Mi az a kondenzátor? Kombinációk és típusok.

elektromos töltést

Szöveg: Rajzolás

A kondenzátor egy passzív elektronikai alkatrész, amely elektromos töltést tárol: ez egy energiatároló. Tárolókapacitását Faradsban mérik Michael Faraday brit fizikus és vegyész tiszteletére, akinek köszönhetjük azokat az elveket, amelyek az elektromos motorokat és az elektrolízis folyamatokat (például a krómozás vagy az eloxálás) működtetik. De a Farad, amelyet egyébként nagybetűvel írnak, mivel a személy nevével kapcsolatos összes egység (például Watt vagy július, és a méterrel vagy kilogrammal ellentétben) hatalmas egység: egy kondenzátor kapacitását képviseli, amely ha polarizálva (összekapcsolva) egy Volt potenciálkülönbséggel, belsejében egy Coulomb töltését szerzi meg, vagyis körülbelül hatmilliárd elektron mozgósodik (hatot 18 nulla mögött). Ezért ennek az egységnek a töredékeit mindig használják; a leggyakoribb, hogy mikrofarádok (egymilliomodik rész), nano-farádok (egymilliárdrész) vagy pikofaradok (egy farád egymilliárd része).

Ebből az egységekből és ábrákból álló saláta után legyünk valami „földibb”. Láttuk, hogy a tápegységekben egyrészt meg kell szűrni az egyenirányított áramot (váltakozástól, a dugótól a folyamatosig, mire van szükségük a készülékeknek), másrészt bizonyos mennyiségű tárolt energiával kell rendelkezni gyors áramot igényel (ha például dobot játszik le).

Ne feledje, hogy működik a tápegység: egy transzformátor csökkentette az elektromos hálózat (220 V) feszültségét az eszköz megfelelő szintjére (normálisan 5 és 18 V között), és egy egyenirányító ezt a váltakozó áramot alakította át a készülékek számára szükséges egyenárammá. De ez a nagyon elemi forrás még mindig nagyon kevéssé tiszta feszültséget kínál: ez az egyenáram még mindig sok váltakozó áramú és zajos, szűrni kell, és ehhez olyan alkatrészeket kell használni, amelyek képesek gyors és egymás utáni energiatárolásra és visszatérésre ( energiát venni, amikor az a még mindig szabálytalan folyamatos áram csúcsot ad, és visszaadja, ha van völgye). Ezért használják a kondenzátorokat ebben a funkcióban, mert éppen ez a sajátosságuk (energia tárolása és leadása), és csak egy viszonylag kicsi kondenzátor hozzáadásával ehhez az áramforráshoz értékeljük a feltüntetett áram minőségének jelentős különbségét.

Ezekben az esetekben bekövetkező mellékhatás a feszültség (feszültség) enyhe növekedése annak a ténynek köszönhető, hogy a kondenzátor közelebb hozza a szekvenciális hullám csúcsaihoz, annál nagyobb a kapacitása. Ez olyan dolog, amit bárki, aki egy régi adagolóval (amelyet nem szabályoztak) skálázott, jól ismeri: a kondenzátor autóba szerelése egyértelműen gyorsabbá teszi, mert nagyobb feszültség éri el a motort.

A kondenzátorok csodálatosak: nemcsak azt a csodát érik el, hogy tisztább egyenáramot vesznek le az áramforrásból, kissé megemelik annak lépcsőfeszültségét, hanem azt is lehetővé teszik, hogy az áramellátás időben több energiát szolgáltasson, mint amennyire a tervezés célja képességének köszönhetően hogy gyorsan tárolja és szállítsa az energiát.

