Даммигийн хувьд конденсатор хэрхэн ажилладаг вэ? Конденсаторын зорилго ба хэрэглээ. Конденсаторуудын цуврал холболт

Бүх төрлийн конденсаторууд нь ижил үндсэн бүтэцтэй бөгөөд энэ нь эсрэг туйлуудын цахилгаан цэнэгүүд төвлөрсөн хоёр дамжуулагч хавтан (хавтан) ба тэдгээрийн хоорондох тусгаарлагч материалын давхаргаас бүрдэнэ.

Ашигласан материал, диэлектрик давхаргын өөр өөр параметр бүхий хавтангийн хэмжээ нь конденсаторын шинж чанарт нөлөөлдөг.

Ангилал

Конденсаторыг дараах хүчин зүйлсийн дагуу төрөлд хуваана.

Зорилго

• Ерөнхий зорилго . Энэ бол электроникийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг конденсатор юм. Тэдэнд тусгай шаардлага байхгүй.
• Онцгой . Ийм конденсаторууд нь цахилгаан мотор болон тусгай тоног төхөөрөмжийг эхлүүлэх үед өгөгдсөн хүчдэл болон бусад үзүүлэлтүүдэд найдвартай байдлыг нэмэгдүүлсэн.

Хүчин чадлын өөрчлөлт

• Тогтмол хүчин чадал . Тэд чадавхийг өөрчлөх чадваргүй байдаг.
• Хувьсах хүчин чадал . Тэд температур, хүчдэл эсвэл хавтангийн байрлалыг тохируулах үед багтаамжийн утгыг өөрчилж болно. Хувьсах конденсаторууд нь:
  Trimmer конденсаторууд хүчин чадлын хурдан тохируулгатай холбоотой тасралтгүй ажиллах зориулалттай биш. Эдгээр нь зөвхөн нэг удаагийн тоног төхөөрөмж суурилуулах, хүчин чадлыг үе үе тохируулах зориулалттай.
  Шугаман бус конденсатор шугаман бус графикийн дагуу температур ба хүчдэлийн нөлөөн дор тэдгээрийн хүчин чадлыг өөрчлөх. Конденсатор нь хүчдэлээс хамаардаг конденсаторуудыг нэрлэдэг варикондас , температураас - дулааны конденсатор .

Хамгаалах арга

• Хамгаалалтгүй ажиллах хэвийн нөхцөл, хамгаалалтгүй.
• ХамгаалагдсанКонденсаторууд нь хамгаалалттай орон сууцанд хийгдсэн тул өндөр чийгшилд ажиллах боломжтой.
• Тусгаарлагчгүй нээлттэй их биетэй, янз бүрийн хэлхээний элементүүдтэй харьцахаас тусгаарлагдаагүй байна.
• Тусгаарлагдсан Конденсаторууд нь хаалттай орон сууцанд хийгдсэн байдаг.
• Нягтруулсан тусгай материалаар дүүргэсэн биетэй байх.
• Битүүмжилсэн гадаад орчноос бүрэн тусгаарлагдсан битүүмжилсэн орон сууцтай байх.

Суурилуулалтын төрөл

• Суурилуулсанхэд хэдэн төрөлд хуваагддаг;
  - соронзон хальсны гаралт;
  - дэмжих шураг;
  - дугуй электродууд;
  - радиаль эсвэл тэнхлэгийн утаснууд.
• Конденсатор шураг терминалуудтай цахилгаан хэлхээнд ашигладаг хэлхээнд холбох утаснуудаар тоноглогдсон. Дулааны ачааллыг багасгахын тулд хөргөлтийн радиаторуудад ийм дүгнэлтийг засах нь илүү хялбар байдаг.
• Конденсатор -тай залгах терминалууд Эдгээр нь шинэ бүтээн байгуулалт бөгөөд тэдгээр нь самбар дээр суурилагдсан үед шууд байрандаа ордог. Гагнуур ашиглах шаардлагагүй тул энэ нь маш тохиромжтой.
• Конденсаторуудыг зохион бүтээсэн гадаргуу суурилуулах зориулалттай, дизайны онцлогтой: орон сууцны хэсгүүд нь хар тугалга юм.
• Хүчин чадал хэвлэх суурилуулах зориулалттай самбар дээр байрлуулах дугуй тээглүүрээр хийсэн.

Диэлектрик материалын дагуу

Хавтануудын хоорондох тусгаарлагчийн эсэргүүцэл нь тусгаарлагч материалын параметрээс хамаарна. Зөвшөөрөгдөх алдагдал болон бусад үзүүлэлтүүд нь үүнээс хамаарна. Өөр өөр диэлектрик материалтай конденсаторуудын төрлийг авч үзье.

• Конденсатор органик бус тусгаарлагчтай шилэн керамик, шилэн паалан, гялтгануураас . Диэлектрик материалыг металл бүрээс эсвэл тугалган цаасаар бүрсэн байна.
• Бага давтамжтай конденсаторууд нь диэлектрик алдагдал нь гүйдлийн давтамжаас хамаардаг сул туйлт органик хальс хэлбэртэй тусгаарлагч материалыг агуулдаг.
• Өндөр давтамжийн загварууд фторопластик ба полистиролын хальс агуулсан.
• Өндөр хүчдэлийн импульсийн загварууд хосолсон материалаар хийсэн тусгаарлагчтай байна.
• Конденсаторуудад DC хүчдэл Iполитетрафторэтилен, цаас эсвэл хосолсон материалыг диэлектрик болгон ашигладаг.
• Бага хүчдэл загварууд нь 1.6 кВ хүртэл хүчдэлд ажилладаг.
• Өндөр хүчдэл загварууд нь 1.6 кВ-оос дээш хүчдэлд ажилладаг.
• Дозиметрийн конденсаторыг бага гүйдэлтэй ажиллахад ашигладаг, өөрөө цэнэггүйдэл багатай, тусгаарлагчийн эсэргүүцэл өндөр байдаг.
• Дуу чимээ дарах багтаамжаас үүсэх хөндлөнгийн оролцоог бууруулдаг цахилгаан соронзон орон, бага индукцтэй байна.
• Хүчин чадал органик тусгаарлагчтай конденсатор цаас болон төрөл бүрийн хальс ашиглан хийсэн.
• Вакуум, агаар, хий дүүргэсэн конденсаторууд нь диэлектрик алдагдал багатай тул өндөр давтамжтай төхөөрөмжид ашигладаг.

Хавтангийн хэлбэр

• Бөмбөрцөг хэлбэртэй.
• Хавтгай.
• Цилиндр хэлбэртэй.

Туйлшрал

• Электролит конденсаторыг оксидын конденсатор гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг холбохдоо терминалуудын туйлшралыг ажиглах шаардлагатай. Электролитийн конденсаторууд нь тантал эсвэл хөнгөн цагааны анод дээр электрохимийн аргаар үүссэн оксидын давхаргаас бүрдэх диэлектрик агуулдаг. Катод нь шингэн эсвэл гель хэлбэрийн электролит юм.
• Туйлшгүйконденсаторыг туйлшралыг ажиглахгүйгээр хэлхээнд оруулж болно.

Загварын онцлог

Дээр дурдсан конденсаторуудын төрлүүд бүгд тийм ч алдартай биш юм. Тиймээс, илүү нарийвчлан авч үзье дизайны онцлогхамгийн их хэрэглэгддэг конденсаторын төрлүүд.

