Typer kondensatorer förklarade

I det här inlägget lär vi oss om grunderna för kondensator, och även om de olika typerna av kondensatorer som är allmänt tillgängliga på marknaden och används i de flesta elektroniska kretsar.

Översikt

En kondensator är helt enkelt en passiv elektronisk del som är utformad för att lagra en elektrisk laddning.

I fysisk form är den gjord av ett par metallplattor eller elektroder åtskilda av ett isoleringsinnehåll eller dielektrikum. Att applicera en likspänning över kondensatoruttagen genererar omedelbart en brist på elektroner på den positiva plattan och överflöd av elektroner på den negativa plattan, vilket visas i följande figur.

Denna differentiella uppbyggnad av elektroner ger upphov till en elektrisk laddning som ackumuleras en specifik nivå (baserat på spänningen) varefter den stannar på den nivån. Om en likström är inblandad fungerar isolatorn inuti kondensatorn som ett blockeringssystem för strömflödet (kan dock vara en liten övergående laddningsström som förhindrar när kondensatorn är helt laddad).

När växelström används över kondensatorn vänds laddningen som ackumuleras genom hela växelströmscykeln med nästa andra halvcykel, vilket får kondensatorn att låta strömmen genom den gå effektivt, som om den dielektriska isoleringen aldrig funnits.

Därför när en växelström är inblandad fungerar en kondensator helt enkelt som en kopplingsanordning. Du hittar knappast några elektroniska kretsar som bär växelström och inte innehåller några få kondensatorer, möjligen för koppling eller för att optimera systemets allmänna frekvenssvar.

I det senast nämnda scenariot är en kondensator ansluten till ett motstånd för att skapa en RC-kombination. Laddnings- / urladdningshändelsen som är involverad i kondensatorer kan också användas i olika andra kretsar, t.ex. , den fotografiska elektroniska blixt.

Precis som motstånd kan kondensatorer konfigureras med fasta värden eller justeras i sin storlek. Fasta kondensatorer råkar vara den primära grunden för en krets (tillsammans med motstånd). Variabla kondensatorer är oftast avsedda för att optimera inställda kretsar.

De prestandaparametrar för varje kondensator är olika och därmed skiljer sig deras tillämpningar därefter.

En av de elektroniska komponenternas former som används i stor utsträckning är de elektroniska kondensatorerna. Bortsett från detta inkluderar de andra kondensatorerna som används i branschen keramik, silverglimmer, elektrolytisk, plast, tantal och andra.

Varje typ av kondensator används i olika applikationer enligt deras respektive nackdelar och fördelar.

Det är absolut nödvändigt att rätt typ av kondensator måste väljas eftersom den krets som kondensatorn används i är mycket av kondensatorn.

Om en korrekt typ av kondensator inte väljs för att sättas in i kretsen på grundval av dess parametrar kan det således leda till felaktig eller felaktig funktion hos kretsen.

Grunderna för kondensatorerna

De fysiska lagarna som i grunden styr de olika typerna av kondensatorer är desamma och följs därefter.

Dessa grundläggande lagar bestämmer olika parametrar för kondensatorerna, såsom hur kondensatorn skulle fungera, den kondensatorns värde , och dess kapacitans (den maximala laddning som kondensatorn kommer att hålla).

Den grundläggande teorin som kondensatorer bygger på och fungerar gör det således möjligt att förstå de olika kondensatorformerna och hur dessa kan vara eller används.

Anmärkning: Även om det har skett många utvecklingar inom dielektrikumet har de grundläggande lagarna som kondensatorerna arbetar på inte ändrats och de gäller hittills.

Typer av kondensatorer och dielektriker

Som diskuterats ovan, även om de grundläggande lagarna som kondensatorerna fungerar på, skiljer sig kondensatorernas egenskaper enormt på grund av det sätt på vilket varje typ av kondensator är konstruerad.

De olika egenskaperna som olika typer av kondensatorer besitter ges av deras huvudelement som är beläget mellan kondensatorns två plattor och kallas 'dielektrisk'.

Kondensatorns dielektriska konstant kan påverka kapacitansnivån som kondensatorn kan uppnå vid en given specifik volym. Olika kondensatorer av olika typer kan också befinnas vara polariserade till sin natur, varvid spänningen som går över kondensatorn endast tolereras i en enda riktning.