Ezt a kapacitást sokat használják a hangzásban, és bármely erősítő fényképe előtt a tekintetünket elsősorban a fő áramváltóra kell irányítanunk (amint annak idején tárgyaltuk, innen ered a „mítosz”, miszerint minél nagyobb a súlya, annál jobb, ami kapcsolott tápegységekkel változik). Másodszor, és nem utolsósorban a kondenzátorok méretének és számának a tápegységben való megnézése lesz: egy jó bank biztosítja a tökéletes dinamikát, és hogy legalább az áramellátás szempontjából ennek az eszköznek soha nem fog kifogyni a lélegzete.

Kiszámítható-e a kondenzátor által tárolt energia? Természetesen: a képlet azt mondja nekünk, hogy egyenesen arányos a kapacitásával és arányos a töltési feszültség négyzetével. Ezért fontos megvizsgálni az ellátó kondenzátorok kapacitását, de (valójában többet) a feszültségükön is. És mindez a méretének megfelelően lesz: csak menjen bármelyik elektronikai boltba, és hasonlítsa össze az azonos kapacitású, de nagyobb feszültségű (sokkal nagyobb) kondenzátorokat, amikor a kapacitás növelésekor a méret nem növekszik ilyen arányban.

KAPCSOLÓK TÍPUSAI

A kondenzátor elkészítésének számos módja van, de az elv mindig ugyanaz: két fémlemez, amelyet elválaszt egy szigetelő réteg. Amikor ezekre a lemezekre feszültséget alkalmazunk, elektromos töltést kapnak: az egyik oldalon pozitív, a másikon pedig negatív (a globális töltés nullában egyensúlyban marad). Minél nagyobb a felület, annál nagyobb a kapacitás, ezért olyan anyagokból gyártják, amelyek valamilyen "tekercselést" tesznek lehetővé.

A tápegységekben mindenekelőtt az elektrolitikus típust használják, úgynevezett, mert az egyik "lemez" egy elektrolit, a másik pedig a tartálytartály, általában alumíniumból; a szigetelő egy vékony alumínium-oxid réteg a kettő között, és ez nagy kapacitású ésszerű méretű kondenzátorokat tesz lehetővé, tökéletesek az áramellátáshoz.

Konstrukciójuk miatt polárosak, vagyis a kapcsaik mindig jelölve vannak (pozitívak és negatívak), és ha az áram keringésekor helytelenül csatlakoztatták őket, akkor az az oxidréteg eltűnt, rövidzárlat lépett fel az elektródák között, egészen addig hevült, felrobbant.

KOMBINÁCIÓK

A kondenzátorok egy része kondenzátorként is viselkedni fog, de hogyan lehet kiszámítani a kapacitását? Bár ez bonyolultnak tűnhet, valójában nagyon könnyű megismerni, hogyan lehet több kondenzátort kombinálni: ha párhuzamosan vannak csatlakoztatva, vagyis ha az elektrolitok mindig pozitívak, negatívak és negatívak, akkor az ekvivalens kapacitás a csoport egyszerűen az egyes képességek összessége. Célszerű, hogy azonos feszültségűek legyenek, és el kell kerülni, hogy a kondenzátort soha ne használjuk olyan alkalmazásokban, ahol nagyobb feszültségnek lehet kitéve, mint a jelzett maximális (a külső oldalon feltüntetett).

A magas frekvenciák szűrésének javítása érdekében a fejlett tápegységekben (akár magában a forrásban, akár lokálisan, a táplálandó áramkör közelében) általában több különböző kondenzátort használnak párhuzamosan: több mint kapacitás hozzáadása (a legnagyobb az elektrolitikus és a többi jóval kisebb film), az egyes típusok tulajdonságait kihasználják ezekkel a magas frekvenciákkal szemben.

A kondenzátorok soros asszociációi (pozitív negatív, vagy egyenes) bonyolultabbak a számításhoz, és olyan kondenzátort eredményeznek, amelynek kapacitása az egyes kapacitások inverzeinek összegének inverz (1/C) értéke. Egy egyszerű példában: két 10 microFarad kondenzátor sorozatban az ötöt az egyikhez vezetné.