Конденсаторуудын агаарын төрөл

Агаарыг диэлектрик болгон ашигладаг. Эдгээр төрлийн конденсаторууд нь хувьсах багтаамжтай тааруулах конденсаторууд болох өндөр давтамжтай ажиллахдаа өөрсдийгөө нотолсон. Конденсаторын хөдөлгөөнт хавтан нь ротор, хөдөлгөөнгүй хавтанг статор гэж нэрлэдэг. Ялтсуудыг бие биенээсээ харьцангуйгаар нүүлгэн шилжүүлэх үед нийт талбайэдгээр хавтангийн огтлолцол ба конденсаторын багтаамж. Өмнө нь ийм конденсаторууд нь радио станцуудыг тааруулах радио хүлээн авагчдад маш их алдартай байсан.

Керамик

Ийм конденсаторууд нь нэг буюу хэд хэдэн хавтан хэлбэрээр хийгдсэн байдаг тусгай керамик. Металл хавтанг керамик хавтан дээр металл давхаргыг цацаж, дараа нь дамжуулагчтай холбох замаар хийдэг. Керамик материалыг янз бүрийн шинж чанартай ашиглаж болно.

Тэдний олон янз байдал нь өргөн хүрээний диэлектрик тогтмолоор тодорхойлогддог. Энэ нь метр тутамд хэдэн арван мянган фарад хүрэх боломжтой бөгөөд зөвхөн ийм төрлийн саванд л боломжтой. Керамик конденсаторын энэ шинж чанар нь электролитийн конденсатортай харьцуулах боломжтой том багтаамжийн утгыг бий болгох боломжийг олгодог боловч холболтын туйлшрал нь тэдний хувьд чухал биш юм.

Керамик нь хүчдэл, давтамж, температураас хамаарах шугаман бус, нарийн төвөгтэй шинж чанартай байдаг. Орон сууцны жижиг хэмжээтэй тул ийм төрлийн конденсаторыг авсаархан төхөөрөмжид ашигладаг.

Кино

Ийм загварт хуванцар хальс нь диэлектрикийн үүрэг гүйцэтгэдэг: поликарбонат, полипропилен эсвэл полиэфир.

Конденсаторын хавтанг шүршиж эсвэл тугалган цаас хэлбэрээр хийдэг. Шинэ материал бол полифенилен сульфид юм.

Кино конденсаторын параметрүүд

• Резонансын хэлхээнд ашигладаг.
• Хамгийн бага алдагдал гүйдэл.
• Бага хүчин чадалтай.
• Өндөр хүч чадал.
• Өндөр гүйдлийг тэсвэрлэх.
• Цахилгааны эвдрэлд тэсвэртэй (өндөр хүчдэлийг тэсвэрлэдэг).
• Ашиглалтын хамгийн өндөр температур нь 125 градус хүртэл байдаг.

Полимер

Эдгээр загварууд нь электролитийн савнаас ялгаатай байдаг полимер материал, ялтсуудын хооронд оксидын хальсны оронд. Тэд цэнэгийн алдагдал, хаван үүсэхгүй.

Полимер параметрүүд нь чухал ач холбогдолтой импульсийн гүйдэл, тогтмол температурын коэффициент, бага эсэргүүцэл. Полимер загварууд нь шүүлтүүрт электролитийн загварыг сольж болно импульсийн эх үүсвэрүүдболон бусад төхөөрөмжүүд.

Электролит

Электролитийн конденсаторууд нь диэлектрик материалаар цаасан загвараас ялгаатай бөгөөд энэ нь эерэг хавтан дээр цахилгаан химийн аргаар үүссэн металлын исэл юм.

Хоёр дахь хавтан нь хуурай эсвэл шингэн электролитээр хийгдсэн байдаг. Электродууд нь ихэвчлэн тантал эсвэл хөнгөн цагаанаар хийгдсэн байдаг. Бүх электролитийн савыг туйлширсан гэж үздэг бөгөөд зөвхөн цагт хэвийн ажиллах чадвартай тогтмол хүчдэлтодорхой туйлшралд.

Хэрэв туйлшрал ажиглагдаагүй бол эргэлт буцалтгүй гэмтэл гарч болзошгүй. химийн процесссавны дотор талд хий ялгарах тул бүтэлгүйтэх, эсвэл бүр тэсрэх аюултай.

Электролитийн хувьд ионистор гэж нэрлэгддэг суперконденсаторууд орно. Тэд маш том хүчин чадалтай, олон мянган Фарад хүрдэг.

Тантал электролит

Тантал электролитийн төхөөрөмж нь тантал электродын онцлог шинж чанартай байдаг. Диэлектрик нь танталын пентоксидээс бүрдэнэ.

Сонголтууд

• Хөнгөн цагааны төрлөөс ялгаатай нь бага зэргийн алдагдал гүйдэл.
• Жижиг хэмжээтэй.
• Гадны нөлөөнд тэсвэртэй.
• Бага идэвхтэй эсэргүүцэл.
• Буруу шон холболттой тохиолдолд өндөр мэдрэмжтэй.

Хөнгөн цагааны электролит

Эерэг терминал нь хөнгөн цагаан электрод юм. Хөнгөн цагааны гурвалсан ислийг диэлектрик болгон ашигласан. Эдгээр нь импульсийн блокуудад ашиглагддаг бөгөөд гаралтын шүүлтүүр юм.

Сонголтууд

• Том хүчин чадалтай.
• Зөвхөн зөв ажил бага давтамжууд.
• Хүчин чадал-хэмжээний харьцааг нэмэгдүүлэх: Бусад төрлийн конденсаторууд нь нэг багтаамжийн хувьд илүү том хэмжээтэй байх болно.
• Их хэмжээний гүйдлийн алдагдал.
• Бага индукц.

Цаас

Тугалган хавтангийн хоорондох диэлектрик нь тусгай конденсатор цаас юм. IN электрон төхөөрөмж цаасны төрөлКонденсатор нь ихэвчлэн өндөр ба нам давтамжийн хэлхээнд ажилладаг.

Металл цаасан конденсатор битүүмжлэл, өндөр хувийн багтаамжтай, өндөр чанартай цахилгаан тусгаарлагчтай. Тэдний загвар нь тугалган цаасны оронд цаасан диэлектрик дээр вакуум металлын хуримтлалыг ашигладаг.

Цаас конденсаторууд нь механик хүч чадал өндөр байдаггүй. Үүнтэй холбогдуулан түүний дотор талыг металл хайрцагт байрлуулсан бөгөөд энэ нь түүний төхөөрөмжийг хамгаалдаг.

Бүх радио инженерчлэл, электрон төхөөрөмжүүдэд транзистор ба микро схемээс гадна конденсаторыг ашигладаг. Зарим хэлхээнд илүү олон, бусад нь цөөн байдаг боловч конденсаторгүй электрон хэлхээ бараг байдаггүй.

Үүний зэрэгцээ конденсаторууд нь төхөөрөмжүүдэд янз бүрийн ажлыг гүйцэтгэх боломжтой. Юуны өмнө эдгээр нь Шулуутгагч ба тогтворжуулагчийн шүүлтүүр дэх багтаамж юм. Конденсаторыг ашиглан өсгөгчийн үе шатуудын хооронд дохио дамжуулж, бага ба өндөр дамжуулалтын шүүлтүүрийг барьж, цаг хугацааны хоцрогдолд цаг хугацааны интервалыг тогтоож, янз бүрийн генератор дахь хэлбэлзлийн давтамжийг сонгоно.