Å andra sidan kan olika kondensatorer av olika typer befinna sig vara icke-polariserade till sin natur, varvid spänningen som går över kondensatorn tolereras i båda riktningarna.

Kondensatorerna benämns vanligen på grundval av naturen hos det dielektrikum som finns i kondensatorn.

Detta är en indikation på de allmänna egenskaper som kondensatorn kommer att uppvisa tillsammans med de olika typerna av kretsfunktioner där de kan användas.

Översikt över kondensatorer och dess olika typer

Olika former av design används för icke-polariserade kondensatorer, varav nästan alla lätt känns igen från kondensatorns stil. Du behöver inte titta i detalj när det gäller de verkliga konstruktionerna. Deras speciella funktioner är avgörande, men eftersom dessa kan avgöra den idealiska sorten att arbeta med för en specifik applikation.

Icke-polariserade kondensatorer

1. Pappers dielektriska kondensatorer , typiskt identifierbara genom sin rörform, är de billigaste men typiskt skrymmande. Deras många andra viktiga begränsningar är att de inte är väl lämpade för användning vid höga frekvenser över 1 MHz, vilket praktiskt taget begränsar deras tillämpning till ljudkretsar. Dessa finns vanligtvis i värden från 0,05 µF upp till 1 eller 2 µF, med driftsspänningar mellan 200 och 1000 volt. Plastbelagda pappers dielektriska kondensatorer kan ha mycket större driftspänningar.
2. Keramiska kondensatorer är mycket populära i små ljud- och RF-kretsar. Dessa är ganska billiga och de kan erhållas i en mängd olika värden från 1 pF till 1 µF med betydande driftsspänningar, och dessutom känns igen av mycket lågt läckage. De kan tillverkas i både skivor och cylindriska strukturer och som metalliserade keramiska plattor.
3. Silver-glimmer kondensatorer är dyrare än keramiska kondensatorer men de har enastående högfrekvent arbetsförmåga och mycket mindre toleranser, så anses vanligtvis vara väl lämpade för vitala applikationer. De kan tillverkas med extremt höga driftsspänningar.
4. Kondensatorer av polystyren är tillverkade av metallfolie separerade med en polystyrenfilm, som normalt har ett integrerat polystyrenlock för att garantera en förbättrad isoleringsegenskap. Dessa är kända för sina minimala förluster med höga frekvenser, utmärkt stabilitet och konsistens. Värdena kan variera från 10 pF till 100 000 pF, men arbetsspänningen faller vanligtvis avsevärt med stigande kapacitansvärden.
5. Kondensatorer av polykarbonat tenderar att vara typiskt tillverkade i form av rektangulära bitar som har änden som avslutas som trådar som lätt kan införas i kretskortshål. De ger höga värden (så mycket som 1 µF) i små dimensioner, tillsammans med funktionerna för minskade förluster och minimal induktans. Precis som polystyrenkondensatorer komprometteras driftsspänningarna med högre kapacitansvärden.
6. Polyesterfilmkondensatorer tillverkas också för direkt montering i tryckta kretskort, med värden från 0,01 µF upp till 2,2 µF. Dessa har vanligtvis större storlek jämfört med polykarbonatkondensatorer. Deras lilla inre induktans gör att de kan vara särskilt väl lämpade för koppling och frikoppling av funktioner i elektroniska kretsar. Värden på polyesterfilmkondensatorer nämns vanligtvis med en färgkod som innehåller 5 färgringar.
7. Mylar filmkondensatorer kan betraktas som en standardfilmkondensator, vanligen i värden från 0,001 µF upp till 0,22 µF, med en driftspänning upp till 100 volt DC.

De olika typerna av kondensatorer som används i de flesta elektroniska kretsar är följande:

Keramisk kondensator:

Kondensatorn, nämligen keramisk kondensator, används för flera applikationer inklusive RF och ljud.

Värdena för den keramiska kondensatorn ligger mellan få pikofarader och 0,1 mikrofarader. De keramiska kondensatorerna är de mest använda i branschen eftersom det är den mest pålitliga och billiga typen av kondensator som finns.

En annan anledning till dess vanliga och breda användning är att förlustfaktorn för den keramiska kondensatorn är mycket låg. Men kondensatorns förlustfaktor är också beroende av den dielektrikum som används i kondensatorn.

