¿Cuáles son las principales características de los condensadores?
Definición 1: Un condensador, como su nombre indica, es un “contenedor cargado”, un dispositivo que almacena carga eléctrica. Nombre en inglés: condensador. La figura muestra algunos condensadores de uso común. Representado por la letra c, el condensador es uno de los componentes electrónicos ampliamente utilizados en equipos electrónicos. Es ampliamente utilizado en aislamiento de CC, acoplamiento, derivación, filtrado, circuitos de sintonización, conversión de energía, circuitos de control, etc.
Definición 2: Condensador, dos conductores aislados cualesquiera (incluidos los cables) constituyen un condensador.
[Editar este párrafo] El papel de los condensadores en los circuitos
En los circuitos de CC, los condensadores equivalen a los circuitos abiertos.
Esto tiene que empezar por la estructura del condensador. El condensador más simple consta de placas en dos extremos y un dieléctrico aislante en el medio. Después de aplicar electricidad, las placas se cargan, formando un voltaje (diferencia de potencial), pero el medio no es conductor porque es un material aislante. Sin embargo, esta situación está prevista en que no se supere la tensión crítica (tensión de ruptura) del condensador. Sabemos que cualquier sustancia es relativamente aislante. Cuando el voltaje a través de esta sustancia aumenta hasta cierto nivel, puede conducir electricidad. A este voltaje lo llamamos voltaje de ruptura. Los condensadores no son una excepción. Una vez que un condensador se descompone, ya no es un aislante. Pero en la escuela secundaria, ese voltaje no se ve en el circuito, por lo que cuando se trabaja por debajo del voltaje de ruptura, se puede considerar como un aislante.
Sin embargo, en un circuito de CA, la dirección de la corriente cambia en una determinada relación funcional con el tiempo. El proceso de carga y descarga de un condensador lleva tiempo. En este momento, se forma un campo eléctrico cambiante entre las placas, y este campo eléctrico también es función del tiempo. De hecho, la corriente pasa entre los condensadores en forma de campo.
Hay un dicho en la escuela secundaria que dice que pasa CA y resiste CC. Esta es la naturaleza de la capacitancia.
[Editar este párrafo] La función básica de un condensador es cargar y descargar.
La carga y descarga son las funciones básicas de los condensadores.
Costo
El proceso de cargar un condensador (almacenar carga y energía eléctrica) se llama carga. En este momento, una de las dos placas del condensador siempre está cargada positivamente y la otra placa también está cargada negativamente. Conecte una placa del capacitor al polo positivo de la fuente de energía (como una batería) y la otra placa al polo negativo de la fuente de energía. Las dos placas se cargarán con cantidades iguales de cargas diferentes. Después de la carga, existe un campo eléctrico entre las dos placas del capacitor y la energía eléctrica obtenida de la fuente de energía durante la carga se almacena en el capacitor.
Exención
El proceso de hacer que un condensador cargado pierda carga (liberando carga y energía eléctrica) se llama descarga. Por ejemplo, si se conecta un cable a los dos polos de un capacitor, las cargas en los dos polos se neutralizarán entre sí y el capacitor liberará carga y energía eléctrica. Después de la descarga, el campo eléctrico entre las dos placas del condensador desaparece y la energía eléctrica se convierte en otras formas de energía.
En los circuitos electrónicos generales, los condensadores se utilizan a menudo para lograr derivación, acoplamiento, filtrado, oscilación, cambio de fase y transformación de forma de onda, que son la evolución de sus funciones de carga y descarga.
[Editar este párrafo] Principales parámetros característicos de los condensadores
1. Capacitancia nominal y desviación permitida
La capacitancia nominal es la capacitancia marcada en el capacitor.
La unidad básica de un condensador es el faradio (f), pero esta unidad es demasiado grande para usarse para marcado de campo.
La relación entre otras unidades es la siguiente:
1F=1000mF
1mF=1000μF
1μF=1000nF
1nF =1000pF
La desviación entre la capacitancia real del capacitor y la capacitancia nominal se llama error, y el rango de desviación permitido se llama precisión.
Correspondencia entre nivel de precisión y error permitido: 00 (01)-1%, 0 (02)-2%, I-5%, II-10%, III-20%, IV-( + 20%-
Los condensadores utilizados generalmente son los de grado I, II y III, y los condensadores electrolíticos los de grado IV, V y VI
2.