Конденсаторууд нь тэдний гарал үүслийг буцаасан байдаг 18-р зууны дунд үезуунд Голландын эрдэмтэн Питер ван Мусшенбрук үүнийг туршилтандаа ашигласан. Тэрээр Лейден хотод амьдардаг байсан тул энэ савыг яагаад ингэж нэрлэсэнийг таахад хэцүү биш юм.

Үнэндээ энэ бол ердийн зүйл байсан шилэн сав, дотор болон гадна талд цагаан тугалган цаасаар доторлогоотой - станиол. Энэ нь орчин үеийн хөнгөн цагааны нэгэн адил зориулалтаар ашиглагдаж байсан боловч хөнгөн цагааныг хараахан илрүүлээгүй байна.

Тэр үеийн цахилгаан эрчим хүчний цорын ганц эх үүсвэр нь хэдэн зуун киловольт хүртэл хүчдэл гаргах чадвартай электрофор машин байв. Энэ бол Лейден савыг цэнэглэсэн газар юм. Физикийн сурах бичгүүдэд Мушенбрук гар барьсан арван харуулын гинжээр лаагаа асгасан тохиолдлыг дүрсэлсэн байдаг.

Тэр үед үр дагавар нь эмгэнэлтэй байх болно гэдгийг хэн ч мэдээгүй. Цохилт нь нэлээд мэдрэмтгий байсан ч үхэлд хүргэсэнгүй. Лейдений савны багтаамж бага, импульс нь маш богино байсан тул гадагшлуулах чадал бага байсан тул энэ нь тийм ч ирээгүй.

Конденсатор хэрхэн ажилладаг вэ?

Конденсаторын загвар нь Лейден савнаас бараг ялгаагүй: диэлектрикээр тусгаарлагдсан ижил хоёр хавтан. Орчин үеийн цахилгаан диаграмм дээр конденсаторыг яг ийм байдлаар дүрсэлсэн байдаг. 1-р зурагт хавтгай конденсаторын бүдүүвч загвар ба түүнийг тооцоолох томъёог үзүүлэв.

Зураг 1. Зэрэгцээ хавтантай конденсаторын загвар

Энд S нь ялтсуудын талбай юм квадрат метр, d - метр дэх ялтсуудын хоорондох зай, C - фарад дахь багтаамж, ε - орчны диэлектрик дамжуулалт. Томъёонд орсон бүх хэмжигдэхүүнийг SI системд зааж өгсөн болно. Энэ томьёо нь хамгийн энгийн хавтгай конденсаторын хувьд хүчинтэй: та зүгээр л хоёрыг байрлуулж болно металл хавтан, үүнээс дүгнэлт хийж байна. Агаар нь диэлектрик болж чаддаг.

Энэ томъёоноос харахад ялтсуудын талбай том, тэдгээрийн хоорондох зай бага байх тусам конденсаторын багтаамж их байх болно. Өөр геометр бүхий конденсаторын хувьд томъёо нь өөр байж болно, жишээлбэл, нэг дамжуулагчийн багтаамж эсвэл. Гэхдээ ялтсуудын талбайн багтаамж ба тэдгээрийн хоорондох зай нь хавтгай конденсаторынхтай ижил байна: талбай том байх тусам зай бага байх тусам багтаамж их байх болно.

Үнэн хэрэгтээ ялтсуудыг үргэлж хавтгай болгодоггүй. Олон конденсаторуудын хувьд, жишээлбэл, металл цаасан конденсаторуудын хувьд ялтсууд нь цаасан диэлектрикийн хамт металл хайрцаг шиг хэлбэртэй нягт бөмбөлөг болгон өнхрүүлсэн хөнгөн цагаан тугалган цаас юм.

Цахилгааны хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд нимгэн конденсатор цаасыг тусгаарлагч нэгдлүүд, ихэвчлэн трансформаторын тосоор шингээдэг. Энэхүү загвар нь хэдэн зуун микрофарад хүртэл багтаамжтай конденсатор хийх боломжтой болгодог. Конденсаторууд нь бусад диэлектриктэй ижил аргаар ажилладаг.

Томъёо нь S хавтангийн талбай ба хавтангийн хоорондох зайд ямар нэгэн хязгаарлалт агуулаагүй d. Хэрэв бид ялтсуудыг бие биенээсээ маш хол зайд байрлуулж, үүнтэй зэрэгцэн хавтангийн талбайг маш жижиг болгож чадна гэж үзвэл бага зэрэг хүчин чадалтай хэвээр байх болно. Ийм үндэслэл нь бие биенийхээ хажууд байрлах хоёр дамжуулагч хүртэл цахилгаан багтаамжтай байдаг.

Энэ нөхцөл байдал нь өндөр давтамжийн технологид өргөн хэрэглэгддэг: зарим тохиолдолд конденсаторыг зүгээр л хэвлэмэл хэлхээний хэлбэрээр хийдэг, эсвэл бүр хоёр утсыг полиэтилен тусгаарлагчаар эрчилсэн байдаг. Энгийн гоймонгийн утас эсвэл кабель нь багтаамжтай бөгөөд урт нь нэмэгдэх тусам нэмэгддэг.

С багтаамжаас гадна ямар ч кабель нь эсэргүүцэлтэй R. Эдгээрийн аль аль нь физик шинж чанар a нь кабелийн уртын дагуу тархсан бөгөөд импульсийн дохиог дамжуулахдаа тэдгээр нь RC гинжин хэлхээний нэгдмэл байдлаар ажилладаг бөгөөд 2-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 2.

Зураг дээр бүх зүйл энгийн: энд хэлхээ, энд оролтын дохио, энд гаралтын дохио байна. Импульс нь танигдахын аргагүй гажсан боловч энэ нь зориудаар хийгдсэн байдаг тул хэлхээг угсарсан. Энэ хооронд бид импульсийн дохионд кабелийн багтаамжийн нөлөөллийн талаар ярьж байна. Кабелийн нөгөө үзүүрт импульсийн оронд иймэрхүү “хонх” гарч ирэх ба импульс богино байвал кабелийн нөгөө үзүүрт огт хүрэхгүй, бүрмөсөн алга болж магадгүй.

Түүхэн баримт

Атлантын далайг дамнасан кабель хэрхэн тавигдсан тухай түүхийг эргэн санах нь зүйтэй юм. 1857 онд хийсэн анхны оролдлого бүтэлгүйтсэн: телеграфын цэг, зураас (тэгш өнцөгт импульс) гажуудсан тул 4000 км урт шугамын нөгөө үзүүрт юу ч харагдахгүй байв.

1865 онд хоёр дахь оролдлого хийсэн. Энэ үед Английн физикч В.Томпсон урт шугамаар өгөгдөл дамжуулах онолыг боловсруулжээ. Энэ онолын үүднээс кабель тавих нь илүү амжилттай болсон дохиог хүлээн авсан;

Энэхүү шинжлэх ухааны эр зоригийнх нь төлөө хатан хаан Виктория эрдэмтэнд баатар цол олгож, Лорд Келвин цол хүртжээ. Энэ бол Ирландын эрэг дээрх кабель татах ажил эхэлсэн жижиг хотын нэр байв. Гэхдээ энэ бол зүгээр л үг бөгөөд одоо томъёоны сүүлчийн үсэг, тухайлбал ε орчны диэлектрик тогтмол руу буцъя.