De keramiska kondensatorerna används i båda formen av ytmontering och bly på grund av kondensatorns konstruktionsegenskaper.

Elektrolytkondensator:

En typ av kondensator som är polariserad till sin natur är elektrolytkondensatorer.

Kapacitansvärdena som erbjuds av elektrolytkondensatorn är mycket höga som sträcker sig mer än 1 µF. de elektrolytiska kondensatorerna används inom industrin vanligtvis för applikationer som utförs med låg frekvens såsom avkopplingstillämpningar, strömförsörjning och tillämpningar av ljudkoppling.

Detta beror på att dessa applikationer har en frekvensgräns på nästan 100 kHz.

Tantal kondensator:

En annan typ av kondensator som är polariserad i naturen är tantalkondensator. Kapacitansnivån som tillhandahålls av tantalkondensatorn vid deras volym är mycket hög.

En av nackdelarna med tantalkondensatorn är att det inte finns någon tolerans i tantalkondensatorn mot omvänd förspänning vilket kan resultera i explosion av kondensatorn när den utsätts för spänning.

En annan nackdel är att den har mycket låg tolerans mot krusningsströmmarna och därför bör de inte utsättas för höga spänningar (såsom spänningar som är högre än deras arbetsspänning) och hög rippelström. Tantalkondensatorerna finns i både ytmonterade och blyade format.

Silver glimmer kondensator:

Även om användningen av silverglimmerkondensatorerna har minskat betydligt under den aktuella eran, är stabiliteten som tillhandahålls av silverglimmerkondensatorerna fortfarande mycket hög tillsammans med hög noggrannhet och låg förlust.

Det finns också tillräckligt med utrymme i silverglimmerkondensatorerna. Tillämpningarna där de främst används inkluderar RF-applikationer.

De maximala värden som silverglimmerkondensatorn är begränsad till är cirka 100pF.

Kondensator av polystyrenfilm:

Polystyrenfilmkondensatorerna ger kondensatorer med nära tolerans där det behövs. Dessa kondensatorer är också relativt billigare än andra kondensatorer.

Den dielektriska sandwichen eller plattorna som finns i polystyrenfilmkondensatorerna rullas ihop vilket resulterar i kondensatorns form i rörform.

Placeringen av den dielektriska smörgåsen och kondensatorns form begränsar kondensatorns svar på höga frekvenser på grund av tillsats av induktans och svarar således endast på några få 100 kHz.

Den allmänna tillgängligheten av polystyrenfilmkondensatorer är i form av blyelektronikkomponenter.

Polyesterfilmkondensator:

Toleransen som tillhandahålls av polyesterfilmkondensatorn är mycket låg och därmed används dessa kondensatorer i situationer där kostnaden för den föregående övervägande är.

Toleransnivån för en stor andel tillgängliga polyesterfilmkondensatorer är antingen 10% eller 5% och detta anses vara tillräckligt för en rad applikationer.

Polymerfilmkondensatorernas allmänna tillgänglighet är i form av blyad elektronikkomponenter.

Metalliserad polyesterfilmkondensator

Kondensatorn av metalliserad polyesterfilm består av polyesterfilmer som är metalliserade och i alla andra betydelser liknar den polyesterfilmkondensatorerna eller någon annan form av den.

En av fördelarna som uppnås med metallisk polyesterfilm är att den gör elektroderna med mycket liten bredd och därigenom möjliggör kapsling av kondensatorn i ett paket med mycket små storlekar.

Den allmänna tillgängligheten av metalliserade polyesterfilmkondensatorer är i form av blyelektronikkomponenter.

Polykarbonatkondensator:

De applikationer där det mest kritiska och avgörande kravet är hög prestanda och tillförlitlighet, dessa applikationer använder polykarbonatkondensatorer.

Kapacitansvärdet hålls under lång tid av polykarbonatkondensatorerna eftersom deras toleransnivå är mycket hög. Sådana höga toleransnivåer uppnås på grund av stabiliteten hos polykarbonatfilmen som används i polykarbonatkondensatorn.

Dessutom är polykarbonatkondensatorns avledningsfaktor mycket låg och de tål temperatur inom ett brett intervall och förblir stabila.

Temperaturområdet som denna kondensator tål är mellan -55 ° C och + 125 ° C. Trots alla dessa egenskaper har tillverkningen och produktionen av polykarbonatkondensatorerna minskat avsevärt.