El valor efectivo del voltaje de CC más alto que se puede aplicar continuamente al capacitor a la temperatura ambiente más baja y la temperatura ambiente nominal generalmente está marcado directamente en la carcasa del capacitor. Si el voltaje de operación excede el voltaje soportado del capacitor, el voltaje de operación excede el voltaje soportado del capacitor. El condensador se romperá, causando daños irreparables y permanentes.
3. Resistencia de aislamiento
La relación entre el voltaje de CC y el condensador se llama resistencia de aislamiento.
Cuando la capacitancia es pequeña, depende principalmente del estado de la superficie del capacitor. Cuando la capacitancia es > 0,1 uf, depende principalmente del rendimiento del medio. Cuanto menor sea la resistencia de aislamiento, mejor.
Constante de tiempo del condensador: Para evaluar correctamente el aislamiento de condensadores de gran capacidad se introduce una constante de tiempo, que es igual al producto de la resistencia de aislamiento por la capacidad del condensador.
4. Falla
Bajo la acción del campo eléctrico, la energía consumida por el calor por unidad de tiempo se llama pérdida. Varios condensadores tienen sus valores de pérdida permitidos dentro de un cierto rango de frecuencia. Las pérdidas en un capacitor son causadas principalmente por pérdidas dieléctricas, pérdidas de conductividad y resistencia de todas las partes metálicas del capacitor.
Bajo la acción del campo eléctrico de CC, la pérdida del condensador existe en forma de pérdida de conducción por fuga, que generalmente es pequeña. Bajo la acción de un campo eléctrico alterno, la pérdida del condensador no sólo está relacionada con la conductancia de fuga, sino también con el proceso periódico de establecimiento de la polarización.
5. Características de la frecuencia
A medida que aumenta la frecuencia, la capacitancia de los condensadores generales muestra un patrón decreciente.
6. Fórmulas utilizadas habitualmente
C=εS/4πkd en la fórmula del condensador de placas paralelas
[Editar este párrafo] Denominación y etiquetado de modelos de condensadores
p >
1. Método de denominación de los modelos de condensadores
Los modelos de condensadores domésticos generalmente constan de cuatro partes (no aplicables a condensadores sensibles a la presión, variables y de vacío). Representan nombre, material, clasificación y número de serie respectivamente.
Parte 1: Nombre, representado por letras, la capacitancia es c.
Parte 2: Materiales, representados por letras.
Parte 3: Clasificación, expresada generalmente por números, y de forma individual por letras.
Parte 4: Número de serie, representado por números.
Utilice letras para indicar el material del producto: membranas no polares como A-electrólisis de tantalio, B-poliestireno, C-cerámica de alta frecuencia, D-electrólisis de aluminio, E-electrólisis de otros materiales, G -Electrólisis de aleación, medio compuesto H, esmalte de vidrio I, papel metalizado J, películas orgánicas polares como poliéster L, electrólisis de N-niobio, membrana de vidrio O, electrólisis de aleación Q.
2. Etiqueta de capacidad del condensador
1. Método estándar directo
Etiqueta directamente números y símbolos de unidades. Por ejemplo, 1uF representa 1 microfaradio. Algunos condensadores usan "r" para representar el punto decimal. Por ejemplo, R56 representa 0,56 microfaradio.
2. Método de símbolo de texto
La capacidad está representada por una combinación regular de números y símbolos de texto. Por ejemplo, p10 representa 0,1 pF, 1p0 representa 1 pF, 6P8 representa 6,8 pF y 2u2 representa 2,2 uF.
3. Método de codificación de colores
Los principales parámetros del condensador están representados por círculos de colores o puntos de colores. Los condensadores están codificados por colores de la misma manera que las resistencias.
Los símbolos de desviación del condensador: +100%-0-H, +100%-10%-R, +50%-10%-T, +30%-10%.
4. Método de conteo matemático: como se muestra en la figura anterior, el valor nominal del capacitor cerámico es 272 y la capacidad es: 27X100pf=2700pf. Si el valor nominal es 473, es 47X1000pf=0.047uf (los siguientes 2 y 3 representan la potencia de 10). Otro ejemplo: 332=33X100pf=3300pf.