Диэлектрикийн талаар бага зэрэг

Энэ ε нь томъёоны хуваарьт байгаа тул түүний өсөлт нь хүчин чадлыг нэмэгдүүлэхэд хүргэнэ. Агаар, лавсан, полиэтилен, фторопластик гэх мэт ихэнх диэлектрикийн хувьд энэ тогтмол нь вакуумтай бараг ижил байна. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн диэлектрик тогтмол нь хамаагүй өндөр байдаг олон бодис байдаг. Агааржуулагчийг ацетон эсвэл спиртээр дүүргэвэл хүчин чадал нь 15...20 дахин нэмэгдэнэ.

Гэхдээ ийм бодисууд нь өндөр ε-ээс гадна нэлээд өндөр дамжуулалттай байдаг тул ийм конденсатор нь цэнэгийг сайн барьж чаддаггүй; Энэ хортой үзэгдлийг урсгал гүйдэл гэж нэрлэдэг. Тиймээс диэлектрикийн хувьд тусгай материалыг боловсруулж байгаа бөгөөд энэ нь конденсаторын өндөр багтаамжтай хүлээн зөвшөөрөгдөх алдагдлын гүйдлийг хангах боломжийг олгодог. Энэ нь тус бүр нь тодорхой нөхцөлд зориулагдсан конденсаторуудын төрөл, төрлийг тайлбарладаг зүйл юм.

Тэд хамгийн өндөр тусгай хүчин чадалтай (хүчин чадал / эзлэхүүний харьцаа). "Электролитийн" хүчин чадал нь 100,000 мкФ хүртэл, ажиллах хүчдэл 600 В хүртэл байдаг. Ийм конденсатор нь зөвхөн бага давтамжтай, ихэвчлэн цахилгаан тэжээлийн шүүлтүүрт сайн ажилладаг. Электролитийн конденсаторыг зөв туйлшралаар холбодог.

Ийм конденсатор дахь электродууд нь металлын ислийн нимгэн хальс бөгөөд ийм конденсаторыг ихэвчлэн ислийн конденсатор гэж нэрлэдэг. Ийм электродуудын хоорондох агаарын нимгэн давхарга нь тийм ч найдвартай тусгаарлагч биш тул оксидын хавтангийн хооронд электролитийн давхаргыг нэвтрүүлдэг. Ихэнхдээ эдгээр нь хүчил эсвэл шүлтийн төвлөрсөн уусмал юм.

Зураг 3-т нэг ийм конденсаторыг үзүүлэв.

Зураг 3. Электролитийн конденсатор

Конденсаторын хэмжээг тооцоолохын тулд түүний хажууд энгийн шүдэнзний хайрцагны зургийг авчээ. Зураг дээр нэлээд том хүчин чадлаас гадна хүлцлийг хувиар харж болно: нэрлэсэн дүнгийн 70% -иас багагүй байна.

Компьютерууд том хэмжээтэй байсан бөгөөд компьютер гэж нэрлэгддэг байсан тэр үед ийм конденсаторууд нь дискний хөтчүүдэд (орчин үеийн HDD) байсан. Ийм хөтчүүдийн мэдээллийн багтаамж нь одоо зөвхөн инээмсэглэлийг бий болгож чадна: 350 мм диаметртэй хоёр диск дээр 5 мегабайт мэдээлэл хадгалагдсан бөгөөд төхөөрөмж өөрөө 54 кг жинтэй байв.

Зурагт үзүүлсэн суперконденсаторуудын гол зорилго нь гэнэт цахилгаан тасарсан үед дискний ажлын хэсгээс соронзон толгойг арилгах явдал байв. Ийм конденсатор нь цэнэгээ хэдэн жилийн турш хадгалж чаддаг байсан бөгөөд үүнийг практик дээр туршиж үзсэн.

Доор бид конденсатор юу хийж чадахыг ойлгохын тулд электролитийн конденсатортай хэд хэдэн энгийн туршилт хийхийг санал болгож байна.

Хэлхээнд ашиглах зориулалттай АСтуйлшралгүй электролитийн конденсаторыг үйлдвэрлэдэг боловч зарим шалтгааны улмаас тэдгээрийг авахад маш хэцүү байдаг. Энэ асуудлыг ямар нэгэн байдлаар даван туулахын тулд ердийн туйлын "электролит" -ийг эсрэг дарааллаар асаана: нэмэх-хасах-хасах-нэмэх.

Хэрэв туйлын электролитийн конденсаторыг ээлжит гүйдлийн хэлхээнд холбовол эхлээд халааж, дараа нь дэлбэрэлт болно. Хуучин дотоодын конденсаторууд бүх чиглэлд тархсан бол импортын конденсаторууд нь чанга цохилтоос зайлсхийх боломжийг олгодог тусгай төхөөрөмжтэй байдаг. Дүрмээр бол энэ нь конденсаторын ёроолд байрлах хөндлөн ховил, эсвэл тэнд байрлах резинэн залгууртай нүх юм.

Тэд туйлшрал зөв байсан ч өндөр хүчдэлийн электролитийн конденсаторуудад үнэхээр дургүй байдаг. Тиймээс, өгөгдсөн конденсаторын хамгийн их хүчдэлтэй ойролцоо хүчдэл хүлээгдэж буй хэлхээнд "электролит" -ийг хэзээ ч хийж болохгүй.

Заримдаа зарим, бүр нэр хүндтэй форумд эхлэн суралцагчид "Диаграммд 470μF * 16V конденсатор харагдаж байна, гэхдээ надад 470μF * 50V байна, би үүнийг суулгаж болох уу?" Гэсэн асуулт асуудаг. Тийм ээ, мэдээжийн хэрэг та чадна, гэхдээ урвуу солих нь хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй.

Конденсатор нь энерги хуримтлуулах чадвартай

Энэ мэдэгдлийг ойлгоход тусална энгийн хэлхээ, Зураг 4-т үзүүлэв.

Зураг 4. Конденсатор бүхий хэлхээ

Энэ хэлхээний гол шинж чанар нь хангалттай том багтаамжтай C электролитийн конденсатор бөгөөд цэнэг ба цэнэгийн процесс нь удаан, бүр маш тодорхой явагддаг. Энэ нь ердийн гар чийдэнгийн чийдэнг ашиглан хэлхээний ажиллагааг нүдээр харах боломжийг олгодог. Эдгээр гар чийдэн нь орчин үеийн LED гэрлүүдэд удаан хугацаагаар байр сууриа өгсөн боловч тэдгээрт зориулсан гэрлийн чийдэн зарагдсан хэвээр байна. Тиймээс хэлхээг угсарч, энгийн туршилт хийх нь маш энгийн.

Магадгүй хэн нэгэн: "Яагаад? Эцсийн эцэст бүх зүйл ойлгомжтой, гэхдээ та бас тайлбарыг уншвал...” Энд эсэргүүцэх зүйл байхгүй мэт санагдаж байгаа ч аливаа, тэр ч байтугай хамгийн энгийн зүйл, хэрэв ойлголт нь гараар дамжин ирсэн бол толгойд удаан хугацаагаар үлддэг.

Тиймээс хэлхээг угсарч байна. Энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Диаграммд үзүүлсэн SA шилжүүлэгчийн байрлалд конденсатор С нь хэлхээний R резистороор GB тэжээлийн эх үүсвэрээс цэнэглэгддэг: +GB __ R __ SA __ C __ -GB. Цэнэглэх гүйдэлдиаграммд iз индекс бүхий сумаар харуулав. Конденсаторыг цэнэглэх үйл явцыг Зураг 5-т үзүүлэв.

