Кондензатори, конструкция и принцип на действие

Кондензаторът е устройство, което се намира във всяка електронна схема, дори и в най-малката. Търсенето на кондензатори е много голямо, поради което те се произвеждат в трилиони бройки годишно по целия свят.

Какво представляват кондензаторите?

Кондензаторът е малко устройство, изобретено през 1745 г. в лаборатория в университета в Лайден, Холандия. Има три групи пасивни компоненти – кондензатори, резистори и индуктори. Поради своята конструкция, кондензаторите са компоненти, използвани във всяка най-малка и най-проста електронна схема. Кондензаторът е електрически компонент, който съхранява електрически заряд и действа като малка батерия, натрупвайки енергия за резервно копие, което го прави ефективен филтър за захранване. Това е и пасивно устройство за компенсиране на индуктивна реактивна мощност.

Видове кондензатори:

Кондензаторите могат да бъдат класифицирани въз основа на много различни параметри и свойства. В допълнение към формата или материала, от който са изработени, важна е и областта на приложение на тези устройства.

Разделяне по конструкция / кондензатор:

• Плосък
• Сферичен
• Цилиндричен

Разделяне по приложение / кондензатор:

• Керамичен
• Електролитен
• Суперкондензатор
• Регулируем
• Фолиен
• Полипропилен
• Полиестерен

Конструкция на кондензатор

Конструкцията на кондензатор е много проста, въпреки че варира леко в зависимост от използвания материал. Структурата се състои от две пластини (проводящи равнини, обикновено изработени от метал), разделени от тънък слой изолатор. (диелектрик).

Например, фолиен кондензатор се състои от две дълги, тънки ленти от метално фолио, разделени от еднаква лента от фолио. Проводници (изводи) са свързани към плътно навити и опаковани компоненти. Крайният продукт се създава, след като целият възел е запълнен със смола.

Структурата на електролитните кондензатори е малко по-различна. В този случай изолаторът е тънък оксиден слой, поставен върху повърхността на една от пластините. Втората пластина, и по този начин връзката, след това се превръща в електролит, който покрива оксида. Благодарение на изключително тънката дебелина на оксида и голямата повърхност на пластините, тези кондензатори се характеризират с много висок капацитет.

Капацитет на кондензатор

Капацитетът е величината, присвоена на кондензаторите, защото токът не протича през устройството. Колкото повече заряд може да се натрупа върху пластините на кондензатора, толкова по-голям е неговият капацитет. Кондензаторът се зарежда, когато зарядът, съхранен върху плочите, остане върху тях.

Капацитетът на кондензатора се изразява във фаради (F). Повечето от тези устройства имат значително по-нисък капацитет, изразен в части от основна единица, като например пикофаради (pF) или нанофаради (nF). Капацитетът на кондензатор (C) може да се изчисли по формулата, като се има предвид площта на пластините (S) и разстоянието между пластините (d).

Принцип на действие на кондензатор

И така, какъв епринципът на действие на кондензатор? Кондензаторът е проектиран да съхранява електрически заряд със същата стойност, но с противоположен потенциал. Зарядът в кондензатор започва да се натрупва, когато източник на захранване е свързан към електродите, свързани с плочите. След като захранването бъде изключено, зарядът не изчезва; той остава вътре в устройството поради електростатично привличане.

Символи на кондензатори - Примери

Символът на кондензатор в електрическите схеми обикновено е две вертикални, успоредни линии в различни варианти в зависимост от кондензатора, който представляват. По-долу са дадени някои примерни символи.

Как да свържем кондензатори?

Кондензаторите могат да бъдат свързани. След свързването им получаваме общия капацитет, който е много лесно да се определи, като се знаят капацитетите на компонентите.

Има два основни начина за свързване на кондензатори:

• Паралелно
• Серийно

При паралелно свързване, кондензаторите от всяка страна са свързани помежду си чрез своите плочи. Това означава, че потенциалът на кондензаторите, свързани чрез своите плочи, е еднакъв от всяка страна, така че потенциалната разлика на всеки кондензатор е еднаква. Общият капацитет на кондензаторите, свързани паралелно, е сумата от техните капацитети.

При последователно свързване кондензаторите се зареждат с еднакъв заряд, защото положителен заряд, приложен към първия кондензатор, създава поле, което привлича същия заряд с противоположен знак. От друга страна, отрицателен заряд тече отвън. Общият капацитет на кондензаторите, свързани последователно, е сумата от реципрочната стойност на капацитета на всеки кондензатор.

Разреждане на кондензатор

Процесът на разреждане на кондензатор зависи от неговия тип и капацитет. Колкото по-голям е капацитетът, толкова по-голям е рискът от неправилно разреждане, което може дори да доведе до експлозия.

За да се разреди кондензатор, той трябва да бъде свързан към резистивен товар, който ще прехвърли натрупаните заряди от кондензатора. Този товар може да бъде например електрическа крушка или резистор. Времето за разреждане ще зависи от капацитета на нашето устройство, както и от товарния елемент, който трябва да бъде правилно съобразен с кондензатора. Твърде голям резистор рискува да изгори кондензатора, докато твърде малък резистор рискува да го повреди.

Насърчаваме ви също да прочетете статията: Какво е електролитен кондензатор?