[Editar este párrafo] Clasificación de los condensadores
1. Según su estructura, se puede dividir en tres categorías: condensador fijo, condensador variable y condensador trimmer.
2. Clasificados por electrolito: condensadores dieléctricos orgánicos, condensadores dieléctricos inorgánicos, condensadores electrolíticos y condensadores dieléctricos de aire.
3. Según el propósito, se puede dividir en derivación de alta frecuencia, derivación de baja frecuencia, filtrado, sintonización, acoplamiento de alta frecuencia, acoplamiento de baja frecuencia y capacitancia pequeña.
4. Según los diferentes materiales de fabricación, se pueden dividir en: condensadores cerámicos, condensadores de poliéster, condensadores electrolíticos, condensadores de tantalio, condensadores de polipropileno de alta calidad, etc.
5. Bypass de alta frecuencia: condensadores cerámicos, condensadores de mica, condensadores de película de vidrio, condensadores de poliéster, condensadores de vidriado.
6. Bypass de baja frecuencia: condensadores de papel, condensadores cerámicos, condensadores electrolíticos de aluminio, condensadores de poliéster.
7. Filtrado: condensadores electrolíticos de aluminio, condensadores de papel, condensadores de papel compuesto, condensadores de tantalio líquido.
8. Tuning: condensadores cerámicos, condensadores de mica, condensadores de película de vidrio, condensadores de poliestireno.
9. Bajo acoplamiento: condensadores de papel, condensadores cerámicos, condensadores electrolíticos de aluminio, condensadores de poliéster y condensadores de tantalio sólido.
10. Condensadores pequeños: capacitores de papel metalizado, capacitores cerámicos, capacitores electrolíticos de aluminio, capacitores de poliestireno, capacitores de tantalio sólido, capacitores de vidrio vidriado, capacitores de poliéster metalizado, capacitores de polipropileno y capacitores de mica.
[Editar este párrafo] Condensadores comunes
Condensador electrolítico de aluminio
Un condensador hecho de papel absorbente impregnado con pasta de electrolito, intercalado entre dos entre trozos de papel de aluminio. , se utiliza una fina película de óxido como dieléctrico. Debido a que la película de óxido tiene conductividad unidireccional, los capacitores electrolíticos tienen polaridad.
Gran capacidad, capaz de soportar grandes corrientes pulsantes.
El error de capacidad es grande y la corriente de fuga es grande; la ordinaria no es adecuada para aplicaciones de alta frecuencia y baja temperatura y no debe usarse en frecuencias superiores a 25 kHz.
Bypass de baja frecuencia, acoplamiento de señal, filtrado de fuente de alimentación.
Condensador electrolítico de tantalio
Se utiliza un bloque de tantalio sinterizado como electrodo positivo y dióxido de manganeso sólido como electrolito.
Las características de temperatura, las características de frecuencia y la confiabilidad son mejores que las de los capacitores electrolíticos comunes. En particular, la corriente de fuga es muy pequeña, la capacidad de almacenamiento es buena, el error de capacidad es pequeño, el volumen es pequeño y. el producto máximo capacitancia-voltaje se puede obtener por unidad de volumen.
Tiene poca tolerancia a la corriente pulsante y es propenso a sufrir cortocircuitos si se daña.
Dispositivos ultrapequeños y de gran fiabilidad.
Condensadores de película delgada
La estructura es similar a la de los condensadores de papel, pero se utilizan como dieléctrico materiales plásticos de bajas pérdidas como poliéster y poliestireno.
Buenas características de frecuencia y bajas pérdidas dieléctricas.
No se puede fabricar con gran capacidad y tiene poca resistencia al calor.
Circuitos de filtrado, integración, oscilación, temporización.
Condensadores cerámicos
Un electrodo de un condensador cerámico con una estructura de orificio pasante o columnar es un tornillo de montaje. Inductancia de plomo muy pequeña,
buenas características de frecuencia, baja pérdida dieléctrica y compensación de temperatura.
No se puede convertir en una capacidad grande, la vibración provocará cambios de capacidad.
Especialmente indicado para bypass de alta frecuencia.