Зураг 5. Конденсаторыг цэнэглэх үйл явц

Зурагт конденсатор дээрх хүчдэл нь математикийн экспоненциал гэж нэрлэгддэг муруй шугамын дагуу нэмэгдэж байгааг харуулж байна. Цэнэглэх гүйдэл нь цэнэгийн хүчдэлийг шууд харуулдаг. Конденсатор дээрх хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр цэнэглэх гүйдэл багасна. Зөвхөн эхний мөчид энэ нь зурагт үзүүлсэн томъёотой тохирч байна.

Хэсэг хугацааны дараа конденсатор нь 0V-ээс тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчдэл хүртэл, манай хэлхээнд 4.5V хүртэл цэнэглэгдэх болно. Бүх асуулт бол энэ хугацааг хэрхэн тодорхойлох, хэр удаан хүлээх, конденсатор хэзээ цэнэглэгдэх вэ?

Цагийн тогтмол "tau" τ = R*C

Энэ томьёо нь цуваа холболттой резистор ба конденсаторын эсэргүүцэл ба багтаамжийг зүгээр л үржүүлдэг. Хэрэв бид SI системийг үл тоомсорлохгүйгээр Ом дахь эсэргүүцэл ба Фарад дахь багтаамжийг орлуулах юм бол үр дүн нь секундын дотор гарна. Энэ нь конденсаторыг тэжээлийн эх үүсвэрийн хүчдэлийн 36.8% хүртэл цэнэглэхэд шаардагдах хугацаа юм. Үүний дагуу бараг 100% цэнэглэхэд 5*τ хугацаа шаардагдана.

Ихэнхдээ SI системийг үл тоомсорлож, тэдгээр нь Ом дахь эсэргүүцэл ба микрофарад дахь багтаамжийг томъёонд орлуулж, дараа нь цаг нь микросекунд байх болно. Манай тохиолдолд үр дүнг секундын дотор авах нь илүү тохиромжтой бөгөөд үүний тулд та микросекундуудыг саяар үржүүлэх, эсвэл илүү энгийнээр аравтын бутархайг зүүн тийш зургаан газар шилжүүлэх хэрэгтэй.

Зураг 4-т үзүүлсэн хэлхээний хувьд конденсаторын багтаамж 2000 μF, эсэргүүцэл нь 500 Ом эсэргүүцэлтэй байх үед хугацааны тогтмол нь τ = R*C = 500 * 2000 = 1,000,000 микросекунд буюу яг нэг секунд болно. Тиймээс конденсатор бүрэн цэнэглэгдэх хүртэл та ойролцоогоор 5 секунд хүлээх хэрэгтэй болно.

Хэрэв заасан хугацааны дараа SA шилжүүлэгчийг зөв байрлалд шилжүүлбэл конденсатор С нь EL чийдэнгээр дамждаг. Энэ мөчид богино анивчина, конденсатор цэнэггүй болж, гэрэл унтарна. Конденсаторын цэнэгийн чиглэлийг ip индекс бүхий сумаар харуулав. Мөн гадагшлуулах хугацааг τ хугацааны тогтмолоор тодорхойлно. Цэнэглэх графикийг Зураг 6-д үзүүлэв.

Зураг 6. Конденсаторын цэнэгийн график

Конденсатор нь шууд гүйдэл дамжуулдаггүй

Зураг 7-д үзүүлсэн илүү энгийн диаграм нь энэ мэдэгдлийг баталгаажуулахад тусална.

Зураг 7. Тогтмол гүйдлийн хэлхээнд конденсатор бүхий хэлхээ

Хэрэв та SA унтраалгыг хаавал гэрлийн чийдэн богино хугацаанд анивчих бөгөөд энэ нь конденсатор С гэрлийн чийдэнгээр цэнэглэгдсэнийг илтгэнэ. Цэнэгийн графикийг мөн энд харуулав: унтраалга хаагдсан үед гүйдэл хамгийн их, конденсатор цэнэглэгдэх тусам буурч, хэсэг хугацааны дараа бүрэн зогсдог.

Хэрэв конденсатор сайн чанар, өөрөөр хэлбэл гүйдэл багатай (өөрөө цэнэглэгддэг) унтраалга дахин дахин хаагдах нь анивчихад хүргэдэггүй. Өөр флэш авахын тулд конденсаторыг цэнэггүй болгох шаардлагатай болно.

Цахилгаан шүүлтүүр дэх конденсатор

Конденсаторыг ихэвчлэн шулуутгагчийн дараа байрлуулдаг. Ихэнх тохиолдолд Шулуутгагчийг бүрэн долгионоор хийдэг. Хамгийн түгээмэл Шулуутгагч хэлхээг 8-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 8. Шулуутгагч хэлхээ

Хагас долгионы шулуутгагчийг ихэвчлэн ачаалал багатай тохиолдолд ихэвчлэн ашигладаг. Ийм Шулуутгагчийн хамгийн үнэ цэнэтэй чанар нь тэдний энгийн байдал юм: зөвхөн нэг диод ба трансформаторын ороомог.

Бүрэн долгионы Шулуутгагчийн хувьд шүүлтүүрийн конденсаторын багтаамжийг томъёогоор тооцоолж болно.

C = 1000000 * Po / 2*U*f*dU, энд C нь конденсаторын багтаамж μF, Po нь ачааллын хүч W, U нь Шулуутгагч гаралтын хүчдэл B, f нь давтамж юм. Хувьсах гүйдлийн хүчдэлГц, dU импульсийн далайц V.

1,000,000 тоологч дахь том тоо нь конденсаторын багтаамжийг Фарад системээс микрофарад болгон хувиргадаг. Хуваагч дахь хоёр нь Шулуутгагчийн хагас мөчлөгийн тоог илэрхийлнэ: хагас долгионы Шулуутгагчийн хувьд оронд нь нэг нь гарч ирнэ.

C = 1000000 * Po / U*f*dU,

гурван фазын Шулуутгагчийн хувьд томъёо нь C = 1000000 * Po / 3*U*f*dU хэлбэртэй байна.

Суперконденсатор - ионистор

Саяхан гарч ирсэн шинэ ангиэлектролитийн конденсатор гэж нэрлэгддэг. Шинж чанараараа энэ нь батерейтай төстэй боловч хэд хэдэн хязгаарлалттай байдаг.

Ионистор нь богино хугацаанд, шууд утгаараа хэдхэн минутын дотор нэрлэсэн хүчдэлд цэнэглэгддэг тул үүнийг нөөц тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашиглахыг зөвлөж байна. Үнэн хэрэгтээ ионистор бол туйлшралыг тодорхойлдог цорын ганц зүйл бол үйлдвэрлэгчээс цэнэглэгддэг төхөөрөмж юм. Ирээдүйд энэ туйлшралыг төөрөгдөлд оруулахгүйн тулд үүнийг + тэмдгээр тэмдэглэв.

Том үүрэгИонисторуудын ажиллах нөхцөл нь тодорхой үүрэг гүйцэтгэдэг. 70˚С-ийн температурт нэрлэсэн хүчдэлийн 0.8-ийн хүчдэлд баталгаатай бат бөх чанар нь 500 цагаас илүүгүй байна. Хэрэв төхөөрөмж нэрлэсэн хүчдэлийн 0.6-ийн хүчдэлд ажилладаг бөгөөд температур нь 40 градусаас хэтрэхгүй бол 40,000 цаг ба түүнээс дээш хугацаанд зөв ажиллах боломжтой.

