Co to jest pojemność kondensatora?

Skraplacz jest jedną z najważniejszych części dowolnego mniej lub bardziej złożonego obwodu. Największą wartością dla nas jest jej pojemność. Co to jest? Jak się mierzy? Jakie są niuanse? Te i inne kwestie zostaną omówione w ramach artykułu.

Co to jest elektryczny pojemność kondensatora?

Jest to nazwa charakterystyki przewodnika, która wskazuje na możliwość akumulacji ładunku elektrycznego. Teoretycznie obwody elektryczne tak zwana zdolność wzajemnego oddziaływania między dwoma różnymi przewodnikami. Definiuje się go jako stosunek wielkości ładunku do różnicy potencjałów między nimi.

Pomiar pojemności

Międzynarodowy system jednostek używa farad do oznaczenia, a GHS używa centymetrów. Pojedynczy przewodnik ma pojemność równą stosunkowi ładunku do potencjału. Zakłada się, że wszystkie inne podobne urządzenia znajdują się w nieskończonej odległości, a ich potencjał wynosi zero.

Co to jest kondensator?

Jest to urządzenie dwuportowe o zmiennych lub określonych wartościach pojemności i niskim przewodnictwie. To urządzenie może zaoszczędzić ładunek i energia pola elektrycznego. Kondensator odnosi się do pasywnych elementów elektronicznych. Jego prymitywny projekt może mieć dwie elektrody, wykonane w postaci płytek, które są oddzielone dielektrykiem. Ta ostatnia ma niewielką grubość (jeśli porównamy ją z płytkami). W praktyce jednak powszechnie stosowane są urządzenia z wielowarstwowymi dielektrykami i elektrodami. Mogą być wykonane w postaci wstążki, w której obie części naprzemiennie lub mogą być złożone w równoległościan, który ma zaokrąglone cztery krawędzie lub cylinder.

Pojemność

Przyjrzyjmy się bliżej temu parametrowi. Przypominam, że charakteryzuje ona możliwość akumulacji kondensatora ładunek elektryczny. Na urządzeniach zawsze umieszczaj pojemność nominalną. Ale rzeczywistość może się bardzo różnić w zależności od wielu czynników. Ten wskaźnik mówi o rzeczywistych właściwościach elektrycznych. Może być tak duży, jak kilka jednostek pikofaradów lub tysiące mikrofaradów. Oddzielna klasa kondensatorów (jonizatory) może pochwalić się wartościami ogólnie w kilku faradach. Każdy typ zasługuje na szczególną uwagę, ale na końcu tylko mieszkanie będzie traktowane jako przykład realizacji. Aby uzyskać większą pojemność niż w kondensatorach pieniężnych, są one połączone równolegle. Napięcie między płytami jest zawsze takie samo. Aby uzyskać pojemność baterii, konieczne jest zsumowanie charakterystyk każdego z kondensatorów. Jeżeli urządzenia umieszczone równolegle mają również taką samą odległość pomiędzy ich płytami, a ich dielektryki działają na tej samej zasadzie, to wszystkie są uważane za jedną całość. Aby uzyskać to samo ładowanie, konieczne jest łączenie urządzeń szeregowo. W takich przypadkach pojemność zawsze będzie mniejsza niż kondensator z minimalną wartością. Ale możliwość awarii jest znacznie mniejsza ze względu na to, że tylko jedna część potencjału źródła napięcia spada na jedno urządzenie. Przy tym samym obszarze płyt wszystkie kondensatory są reprezentowane jako jedno duże urządzenie.

Specyficzna pojemność

Jest to stosunek pojemności do masy lub objętości dielektryka. Im jest cieńszy, tym wyższy będzie wskaźnik. Negatywną stroną rosnącej zdolności produkcyjnej jest wzrost ryzyka awarii.

Gęstość energii

To zależy od cech konstrukcyjnych kondensatora elektrolitycznego. Maksymalna gęstość dotyczy tylko dużych kondensatorów. Jest to możliwe dzięki temu, że masa ciała jest mała w porównaniu z ciężarem elektrolitu i płyt.

