Typy kondenzátorů, jejich vlastnosti a účel
Akumulaci a přeměnu elektrické energie lze přičíst základním úkolům, které řeší pomocné prvky rádiového zařízení. K pasivním komponentům patří kondenzátor a působí jako druh kapacity pro příchozí poplatek. Návrh standardních zařízení zajišťuje deskové elektrody, které jsou od sebe odděleny tenkými dielektriky. Složitější typy kondenzátorů mohou obsahovat několik vrstev elektrody, které tvoří válcový vinutí. Existují i další charakteristické rysy, které určují možnost použití prvků pro konkrétní zařízení.
Účelové kondenzátory
K dnešnímu dni není téměř žádná oblast rádiového inženýrství, ve které by tato zařízení nebyla použita. Nejběžnější kombinace kondenzátorů s odpory a induktory zapojenými do konstrukce elektrických obvodů. Takové uzly podporují funkce frekvenčních filtrů, oscilačních obvodů a linek zpětné vazby. Dalším běžným problémem je vyhlazení napěťových vln potřebných v sekundárních zdrojích energie. V laserových systémech, bleskových systémech a magnetických akcelerátorech se používá elektrický kondenzátor k dodávání jednorázového nabíjení s velkým výkonem. A naopak elektrotechnická zařízení vybavené těmito prvky za účelem kompenzace energie jalového výkonu. Přestože tyto prvky nelze považovat za plné kapacity zařízení pro ukládání energie v některých systémech fungují také jako informační nosiče.
Označení zařízení
Chcete-li vizuálně určit, zda kondenzátor patří do určité kategorie, používají se speciální symboly. První indikace je kapacitní potenciál vyjádřený mikrofarádami (μF). Mohou být použity i jiné měřicí jednotky, které budou rovněž označeny příslušným označením. Typ materiálu použitého ve stavbě není vždy indikován - zpravidla se vyrábějí neznačkovací keramické a filmové nepolární modely. Označení tantalových kondenzátorů odpovídá odporům - kromě přítomnosti značky μ a čísla 104 nebo 107. Taková zařízení mohou být oranžová, žlutá nebo černá. Značka označuje také rozměrové parametry a kapacitu. Vysokonapěťové a elektrolytické modely jsou označeny maximální hodnotou napětí a u variabilních kondenzátorů je indikován rozsah kapacity.
Klíčové vlastnosti
Hlavním pracovním parametrem je kapacita, na které závisí schopnost určitého modelu akumulovat náboj. Je nutné oddělit jmenovitou a skutečnou kapacitu, protože v praxi může být druhá hodnota menší. Rozsah hodnot podle objemu se může pohybovat od 1 do 50 μF a v některých případech dosahuje maxima 10 000 μF. Indikátor hustoty energie je také důležitý, z velké části je určen konstrukcí výrobku. Největší hustota se vyznačuje velkoformátovými typy kondenzátorů, u nichž hmotnost desky s elektrolytem výrazně přesahuje hmotnost skříně. Například s kapacitou 10 000 μF s napětím 0,45 kW a hmotností asi 2 kg může hustota dosáhnout 600 až 800 J / kg. Jen takový model je přínosný pro dlouhodobé skladování energie. Kromě toho jsou pracovní vlastnosti kondenzátorů určeny tolerancí. Jedná se pouze o chybu v poměru skutečné a nominální kapacity. Tato hodnota je vyjádřena v procentech av průměru 20-30%. V některých oblastech radiotechnika se používají výrobky s tolerancí 1%.