Condensadores monolíticos (condensadores cerámicos multicapa)
Varias piezas de película cerámica en blanco se cubren con materiales de paletas de electrodos, se superponen y se enrollan en un todo inseparable y luego se encapsulan con resina.
Los nuevos capacitores con tamaño pequeño, gran capacidad, alta confiabilidad y resistencia a altas temperaturas y los capacitores monolíticos de baja frecuencia con alta constante dieléctrica también tienen las características de rendimiento estable, tamaño pequeño y alto valor Q.
El error de capacidad es grande
Circuitos de bypass, filtrado, integración y oscilación de ruido
Papel dieléctrico
Generalmente formado por dos piezas de Papel de aluminio Para los electrodos, se enrolla papel de condensador separado con un espesor de 0,008 ~ 0,012 mm.
El proceso de fabricación es sencillo, el precio es económico y se puede obtener una mayor capacitancia.
Generalmente en circuitos de baja frecuencia no se puede utilizar en frecuencias superiores a 3 ~ 4 MHz. Los condensadores sumergidos en aceite tienen una tensión soportada más alta y una mejor estabilidad que los condensadores de papel comunes y son adecuados para circuitos de alto voltaje.
Condensador de ajuste (condensador semivariable)
La capacitancia se puede ajustar dentro de un rango pequeño y se puede fijar en un cierto valor de capacitancia después del ajuste.
Los condensadores recortadores dieléctricos de cerámica tienen un valor Q alto y un tamaño pequeño. Generalmente se dividen en tipo de tubo redondo y tipo de disco.
Los medios de mica y poliestireno suelen adoptar estructuras tipo resorte, que son de estructura simple pero pobre en estabilidad.
Los condensadores recortadores cerámicos bobinados cambian la capacitancia quitando el cable de cobre (electrodo externo), por lo que solo pueden reducir la capacitancia y no son adecuados para depuraciones repetidas.
Condensadores cerámicos
El condensador cerámico de titanato de bario-óxido de titanio de alta constante dieléctrica se extruye en un tubo redondo, disco o disco como medio y se infiltra en la cerámica mediante la sinterización de plata. Chapado como electrodo. Dividido en porcelana de alta frecuencia y porcelana de baja frecuencia.
Los condensadores con un pequeño coeficiente de temperatura positivo de capacitancia se utilizan como condensadores de bucle y condensadores de almohadilla en circuitos de oscilación de alta estabilidad.
Los condensadores cerámicos de baja frecuencia se limitan a derivación o aislamiento de CC en circuitos con bajas frecuencias de funcionamiento o circuitos que no requieren estabilidad ni pérdidas (incluidas las de alta frecuencia). Estos condensadores no son adecuados para circuitos de impulsos porque los voltajes de impulso los descomponen fácilmente.
Los condensadores cerámicos de alta frecuencia son adecuados para circuitos de alta frecuencia.
Condensadores de mica
En términos de estructura, se pueden dividir en tipo lámina y tipo plata.
Los electrodos plateados se forman recubriendo directamente una capa de plata sobre mica mediante evaporación al vacío o penetración por combustión. Dado que se elimina el entrehierro, el coeficiente de temperatura se reduce considerablemente y la estabilidad de la capacitancia es mayor que la de la lámina.
Buenas características de frecuencia, alto valor Q y bajo coeficiente de temperatura.
No se puede convertir en gran capacidad
Ampliamente utilizado en aparatos eléctricos de alta frecuencia y se puede utilizar como condensadores estándar.
Condensador de vidriado de vidrio
Se fabrica pulverizando una mezcla especial de concentración adecuada en una película delgada, y el dieléctrico y el electrodo de capa de plata se sinterizan para formar una estructura monolítica.
Su rendimiento es equivalente al de los condensadores de mica y puede soportar diversos entornos climáticos. Generalmente, puede funcionar por encima de 200 ℃, el voltaje de funcionamiento nominal puede alcanzar los 500 V y la pérdida TG δ es 0,0005 ~ 0,008.
Condensador: Los componentes electrónicos de los equipos electrónicos, como el filtrado suave, el suministro de energía y el desacoplamiento de rectificadores, la derivación de señales de CA, el acoplamiento de CA de circuitos de CA y CC, etc., se denominan condensadores. Los condensadores incluyen condensadores fijos y condensadores variables que se pueden dividir en condensadores de mica, condensadores cerámicos, condensadores de película de papel/plástico, condensadores electrolíticos y condensadores de vidrio vidriado según los materiales dieléctricos utilizados. Los condensadores variables también pueden ser estructuras dieléctricas de vidrio, aire o cerámica.
