Kondensatoriai, konstrukcija ir veikimo principas

Kondensatorius yra įtaisas, randamas kiekvienoje elektroninėje grandinėje, net ir pačioje mažiausioje. Kondensatorių paklausa yra labai didelė, todėl jų visame pasaulyje pagaminama trilijonais vienetų per metus.

Kas yra kondensatoriai?

Kondensatorius yra mažas įtaisas, kuris buvo išrastas 1745 m. Leideno universiteto laboratorijoje Nyderlanduose. Yra trys pasyviųjų komponentų grupės – kondensatoriai, rezistoriai ir induktoriai. Dėl savo konstrukcijos kondensatoriai yra komponentai, naudojami kiekvienoje mažiausioje ir paprasčiausioje elektroninėje grandinėje. Kondensatorius yra elektrinis komponentas, kuris kaupia elektros krūvį ir veikia kaip maža baterija, kaupianti energiją atsarginiam maitinimui, todėl jis yra efektyvus energijos filtras. Tai taip pat pasyvus įrenginys indukcinei reaktyviajai galiai kompensuoti.

Kondensatorių tipai:

Kondensatorius galima klasifikuoti pagal daugelį skirtingų parametrų ir savybių. Be formos ar medžiagos, iš kurios jie pagaminti, svarbi ir šių prietaisų taikymo sritis.

Skirstymas pagal konstrukciją / kondensatorių:

• Plokštus
• Sferinis
• Cilindrinis

Skirstymas pagal pritaikymą / kondensatorių:

• Keramika
• Elektrolitinis
• Superkondensatorius
• Reguliuojamas
• Folija
• Polipropilenas
• Poliesteris

Kondensatoriaus konstrukcija

Kondensatoriaus konstrukcija yra labai paprasta, nors ji šiek tiek skiriasi priklausomai nuo naudojamos medžiagos. Konstrukciją sudaro dvi plokštės (laidininkų plokštumos, dažniausiai pagamintos iš metalo), atskirtos plonu izoliatoriaus sluoksniu. (dielektrikas).

Pavyzdžiui, folijos kondensatorius susideda iš dviejų ilgų, plonų metalinės folijos juostelių, atskirtų identiška folijos juostele. Laidai (grandinėliai) yra prijungti prie sandariai suvyniotų ir supakuotų komponentų. Galutinis produktas sukuriamas po to, kai visas mazgas užpildomas derva.

Elektrolitinių kondensatorių struktūra šiek tiek skiriasi. Šiuo atveju izoliatorius yra plonas oksido sluoksnis, uždėtas ant vienos iš plokščių paviršiaus. Antroji plokštė, taigi ir jungtis, tampa elektrolitu, kuris dengia oksidą. Dėl itin plono oksido storio ir didelio plokščių paviršiaus ploto šiems kondensatoriams būdinga labai didelė talpa.

Kondensatoriaus talpa

Talpa yra dydis, priskiriamas kondensatoriams, nes srovė neteka per įrenginį. Kuo daugiau krūvio gali susikaupti ant kondensatoriaus plokščių, tuo didesnė jo talpa. Kondensatorius įkraunamas, kai plokštėse sukauptas krūvis lieka ant jų.

Kondensatoriaus talpa išreiškiama faradais (F). Dauguma šių įrenginių turi žymiai mažesnę talpą, išreikštą bazinio vieneto dalimis, pavyzdžiui, pikofaradais (pF) arba nanofaradais (nF). Kondensatoriaus talpą (C) galima apskaičiuoti pagal formulę, pateiktą plokštės plotui (S) ir plokščių tarpui (d).

Kondensatoriaus veikimo principas

Taigi, koks yra **kondensatoriaus veikimo principas**? Kondensatorius skirtas kaupti tos pačios vertės, bet priešingo potencialo elektros krūvį. Kondensatoriaus krūvis pradeda kauptis, kai prie elektrodų, prijungtų prie plokščių, prijungtų prie maitinimo šaltinio. Atjungus maitinimą, krūvis neišnyksta; jis lieka įrenginio viduje dėl elektrostatinės traukos.

Kondensatorių simboliai – pavyzdžiai

Elektros schemose kondensatoriaus simbolis paprastai yra dvi vertikalios, lygiagrečios linijos, kurių variacijos priklauso nuo kondensatoriaus, kurį jos vaizduoja. Žemiau pateikiami keli simbolių pavyzdžiai.

Kaip prijungti kondensatorius?

Kondensatorius galima prijungti. Juos prijungus, gauname bendrą talpą, kurią labai lengva nustatyti žinant komponentų talpas.

Yra du pagrindiniai kondensatorių prijungimo būdai:

• Lygiagretusis
• Nuoseklusis

Lygiagrečiame jungime kiekvienoje pusėje esantys kondensatoriai yra sujungti savo plokštelėmis. Tai reiškia, kad plokštelėmis sujungtų kondensatorių potencialas kiekvienoje pusėje yra vienodas, todėl potencialų skirtumas kiekviename kondensatoriuje yra vienodas. Bendra kondensatorių talpa lygiagrečiai sujungtuose kondensatoriuose yra jų talpų suma.

Nuosekliajame jungime kondensatoriai įkraunami tuo pačiu krūviu, nes teigiamas krūvis, prijungtas prie pirmojo kondensatoriaus, sukuria lauką, kuris pritraukia tokį patį priešingo ženklo krūvį. Kita vertus, neigiamas krūvis teka iš išorės. Bendra kondensatorių talpa nuosekliai sujungtuose kondensatoriuose yra kiekvieno kondensatoriaus talpos atvirkštinės vertės suma.

Kondensatoriaus iškrovimas

Kondensatoriaus iškrovimo procesas priklauso nuo jo tipo ir talpos. Kuo didesnė talpa, tuo didesnė netinkamo iškrovimo rizika, kuri gali sukelti net sprogimą.

Norint iškrauti kondensatorių, jį reikia prijungti prie varžinės apkrovos, kuri perduos sukauptus krūvius iš kondensatoriaus. Ši apkrova gali būti, pavyzdžiui, lemputė arba rezistorius. Iškrovimo laikas priklausys nuo mūsų įrenginio talpos, taip pat nuo apkrovos elemento, kuris turi būti tinkamai suderintas su kondensatoriumi. Per didelis rezistorius rizikuoja sudeginti kondensatorių, o per mažas rezistorius – sugadinti rezistorių.

Taip pat raginame perskaityti straipsnį: Kas yra elektrolitinis kondensatorius?