Keramické kondenzátory
Jedná se o zařízení založená na diskových keramických prvcích s dielektrikem titaničitanu barnatého. Takový kondenzátor lze použít v systémech s napětím do 50.000 V, ale je důležité mít na paměti, že má minimální teplotní stabilitu a širokou škálu změn kapacity. Mezi výhody lze uvést malý svodový proud, skromnou velikost (s velkou kapacitou) a schopnost pracovat s vysokou frekvencí. Pro tento účel se používají keramické kondenzátory v obvodech s pulzujícím, střídavým a stejnosměrným proudem. Nejčastěji používají modely s kapacitou do 0,5 mikrofaradu. V tomto procesu se tento typ kondenzátoru dobře vyrovnává s vnějšími zátěžemi, včetně mechanických otřesů. Nemůže být řečeno, že keramický obal se vyznačuje dlouhou provozní dobou a trvanlivostí, avšak udržuje v daném období své technické vlastnosti.
Polyesterové modely
Ve schématech jsou zařízení tohoto typu označena značkou K73-17 nebo CL21. Jejich obal je tvořen metalizovaným filmem a pro tělo se používá epoxidová sloučenina. Jen přítomnost tohoto plniva v konstrukci činí polyesterové kondenzátory odolné vůči teplotním, fyzikálním a chemickým vlivům. Tato sada výkonnostních vlastností vedla k široké distribuci kondenzátorů K73-17 při výrobě světelných zařízení. Průměrná kapacita zařízení je 15 μF při maximálním napětí kolem 1500 V. Charakteristické znaky jsou skromné, ale to nezabrání použití kondenzátoru ve stejných impulzních a střídavých obvodech. Kromě toho nízké náklady na zařízení přispívají k jeho popularitě na trhu rozhlasu.
Kondenzátor na bázi polypropylenu
Také poměrně levná volba pohonu. elektrický náboj který se současně liší nízkým koeficientem ztrát a vysokou dielektrickou životností. Výhody zahrnují optimální hygroskopicitu. To znamená, že jeden z hlavních nepřátel rádiových prvků ve formě vlhkosti v kondenzátorech z polypropylenu není strašný. Jako izolátory se používají metalizované fólie nebo fólie. V nejnovějších verzích je také použita technologie samoregulačního shellu, což zvyšuje spolehlivost a trvanlivost kondenzátoru.
Přístroj může pracovat s vyššími frekvencemi při zachování dostatečného výkonu. Tato kvalita umožňuje použití kondenzátorů v indukčních vytápěcích systémech doplněných o vodní chlazení. Použití takových prvků v zařízení 220 V elektrických motorů je také rozšířené. V tomto případě fungují jako výchozí komponenty. Tuto funkci lze nejlépe realizovat u modelů s pracovní kapacitou v rozsahu 1-100 mikrofarad a napětí 440 V. Ale to nejsou jediné syntetické pohony. Co jsou termoplastické kondenzátory? Polysulfonové a polykarbonátové prvky si zaslouží pozornost. První jsou charakterizovány nízkou absorpcí vlhkosti a schopností udržovat vysoká napětí při poklesu teploty a druhá v procesu vykazují optimální elektrickou stabilitu.
Tantalové kondenzátory
Podstata zařízení je tvořena oxidem tantalitým s oxidovou elektrolytickou náplní. Kondenzátor má vysoký poměr kapacity k objemu, široký rozsah podporovaných teplot a kompaktnost. Takové komponenty se používají v malých měřicích nástrojích, počítačích a dalších výpočetních zařízeních. V této rodině lze rozlišit následující typy kondenzátorů: polární a nepolární, polovodičové a kapalné. Nejatraktivnější z hlediska výkonu jsou zařízení v pevné fázi, protože jsou charakterizována schopností udržovat vysoké napětí. Při podmínkách kritického přebytku přípustné hodnoty proudu však mohou selhat. Kapacita tantalových modelů je 1000 mikrofarád, ale ve srovnání s elektrolytickými protějšky je jejich vlastní indukčnost mnohem nižší, což umožňuje použití prvku při vysokých frekvencích.