¡La pérdida del condensador tiene una gran relación con la fuga y la temperatura ambiente! ! !
Condensadores fijos
Métodos de detección de condensadores fijos
A. Detectar condensadores pequeños por debajo de 10 pF Dado que la capacidad de los condensadores fijos por debajo de 10 pF es demasiado pequeña, puede. Sólo debe inspeccionarse cualitativamente. ¿Hay alguna fuga, cortocircuito interno o avería? Al medir, puede optar por utilizar un multímetro R×10k y utilizar dos sondas para conectar los dos pines del condensador de forma arbitraria. La resistencia debe ser infinita. Si la resistencia medida (el puntero oscila hacia la derecha) es cero, indica que el condensador está dañado debido a una fuga o avería interna.
B. Compruebe si el condensador fijo de 10pf ~ 001μ f está cargado y luego juzgue si está bien o mal. Utilice el multímetro para seleccionar el nivel R×1k. Los valores β de ambos transistores están por encima de 100 y la corriente de penetración es muy pequeña. Se pueden utilizar transistores de silicio como el 3DG6 para formar tubos compuestos. Las sondas roja y negra del multímetro están conectadas al emisor E y al colector C del tubo compuesto respectivamente. Debido al efecto de amplificación del triodo compuesto, el proceso de carga y descarga del condensador bajo prueba se amplifica, lo que hace que el puntero del multímetro oscile más, lo que facilita su observación.
Cabe señalar que durante la operación de prueba, especialmente al medir condensadores de pequeña capacidad, es necesario intercambiar repetidamente los contactos A y B de los pines del condensador medidos para ver claramente la oscilación del puntero del multímetro. . c Para condensadores fijos superiores a 001 μF, puede utilizar el multímetro R×10k para probar directamente si el condensador tiene un proceso de carga y si hay un cortocircuito interno o una fuga. La capacidad del condensador se puede estimar en función de la amplitud del condensador. puntero girando hacia la derecha.
[Editar este párrafo] ¿Qué precauciones de seguridad se deben tomar al tratar con condensadores defectuosos?
Debido a que los dos polos del capacitor tienen las características de carga residual, primero debe intentar descargar la carga, de lo contrario puede ocurrir fácilmente un accidente por descarga eléctrica. Cuando se trata de condensadores defectuosos, primero debe abrir el disyuntor del banco de condensadores y sus interruptores de aislamiento superior e inferior. Si se utiliza protección mediante fusible, primero se debe retirar el tubo portafusible. En este momento, aunque el banco de condensadores ha sido descargado por la resistencia de sobredescarga, todavía queda algo de carga residual y debe descargarse manualmente. Al descargar, primero fije el extremo de tierra del cable de tierra a la rejilla de tierra, luego use una varilla de tierra para descargar el capacitor varias veces hasta que no haya chispas ni sonidos de descarga, y finalmente fije el cable de tierra. Al mismo tiempo, se debe tener en cuenta que si hay una desconexión interna, un fusible quemado o un mal contacto de los cables, puede haber una carga residual entre los dos polos del capacitor, y estas cargas residuales no se descargarán durante la descarga automática o Descarga manual. Por lo tanto, antes de tocar el capacitor defectuoso, el personal de operación o mantenimiento también debe usar guantes aislantes y cortocircuitar los dos polos del capacitor defectuoso para descargarlo. Además, los condensadores en serie deben descargarse individualmente.
[Editar este párrafo] ¿Qué anomalías suelen ocurrir cuando los condensadores están funcionando?
Cuando el condensador de compensación está funcionando, a menudo es fácil que la carcasa se abulte y que la carcasa o el tanque de aceite tengan fugas. La razón principal es que la temperatura del condensador es demasiado alta. El aumento excesivo de temperatura es causado por los siguientes factores. 1. La temperatura ambiente es demasiado alta y la ventilación es deficiente.
2. El voltaje de la fuente de alimentación excede el valor nominal, provocando sobrecarga y calentamiento.