Ионисторын хамгийн түгээмэл хэрэглээ нь нөөц тэжээлийн хангамжид байдаг. Эдгээр нь голчлон санах ойн чип эсвэл электрон цаг юм. Энэ тохиолдолд ионисторын гол параметр нь алдагдал багатай гүйдэл, өөрөө гадагшилдаг.

ионисторыг хамтад нь ашиглах нарны хавтан. Энэ нь мөн цэнэгийн нөхцлийн чухал биш, бараг хязгааргүй тооны цэнэгийн цэнэгийн гүйдлийн мөчлөгтэй холбоотой юм. Өөр нэг үнэ цэнэтэй шинж чанар бол ионистор нь засвар үйлчилгээ шаарддаггүй явдал юм.

Одоогийн байдлаар би электролитийн конденсаторууд, ялангуяа тогтмол гүйдлийн хэлхээнд хэрхэн, хаана ажилладаг талаар хэлж чадсан. Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд конденсаторуудын ажиллагааг өөр нийтлэлд авч үзэх болно.

Конденсатор, кондер, агааржуулагч - үүнийг туршлагатай мэргэжилтнүүд үүнийг нэрлэдэг - янз бүрийн цахилгаан хэлхээнд ашигладаг хамгийн түгээмэл элементүүдийн нэг юм. Конденсатор нь цэнэгийг хадгалах чадвартай цахилгаан гүйдэлцахилгаан хэлхээний бусад элементүүдэд дамжуулна.
Хамгийн энгийн конденсатор нь диэлектрикээр тусгаарлагдсан хоёр хавтан электродоос бүрддэг бөгөөд эдгээр электродууд дээр өөр өөр туйлтай цахилгаан цэнэгүүд хуримтлагддаг бөгөөд нэг хавтан нь эерэг цэнэгтэй, нөгөө нь сөрөг цэнэгтэй байх болно;

Конденсаторын ажиллах зарчим ба түүний зорилго-Би эдгээр асуултад товч бөгөөд маш тодорхой хариулахыг хичээх болно. Цахилгаан хэлхээнд эдгээр төхөөрөмжийг янз бүрийн зориулалтаар ашиглаж болох боловч тэдгээрийн гол үүрэг нь цахилгаан цэнэгийг хадгалах явдал юм, өөрөөр хэлбэл конденсатор нь цахилгаан гүйдлийг хүлээн авч, хадгалж, дараа нь хэлхээнд шилжүүлдэг.

Конденсаторыг холбох үед цахилгаан сүлжээКонденсаторын электродууд дээр цахилгаан цэнэг хуримтлагдаж эхэлдэг. Цэнэглэж эхлэх үед конденсаторыг цэнэглэх үед цахилгаан гүйдэл багасч, конденсаторыг дүүргэх үед гүйдэл бүрэн алга болно.

Цахилгаан хэлхээг тэжээлийн эх үүсвэрээс салгаж, ачаалал холбох үед конденсатор нь цэнэгийг хүлээн авахаа больж, хуримтлагдсан гүйдлийг бусад элементүүд рүү шилжүүлж, өөрөө эрчим хүчний эх үүсвэр болдог.

Үндсэн техникийн үзүүлэлтүүдконденсатор нь багтаамж юм. Конденсаторын багтаамж нь цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулах чадвар юм. Конденсаторын багтаамж их байх тусам илүү их цэнэг хуримтлагдаж, улмаар цахилгаан хэлхээнд буцаж орох боломжтой. Конденсаторын багтаамжийг Фарадаар хэмждэг. Конденсаторууд нь дизайн, хийсэн материал, хэрэглээний талбараараа ялгаатай байдаг. Хамгийн түгээмэл конденсатор нь - тогтмол конденсатор,дараах байдлаар томилогдсон:

Тогтмол конденсаторыг хамгийн ихээр хийдэг төрөл бүрийн материалмөн металл цаас, гялтгануур, керамик байж болно. Ийм конденсаторыг цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсэг болгон бүх электрон төхөөрөмжид ашигладаг.

Электролитийн конденсатор

Дараагийн түгээмэл төрлийн конденсатор бол туйл юм электролитийн конденсатор, түүний зураг дээр цахилгаан диаграммиймэрхүү харагдаж байна -

Электролитийн конденсаторыг мөн дуудаж болно байнгын конденсатор, учир нь тэдний хүчин чадал өөрчлөгдөхгүй.

Гэхдээ өө электролитийн конденсатормаш чухал ялгаа байгаа бол конденсаторын аль нэг электродын ойролцоох (+) тэмдэг нь туйлын конденсатор гэдгийг илтгэж байгаа бөгөөд үүнийг хэлхээнд холбохдоо туйлшралыг ажиглах шаардлагатай. Эерэг электрод холбогдсон байх ёстой тэжээлийн эх үүсвэрийн нэмэх ба сөрөг (нэмэх тэмдэггүй) сөрөг утгатай - (орчин үеийн конденсаторуудын биед сөрөг электродын тэмдэглэгээ хэрэглэгддэг боловч эерэг электродыг ямар ч байдлаар заагаагүй болно. ).

Энэ дүрмийг дагаж мөрдөхгүй байх нь конденсаторын эвдрэл, тэр ч байтугай дэлбэрэлт, тугалган цаас тарааж, эвгүй үнэртэй (мэдээж конденсатораас ...) дагалддаг. Электролитийн конденсатор нь маш том хүчин чадалтай бөгөөд үүний дагуу нэлээд том потенциалыг хуримтлуулдаг. Тиймээс электролитийн конденсатор нь цахилгааныг унтраасны дараа ч аюултай бөгөөд хэрэв хайхрамжгүй хандвал та хүчтэй цахилгаан цочрол авч болно. Тиймээс хурцадмал байдлыг арилгасны дараа аюулгүй ажилцахилгаан төхөөрөмжөөр (электроник засвар, тааруулах гэх мэт) электролитийн конденсаторыг электродуудынхаа богино холболтоор цэнэглэх ёстой (үүнийг тусгай оч цоорхойгоор хийх ёстой), ялангуяа цахилгаан тэжээл дээр суурилуулсан өндөр хүчин чадалтай конденсаторын хувьд. өндөр хүчдэлтэй газар.

Хувьсах конденсаторууд.

Нэрнээс нь ойлгосноор хувьсах конденсаторууд нь багтаамжаа өөрчилж чаддаг - жишээлбэл, радио хүлээн авагчийг тааруулах үед. Сүүлийн үед зөвхөн хувьсах конденсаторууд нь радио хүлээн авагчийг хүссэн станц руу тааруулахын тулд хүлээн авагчийн тохируулагчийг эргүүлснээр конденсаторын багтаамжийг өөрчилсөн. Хувьсах конденсаторыг өнөөдөр энгийн, хямд хүлээн авагч, дамжуулагчдад ашигладаг хэвээр байна. Хувьсах конденсаторын загвар нь маш энгийн. Бүтцийн хувьд энэ нь статор ба роторын хавтангаас бүрдэх бөгөөд роторын хавтангууд нь хөдлөх чадвартай бөгөөд сүүлийнх нь хүрэхгүйгээр статорын хавтангуудад ордог. Ийм конденсатор дахь диэлектрик нь агаар юм. Статорын ялтсууд роторын ялтсууд руу ороход конденсаторын багтаамж нэмэгдэж, роторын ялтсууд гарах үед багтаамж буурдаг. Хувьсах конденсаторын тэмдэглэгээ дараах байдалтай байна.