Vlastnosti vysokonapěťových modelů
Prvky tohoto typu lze použít v systémech s vysokým napětím dosahujícím 15 000 V. Zároveň je kapacita vysokonapěťových kondenzátorů malá - asi 50-100 nF. Keramika se běžněji používá jako dielektrický materiál. Z tohoto důvodu se udržuje vysoká zátěžová zatížení a tělo chrání náplň před poruchami desek.
Skleněné vakuové výrobky jsou také běžné, které také podporují napětí vyšší než 10 000 V. Jedná se o láhve s koncentrickými elektrodami, které v procesu způsobují malé ztráty frekvence. Použijte vysokonapěťové kondenzátory tohoto typu pro řešení kritických problémů rádiových kmitočtů s indukčním ohřevem. Ale takové komponenty jsou dražší, křehké a velké.
Vícevrstvé a jednovrstvé konstrukce
Obvykle se tato klasifikace uplatňuje na kondenzátory vyrobené z keramiky. Takže jednovrstvé kondenzátory (disky) mají jednoduché zařízení, ale to nemá vliv na zmenšení velikosti. Ve většině případů jsou mnohem masivní než multilaterální protějšky. V důsledku toho se kapacita zařízení zvyšuje, ale velké velikosti stále omezují jejich distribuci v určitých oblastech.
Co se týče vícevrstvých prvků, jsou obecně podobné jako u disků, ale potenciál pohonů je ještě vyšší. Významnou výhodou je také spolehlivost a trvanlivost. Faktor tvaru, ve kterém jsou provedeny vícevrstvé kondenzátory, činí je méně citlivou na agresivní média, což rozšiřuje oblast použití. Takové komponenty se používají hlavně v drahých profesionálních zařízeních.
Impregnované olejové kondenzátory
Jedná se o samostatnou skupinu prvků rádia, které jsou založeny na papírových výplních. Jsou ošetřeny speciálními roztoky, jako je vosk a epoxidové pryskyřice. Co jsou kondenzátory typu oleje? Základní modely pro přímé a střídavé proudy. První jsou používány pro frekvenční filtrování, zvyšování napětí a eliminaci elektrický oblouk. Kondenzátory na impregnaci oleje pro systémy se střídavým proudem se používají v průmyslu. Takové zařízení má velkou kapacitu a zvládne velké špičkové zatížení. Používá se zpravidla jako výchozí prvek pro elektromotory. Mezi další funkce patří separace fází, korekce výkonu a vyrovnání napětí.
Negativní faktory pro použití kondenzátoru
Jedním z hlavních problémů s použitím kondenzátorů je vysoká pravděpodobnost výbuchu v důsledku přehřátí, ke kterému dochází v důsledku velkých netěsností. Také zvýšit riziko zlomení prvku mohou být umístěny radiátory s vysokým tepelným zářením. Jaké typy kondenzátorů jsou nejvíce náchylné k výbuchu? Nejčastěji se to děje s elektrolytickými zařízeními s nespolehlivými kryty. Optimalizace konstrukce za účelem snížení velikosti výrobku nutí výrobce používat tenké pláště, takže může docházet k rozptýlení částí kondenzátoru a postřiku elektrolytu se silným přehřátím nebo za podmínek zvýšeného vnitřního tlaku.
Závěr
Oba nejjednodušší jednovrstvé a vícevrstvé vysokonapěťové modely kondenzátorů plní důležité úkoly pro rádiová zařízení. Minimálně upravují aktuální parametry, které nelze s podobnými rozměry poskytnout jinou technickou komponentou. Zároveň elektrický kondenzátor není vůbec ideálním řešením, které neustále hledá nové formáty jeho provedení. Výrobci sofistikovaných zařízení experimentují s návrhy, plnivy a fyzikálními vlastnostmi a snaží se nabídnout optimální spotřebitelské vlastnosti tohoto zařízení. Mezi nejdůležitější cílové parametry v tomto ohledu patří odolnost kondenzátoru vůči zatížení, široké provozní rozsahy, minimální vyzařování a vysoká životnost.