PPC eller polypropylenkondensator:

I dessa typer av kondensatorer är toleransnivån som krävs högre än vad polyesterkondensatorn kan tillhandahålla, då används polypropenkondensatorerna i dessa fall.

Materialet som används för dielektrikumet i polypropenkondensatorn är en polypropenfilm.

Fördelen som polypropenkondensatorn har jämfört med de andra kondensatorerna är att den tål mycket hög spänning över en tidsperiod och därmed förändras kapacitansnivån på grund av ökningen och minskningen av spänningen över en tidsperiod är mycket låg.

Polypropylenkondensatorn används också i fall där frekvensen som används är mycket låg, mestadels inom området 100kHz som den maximala gränsen.

Den allmänna tillgängligheten av polypropylenkondensatorn är i form av blyelektronikkomponenter.

Glaskondensatorer:

Dielektriket som används i glaskondensatorn består av glas. Även om glaskondensatorerna är dyra är deras prestandanivåer mycket höga.

Glaskondensatorernas RF-strömförmåga är mycket hög tillsammans med förlusten extremt låg. Dessutom saknas piezoelektriskt brus i glaskondensatorerna.

Alla dessa och några ytterligare egenskaper hos glaskondensatorerna gör dem mest lämpliga och idealiska för RF-applikationer som kräver hög prestanda.

Superkondensator:

De andra namnen med vilka superkapseln är känd är ultrakapacitor eller superkapacitor.

Kapacitansvärdena för dessa kondensatorer är mycket stora som sådana är deras namn. Kapacitansnivåerna för ultrakapacitorn går nästan mot många tusen Farads.

Ultrakondensatorn används i branschen för att tillhandahålla en minnesförvaring tillsammans med olika användningsområden inom fordonsapplikationer. De olika huvudtyperna av kondensatorerna ingår i superkåpan.

Tillsammans med dem finns det flera andra kondensatortyper av kondensatorer som används när applikationerna är specialiserade i naturen.

Identifieringen av kondensatorerna görs huvudsakligen genom deras parametrar, såsom värden som är markerade över kondensatorns fall. För att visa parametrarna på ett kompakt sätt görs markeringarna av parametrarna i form av en kod.

VARIABELA KAPACITORER

Variabla kondensatorer är byggda med alternativa delar av metallplattor, varvid en enda uppsättning är fast och icke rörlig och den andra rörlig.

Plattorna är separerade med ett dielektrikum som kan vara luft eller ett fast dielektrikum. Rörelse av en enda uppsättning plattor förskjuter plattans totala sektion, varigenom kapacitansen ändras över plattorna.

Dessutom används standarddifferentiering mellan avstämningskondensatorer som används för upprepad manipulation (t.ex. för att justera en radiomottagarstation) och trimmerkondensatorer avsedda för preliminär inställning av en avstämd krets.

Avstämningskondensatorer tenderar att vara större, mer kraftfulla i strukturen och vanligtvis av luftdielektrisk typ.

Trimmer kondensatorer bestäms ofta av en glimmer- eller filmdielektrikum som har en reducerad mängd plattor, där kapacitansen justeras genom att rotera en mittbult för att ändra töjningen över plattor och dielektrisk glimmer.

Eftersom dessa är mer kompakta i storlek, kan en trimmerkondensator ibland appliceras som en avstämningskondensator på en FM-radiokrets i fickformat, även om exklusiva mini-tuningkondensatorer tillverkas för att installeras direkt på ett PCB.

När det gäller inställning av kondensatorer berättar skovelns struktur hur kapacitansen varierar när spindeln rör sig.

Alla dessa attribut är i allmänhet kategoriserade i en av följande beskrivningar:

1. Linjär: där varje spindelrotationsgrad genererar en liknande förändring i kapacitans. Detta är den mest typiska typen som valts för radiomottagare.

2. Logaritmisk: där varje grad av spindelrörelse genererar en konsekvent varierande frekvensnivå för en avstämd krets.

3. Jämn frekvens: där varje enskild spindelrörelsesgrad ger samma variation i frekvens i den inställda kretsen. 4. Kvadratisk lag: där variationen i kapacitansen är proportionell mot kvadraten för spindelrörelsens vinkel.