КОНДЕНЦАТОРЫН ХЭРЭГЛЭЭ

Конденсаторыг цахилгаан инженерийн бүх салбарт өргөнөөр ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь янз бүрийн цахилгаан хэлхээнд ашиглагддаг.
Хувьсах гүйдлийн хэлхээнд тэдгээр нь багтаамж болж чаддаг. Энэ жишээг авч үзье: конденсатор ба гэрлийн чийдэнг зайнд (шууд гүйдэл) цувралаар холбоход чийдэн асахгүй.

Хэрэв та ийм хэлхээг ээлжит гүйдлийн эх үүсвэрт холбовол гэрлийн чийдэн гэрэлтэх бөгөөд гэрлийн эрч хүч нь ашигласан конденсаторын багтаамжийн утгаас шууд хамаарна.

Эдгээр чанаруудын ачаар конденсаторыг өндөр давтамжийн болон бага давтамжийн хөндлөнгийн оролцоог дарах хэлхээнд шүүлтүүр болгон ашигладаг.

Конденсаторыг мөн янз бүрийн зүйлд ашигладаг импульсийн хэлхээнүүд, их хэмжээний цахилгаан цэнэгийг хурдан хуримтлуулж, ялгаруулах шаардлагатай бол хурдасгуур, гэрэл гэгээ, импульсийн лазер зэрэгт их хэмжээний цахилгаан цэнэгийг хуримтлуулж, бага эсэргүүцэлтэй сүлжээний бусад элементүүдэд хурдан дамжуулах чадвартай тул хүчирхэг импульс үүсгэдэг. .Конденсаторыг хүчдэлийг засах үед долгионыг жигд болгоход ашигладаг. Конденсаторын цэнэгийг хадгалах чадвар урт хугацаамэдээллийг хадгалахад ашиглах боломжтой болгодог. Энэ бол конденсаторыг ашиглаж болох бүх зүйлийн маш богино жагсаалт юм.

Та цахилгааны инженерийн чиглэлээр үргэлжлүүлэн суралцах тусам конденсаторын ажил, хэрэглээ зэрэг олон сонирхолтой зүйлийг олж мэдэх болно. Гэхдээ энэ мэдээлэл таныг ойлгож, урагшлахад хангалттай байх болно.

Конденсаторыг хэрхэн шалгах вэ

Конденсаторыг шалгахын тулд танд төхөөрөмж, шалгагч эсвэл өөр зүйл хэрэгтэй мультиметр. Багтаамж (C) -ийг хэмждэг тусгай төхөөрөмжүүд байдаг боловч эдгээр төхөөрөмжүүд нь маш их мөнгө шаарддаг бөгөөд тэдгээрийг гэрийн цехэд худалдаж авах нь ихэвчлэн утгагүй байдаг, ялангуяа зах зээл дээр багтаамжийг хэмжих функцтэй хямд хятад мультиметрүүд байдаг. Хэрэв таны шалгагч ийм функцгүй бол та ердийн залгах функцийг ашиглаж болно - to Мультиметрээр хэрхэн дуугарах вэ, резисторыг шалгах үед - резистор гэж юу вэ. Конденсаторыг "эвдрэл"-ийг шалгаж болно, энэ тохиолдолд конденсаторын эсэргүүцэл нь маш том, бараг хязгааргүй (конденсаторыг хийсэн материалаас хамаарна). Электролитийн конденсаторыг дараах байдлаар шалгана - Тасралтгүй горимд шалгагчийг асаах, төхөөрөмжийн датчикийг конденсаторын электродуудад (хөл) холбож, мультиметрийн заалтын заалтыг хянах шаардлагатай бүрэн зогсох хүртэл. Үүний дараа та датчикуудыг солих шаардлагатай бол уншилтууд бараг тэг болж буурч эхэлнэ. Хэрэв бүх зүйл миний тайлбарласнаар болсон бол Кондер ажиллаж байна. Хэрэв уншилтанд өөрчлөлт ороогүй эсвэл уншилт нэн даруй томорсон эсвэл төхөөрөмж тэгийг харуулсан бол конденсатор буруу байна. Би хувьдаа "агааржуулагч" -ыг залгах хэмжигчээр шалгахыг илүүд үздэг бөгөөд индикаторын цонхон дээрх тоонууд анивчахаас илүү зүүний жигд хөдөлгөөнийг хянах нь илүү хялбар байдаг.

Конденсаторын багтаамжФарадаар хэмжсэн бол 1 фарад нь асар их утга юм. Ийм хүчин чадалтай болно металл бөмбөгхэмжээ нь манай нарны хэмжээнээс 13 дахин их байх болно. Дэлхийтэй адил хэмжээтэй бөмбөрцөг ердөө 710 микрофарад багтаамжтай байх болно. Ерөнхийдөө бидний цахилгаан төхөөрөмжид ашигладаг конденсаторын багтаамжийг микрофарад (mF), пикофарад (nF), нанофарад (nF) гэж зааж өгдөг. 1 микрофарад нь 1000 нанофарадтай тэнцүү гэдгийг та мэдэх ёстой. Үүний дагуу 0.1 uF нь 100 nF-тэй тэнцүү байна. Үндсэн параметрээс гадна бодит хүчин чадлын заасан хэмжээнээс зөвшөөрөгдөх хазайлт ба төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн хүчдэлийг элементүүдийн биед зааж өгсөн болно. Хэрэв энэ нь хэтэрсэн бол төхөөрөмж ажиллахгүй болно.

Энэ мэдлэг нь конденсатор, тэдгээрийн физик шинж чанарыг тусгай чиглэлээр судалж эхлэх, бие даан үргэлжлүүлэхэд хангалттай байх болно техникийн уран зохиол. Танд амжилт, тэвчээрийг хүсэн ерөөе!

Электрон хэрэгсэл нь олон төрлийн үйлдлийг гүйцэтгэх олон янзын хэсгүүдийг ашигладаг. Тэдний нэг нь конденсатор юм. Мөн нийтлэлийн хүрээнд бид энэ нь ямар механизм, хэрхэн ажилладаг, яагаад конденсатор хэрэгтэй, хэлхээнд юу хийдэг талаар ярих болно.

Конденсатор гэж юу вэ?

Конденсатор нь цэнэг болон цахилгаан талбайн энергийг хуримтлуулах чадвартай тул хэлхээнд янз бүрийн ажлыг гүйцэтгэх идэвхгүй цахилгаан төхөөрөмж юм. Гэхдээ хэрэглээний гол хүрээ нь Шулуутгагч ба тогтворжуулагчийн шүүлтүүрт байдаг. Тиймээс конденсаторын ачаар өсгөгчийн үе шатуудын хооронд дохио дамжуулж, цаг хугацааны интервалыг тохируулж, өндөр ба бага дамжуулалтын шүүлтүүрийг бүтээдэг. Түүний шинж чанараас шалтгаалан янз бүрийн генераторуудад давтамжийг сонгоход ашигладаг.

Энэ төрлийн конденсатор нь хэдэн зуун микрофарад багтаамжтай. Энэхүү электроникийн гэр бүлийн бусад гишүүд ижил төстэй зарчмын дагуу бүтээгдсэн. Конденсаторыг хэрхэн шалгаж, бодит байдал нь бичээстэй тохирч байгаа эсэхийг шалгах вэ? Хамгийн хялбар арга бол дижитал мультиметр ашиглах явдал юм. Омметр нь конденсаторыг хэрхэн шалгах вэ гэсэн асуултанд хариулж чадна.