Rzućmy okiem na kondensator EPCOS B4345. Ma pojemność 12.000 uF. Maksymalne dopuszczalne napięcie wynosi 450 V. Całkowita masa to 1 kilogram i 900 gramów! W tym samym czasie gęstość energii osiąga wartość 639 (845) J / kg (J / l). Gdzie można zastosować kondensatory o takich charakterystykach? Aby parametry miały określony rozmiar, powinny być tam, gdzie urządzenie powinno być używane jako urządzenie magazynujące energię, w celu późniejszego zwolnienia go. Przykładem użycia jest działo Gaussa.

Pojemność płaskiego kondensatora

Zgodnie z obietnicą wcześniej, rozważmy teraz przykład. Najpierw przyjrzyjmy się jednej małej formule:

EPK = DP * EP * P / R, gdzie

• EPK - pojemność płaskiego kondensatora.
• DP - stała dielektryczna nośnika, która wypełnia przestrzeń między płytami. W próżni wskaźnik ten jest równy jeden.
• P - odległość między płytami kondensatora.
• EP jest stałą elektryczną. Numerycznie wynosi 8,854187817 · 10 ^-12 F / m (prawdziwe w przypadkach, gdy P jest znacznie mniejsze niż liniowy rozmiar płytek).
• P - powierzchnia metalowej płytki, która znajduje się w kondensatorze.

Podsumujmy równanie. Z powyższego wzoru można wywnioskować, że pojemność płaskiego kondensatora zależy bezpośrednio od wielkości urządzenia, jego kształtu, a także stałej dielektrycznej. Aby stworzyć urządzenie o wyższej charakterystyce, musisz zrobić dwie rzeczy:

• zmniejszyć grubość warstwy dielektrycznej w urządzeniu;
• zwiększyć powierzchnię płytek, które są używane w skraplaczu.

Niebezpieczeństwo zniszczenia

Trudno zaskoczyć doświadczonego praktyka eksplozją kondensatora elektrolitycznego. Przyczyną awarii jest często określane jako przegrzanie urządzenia, które powstaje w wyniku przecieku lub zwiększenia seryjnego równoważnego oporu. W codziennym życiu właściciele komputerów często mają to z kondensatorami w pobliżu źródeł zwiększonego wytwarzania ciepła (które często zawierają chłodnice chłodzące). Aby uniknąć uszkodzenia innych części, a także obrażeń, wiele modeli ma wyparcie zawór bezpieczeństwa. Można również zastosować obudowę wycięcia. Kiedy następuje wzrost ciśnienia wewnętrznego, podział ma miejsce z reguły w zaznaczonym miejscu. Wynika to z faktu, że o wiele łatwiej jest wyrwać się w danym punkcie energii. Zwykle idzie bez wybuchu.

Praktyczne zastosowanie

Jaka funkcja ma pojemność w praktyce? Jest to konieczne w przypadkach, gdy konieczne jest wyrzucenie znacznej ilości energii. W widmie widzialnym dla nas ich praktyczne zastosowanie jest zwykle niewidoczne. Ale wciąż możesz się upewnić, że wszystko jest po prostu. Przykładem tego jest wykorzystanie pojemności kondensatora w karabinach lub innych podobnych urządzeniach. Najważniejszą rzeczą w nich jest uwolnienie w ułamku sekundy znacznych ilości energii, która w tym przypadku przesunie się w kierunku wskazanym przez osobę.

Wniosek

Tak więc przegląd pojemności kondensatora jest zakończony - najważniejszy parametr tego urządzenia. Im większa pojemność kondensatora, tym bardziej ostrożna jest praca z nim w praktyce. Stare urządzenia wykonane w hermetycznych muszlach, w przypadku nagłej awarii, mogą spowodować znaczne szkody dla ludzi. Podobne komentarze można zrobić i stosunkowo tanie kondensatory, które są dostarczane nam z Chin.