnji rasvjetnih uređaja. Prosječni kapacitet uređaja je 15 µF pri maksimalnom naponu od oko 1500 V. Karakteristike su skromne, ali to ne sprječava uporabu kondenzatora u istim krugovima pulsne i izmjenične struje. Osim toga, niska cijena uređaja pridonosi njegovoj popularnosti na tržištu radija.

Kondenzator na bazi polipropilena

Također relativno jeftin pogon opcija. električni naboj koji se u isto vrijeme razlikuju u niskim koeficijentima gubitaka i visokoj dielektričnoj izdržljivosti. Prednosti uključuju optimalnu higroskopnost. To jest, jedan od glavnih neprijatelja radio elemenata u obliku vlage u polipropilenskim kondenzatorima nije strašan. Metalne folije ili folijske trake koriste se kao izolatori. U najnovijim verzijama koristi se i tehnologija samopopravljive ljuske koja povećava pouzdanost i trajnost kondenzatora.

Uređaj može raditi na višim frekvencijama uz održavanje dovoljne snage. Ta kvaliteta omogućuje uporabu kondenzatora u indukcijskim sustavima grijanja, dopunjenim vodenim hlađenjem. Također je raširena upotreba takvih elemenata u opremi električnih motora od 220 V. U ovom slučaju oni djeluju kao polazne komponente. Ovu funkciju najbolje mogu implementirati modeli s radnim kapacitetom u rasponu od 1-100 mikrofarada i naponom od 440 V. Ali to nisu jedini sintetički pogoni. Što su termoplastični kondenzatori? Polisulfonski i polikarbonatni elementi zaslužuju pozornost. Prve karakteriziraju niska apsorpcija vlage i sposobnost održavanja visokog napona pri padu temperature, a drugi u tom procesu pokazuju optimalnu električnu stabilnost.

Tantalski kondenzatori

Osnova uređaja je tantal pentoksid s oksidnim elektrolitičkim punjenjem. Kondenzator ima visoki omjer nosivosti i volumena, širok raspon podržanih temperatura i kompaktnost. Takve se komponente koriste u izradi malih instrumenata, računala i druge računalne opreme. U ovoj se obitelji mogu razlikovati sljedeći tipovi kondenzatora: polarni i nepolarni, kruti i tekući. Najatraktivniji u smislu izvedbe su poluvodički uređaji, budući da ih karakterizira sposobnost održavanja visokog napona. Međutim, u uvjetima kritičnog viška dopuštene strujne vrijednosti, mogu propasti. Kapacitet tantalovih modela je 1000 mikrofara, ali u usporedbi s elektrolitičkim paralelama, njihova je vlastita induktivnost znatno niža, što omogućuje korištenje elementa na visokim frekvencijama.

Značajke modela visokog napona

Elementi ovog tipa mogu se koristiti u sustavima s visokim naponskim razinama, koji dosežu 15.000 V. Istovremeno, kapacitet visokonaponskih kondenzatora je mali - oko 50-100 nF. Keramika se češće koristi kao dielektrični materijal. Zbog toga se održavaju velika naprezanja, a tijelo štiti punjenje od kvarova na pločama.

Česti su i vakuumski proizvodi od stakla, koji također podržavaju napone veće od 10.000 V. To su tikvice s koncentričnim elektrodama koje osiguravaju male gubitke frekvencije u procesu. Nanesite visokonaponske kondenzatore ovog tipa za rješavanje kritičnih problema radiofrekvencije s induktivnim zagrijavanjem. No, takve su komponente skuplje, lomljive i velike.

Višeslojne i jednoslojne strukture

Obično se ova klasifikacija primjenjuje na kondenzatore od keramike. Dakle, jednoslojni kondenzatori (disk) imaju jednostavan uređaj, ali to ne utječe na smanjenje veličine. U većini slučajeva oni su masivniji od višeslojnih kolega. Kao rezultat toga, kapacitet uređaja se povećava, ali velike veličine i dalje ograničavaju njihovu distribuciju u određenim područjima.

Što se tiče višeslojnih elemenata, oni su po performansama uglavnom slični diskovnim, ali je potencijal pogona još veći. Također značajna prednost leži u pouzdanosti i trajnosti. Faktor u kojem se izvode višeslojni kondenzatori čini ih manje osjetljivima na agresivne medije, što proširuje područje primjene. Takve se komponente uglavnom koriste u skupoj profesionalnoj opremi.

Impregnirani kondenzatori za ulje

Radi se o zasebnoj skupini radio elemenata, koji se temelje na papirnim punilima. Oni su tretirani s posebnim rješenjima kao što su vosak i epoksidne smole. Što su kondenzatori tipa ulja? Temeljno različiti modeli za izravnu i izmjeničnu struju. Prvi se koriste za filtriranje frekvencija, pojačavanje napona i uklanjanje električni luk. U industriji se koriste kondenzatori za impregnaciju ulja za sustave s izmjeničnom strujom. Takav uređaj ima veliki kapacitet i može podnijeti velika vršna opterećenja. U pravilu se koristi kao polazna komponenta za elektromotore. Dodatne značajke uključuju razdvajanje faza, korekciju snage i izjednačavanje napona.

Negativni faktori za uporabu kondenzatora

Jedan od glavnih problema s upotrebom kondenzatora je velika vjerojatnost eksplozije uslijed pregrijavanja, koja nastaje zbog velikih curenja. Također povećati rizik od loma elementa mogu biti smješteni radijatori s visokim toplinskim zračenjem. Koje vrste kondenzatora su najosjetljivije na eksplozije? Najčešće se to događa s elektrolitičkim uređajima s nepouzdanim kućištima. Optimizacija dizajna kako bi se smanjila veličina proizvoda prisiljava proizvođače da koriste tanke školjke, tako da može doći do raspršenja dijelova kondenzatora i prskanja elektrolita s jakim pregrijavanjem ili u uvjetima povećanog unutarnjeg tlaka.

zaključak

I najjednostavniji jednoslojni i višeslojni visokonaponski modeli kondenzatora obavljaju važne zadatke za radijsku opremu. U najmanju ruku, oni prilagođavaju trenutne parametre, koji se, sa sličnim dimenzijama, ne mogu osigurati od bilo koje druge tehničke komponente. Istodobno, električni kondenzator uopće nije idealno rješenje, što uzrokuje stalno traženje novih formata njegovog izvođenja. Proizvođači sofisticirane opreme eksperimentiraju s dizajnom, punilima i fizičkim svojstvima, nastojeći ponuditi optimalne potrošačke kvalitete ovog uređaja. Među najvažnijim ciljnim parametrima u tom pogledu su otpornost na kondenzatore na opterećenja, široki radni rasponi, minimalno zračenje i visoki vijek trajanja.