Үйл ажиллагааны зарчим, яагаад конденсатор хэрэгтэй вэ

Зэрэгцээ байрладаг хоёр металл хавтан ч гэсэн энгийн конденсаторын үүрэг гүйцэтгэдэг гэж тэмдэглэгээ, бүдүүвч зурагнаас дүгнэж болно. Энэ тохиолдолд агаар диэлектрик үүрэг гүйцэтгэдэг. Онолын хувьд хавтангийн талбай ба тэдгээрийн хоорондох зайд хязгаарлалт байхгүй. Тиймээс асар их зайд тархаж, хэмжээг нь багасгахад ч ач холбогдолгүй байсан ч тодорхой хэмжээний хүчин чадал хадгалагддаг.

Энэ өмч нь өндөр давтамжийн технологид ашиглагдаж байна. Тиймээс тэд энгийн хэвлэмэл хэлхээний зам хэлбэрээр, мөн полиэтилен тусгаарлагчтай хоёр утсыг мушгих замаар хийж сурсан. Кабель ашиглах үед конденсаторын багтаамж (μF) урттай хамт нэмэгддэг. Гэхдээ дамжуулж буй импульс нь богино, утас нь урт байвал зорьсон газартаа хүрэхгүй байж магадгүй гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Конденсаторыг тогтмол гүйдлийн болон хувьсах гүйдлийн хэлхээнд ашиглаж болно.

Эрчим хүчний хадгалалт

Конденсаторын багтаамж нэмэгдэхийн хэрээр цэнэглэх, цэнэггүй болгох зэрэг процессууд аажмаар явагддаг. Өгөгдсөн цахилгаан төхөөрөмж дээрх хүчдэл муруй шугамын дагуу нэмэгддэг бөгөөд үүнийг математикт экспоненциал гэж нэрлэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд конденсаторын хүчдэл 0V-ээс тэжээлийн хангамжийн түвшин хүртэл нэмэгдэх болно (хэрэв энэ нь хэт өндөр утгын улмаас шатахгүй бол).

Электролитийн конденсатор

Асаалттай одоогоорЭлектролитийн конденсаторууд нь энэ үзүүлэлтийг тухайн хэсгийн эзэлхүүний харьцаатай харьцуулахад хамгийн өндөр багтаамжтай байдаг. Тэдний хүчин чадал нь 100 мянган микрофарад хүрч, ажиллах хүчдэл нь 600 В хүртэл байдаг. Гэхдээ тэд зөвхөн бага давтамжтайгаар сайн ажилладаг. Энэ төрлийн конденсаторыг юунд ашигладаг вэ? Хэрэглэх гол талбар бол электролитийн конденсаторууд нь үргэлж зөв туйлшрал бүхий хэлхээнд холбогдсон байдаг. Электродууд нь нимгэн хальснаас (металл ислээр хийгдсэн) хийгдсэн байдаг. Тэдний хоорондох нимгэн агаарын давхарга нь хангалттай сайн тусгаарлагч биш тул энд бас электролитийн давхаргыг нэмж өгдөг (шүлтлэг эсвэл хүчлийн төвлөрсөн уусмалууд үүнд нөлөөлдөг).

Суперконденсатор

Энэ бол ионистор гэж нэрлэгддэг электролитийн конденсаторуудын шинэ анги юм. Түүний шинж чанар нь үүнийг батерейтай төстэй болгодог ч тодорхой хязгаарлалтууд байдаг. Тиймээс тэдний давуу тал нь богино цэнэглэх хугацаа (ихэвчлэн хэдэн минут) юм. Энэ төрлийн конденсаторыг юунд ашигладаг вэ? Ионисторыг нөөц тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашигладаг. Үйлдвэрлэлийн явцад тэдгээр нь туйл биш болж хувирдаг бөгөөд хаана нэмэх, хаана хасах нь эхний цэнэгээр (үйлдвэрлэлийн үйлдвэрт) тодорхойлогддог.

Температур ба нэрлэсэн хүчдэл нь гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс 70˚C ба 0.8 хүч чадал нь ердөө 500 цаг ажиллах болно. Хүчдэлийг нэрлэсэн утгын 0.6, температурыг 40 градус хүртэл бууруулснаар ашиглалтын хугацаа 40 мянган цаг хүртэл нэмэгдэнэ. Та ионисторыг санах ойн чип эсвэл электрон цагнаас олж болно. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн тэд нарны батерейнд ашиглах сайхан ирээдүйтэй.

Резистор нь удаан цэнэглэх, цэнэглэх боломжийг олгодог тул тэдгээрийг таймеруудад ашигладаг. Конденсаторын хамт индукторууд нь хэлхээнд байдаг хэлбэлзлийн хэлхээнүүддамжуулах, хүлээн авах төхөөрөмж. Төрөл бүрийн цахилгаан хангамжийн загварт тэдгээр нь залруулах процессын дараа хүчдэлийн долгионыг үр дүнтэй жигд болгодог.

Энэ нь конденсатороор амархан дамждаг боловч хойшлогддог. Энэ нь янз бүрийн зориулалтаар шүүлтүүр үйлдвэрлэх боломжтой болгодог. Цахилгаан болон электрон хэлхээнд конденсаторууд нь хүчдэл нэмэгдэх, буурах зэрэг үйл явцыг удаашруулахад тусалдаг.

Конденсатор: үйл ажиллагааны зарчим

Конденсаторын ажиллах үндсэн зарчим бол цахилгаан цэнэгийг хадгалах чадвар юм. Энэ нь зөв цагт цэнэглэгдэх эсвэл цэнэггүй болгох боломжтой гэсэн үг юм. Энэ шинж чанар нь конденсаторыг дамжуулагч эсвэл радио хүлээн авагчийн хэлхээнд ороомогтой зэрэгцээ эсвэл цуваа холбосон үед хамгийн тод илэрдэг.

Энэ холболт нь ялтсууд дээрх туйлшралын үечилсэн өөрчлөлтийг олж авах боломжийг олгодог. Нэгдүгээрт, эхний хавтан эерэг цэнэгээр цэнэглэгдэж, дараа нь хоёр дахь хавтан сөрөг цэнэг авдаг. Бүрэн цэнэггүй болсны дараа цэнэглэлт үүснэ урвуу чиглэл. Эерэг цэнэгийн оронд хавтан сөрөг цэнэгийг хүлээн авч, эсрэгээр сөрөг хавтан эерэг цэнэгтэй болдог. Энэхүү туйлшралын өөрчлөлт нь цэнэг, цэнэггүйдэл бүрийн дараа тохиолддог. Энэхүү үйл ажиллагааны зарчим нь аналог дамжуулагч төхөөрөмжид суурилуулсан генераторуудын үндэс юм.

Гол шинж чанар нь цахилгаан багтаамж юм

Конденсаторын ажиллах зарчмыг авч үзэхдээ цахилгаан багтаамж гэх мэт шинж чанарыг мартаж болохгүй. Юуны өмнө энэ нь конденсаторын цахилгаан цэнэгийг хадгалах чадварт оршдог. Өөрөөр хэлбэл, хүчин чадал өндөр байх тусам цэнэгийн утгыг хадгалах боломжтой болно.

Конденсаторын цахилгаан багтаамжийг фарадаар хэмждэг бөгөөд F үсгээр тэмдэглэдэг. Гэсэн хэдий ч нэг фарад нь маш том багтаамжтай тул практикт микро, нано, пикофарад зэрэг жижиг нэгжүүдийг ашигладаг.

Учир нь тодорхой бэрхшээлийг харуулж байна янз бүрийн сонголтуудтэмдэглэгээ.