Při vysvětlování toho, co je kondenzátor, musíme jasně porozumět fyzickému základu fungování a designu tohoto nepostradatelného prvku každého více či méně vážného elektronického zařízení.
Kondenzátor je prvek elektrického obvodu sestávající ze dvou vodivých desek, z nichž každá obsahuje elektrický náboj opačného znaménka. Desky jsou odděleny dielektrikem, které jim pomáhá udržet tento náboj.
V kondenzátorech se používá několik typů izolačních materiálů, včetně keramiky, slídy, tantalu a polystyrenu. Při výrobě kondenzátorů jsou také široce používány izolátory, jako je vzduch, papír a plast. Každý z těchto materiálů účinně zabraňuje tomu, aby se desky kondenzátoru vzájemně dotýkaly.
Jaká je kapacita kondenzátoru?
Pojem "kapacitní kondenzátor" charakterizuje jeho schopnost akumulovat elektrický náboj. Jednotkou kapacity je Farad.
Pokud si kondenzátor uchová náboj 1 přívěsek s rozdílem potenciálu mezi jeho deskami 1 Volt, pak má kapacitu jeden Farad. Ve skutečnosti je tato jednotka pro většinu praktických aplikací příliš velká. Typické hodnotykapacity při použití kondenzátorů spadají do rozsahů mifarad (10-3 F), mikrofarad (10-6 F) a pikofarad (10-12 F).
Co jsou to kondenzátory?
Abyste pochopili, co je kondenzátor, je nutné zvážit hlavní typy této součástky v závislosti na účelu, podmínkách aplikace a typu dielektrika.
Elektrolytické kondenzátory se používají v obvodech, kde je vyžadována vysoká kapacita. Většina těchto prvků je polární. Běžnými materiály pro ně jsou tantal nebo hliník. Hliníkové elektrolytické kondenzátory jsou mnohem levnější a mají širší uplatnění. Tantal má však výrazně vyšší objemovou účinnost a vynikající elektrický výkon.
Tantalové kondenzátory mají jako dielektrikum oxid tantalu. Vyznačují se vysokou spolehlivostí, dobrými frekvenčními charakteristikami, širokým rozsahem provozních teplot. Jsou široce používány v elektronických zařízeních, kde je vyžadována vysoká kapacita v malém balení. Díky svým výhodám jsou vyráběny ve velkých objemech pro potřeby elektronického průmyslu.
Nevýhody tantalových kondenzátorů zahrnují citlivost na zvlnění proudu a přepětí a také relativně vysoké náklady na tyto produkty.
Výkonové kondenzátory se obvykle používají ve vysokonapěťových systémech. Jsou široce používány pro kompenzaci ztrát v elektrických vedeních a také pro zlepšení účiníku vprůmyslové elektroinstalace. Vyrobeno z vysoce kvalitní metalizované propylenové fólie se speciální impregnací netoxickým izolačním olejem.
Může mít samoopravnou funkci pro vnitřní poškození, což jim dodává další spolehlivost a zvyšuje jejich životnost.
Keramické kondenzátory mají jako dielektrický materiál keramiku. Vyznačují se funkcí vysokého provozního napětí, spolehlivostí, nízkými ztrátami a nízkou cenou.
Rozsah kapacit se pohybuje od několika pikofaradů do přibližně 0,1 uF. V současné době jsou jedním z nejpoužívanějších typů kondenzátorů používaných v elektronických zařízeních.
Stříbrné slídové kondenzátory nahradily dříve rozšířené slídové prvky. Vyznačuje se vysokou stabilitou, utěsněným pouzdrem a velkou kapacitou na jednotku objemu.
Široké použití stříbrno-slídových kondenzátorů brání jejich relativně vysoká cena.
Papírové a kov-papírové kondenzátory mají desky vyrobené z tenké hliníkové fólie a jako dielektrikum se používá speciální papír impregnovaný pevným (roztaveným) nebo kapalným dielektrikem. Používají se v nízkofrekvenčních obvodech rádiových zařízení při vysokých proudech. Jsou relativně levné.
K čemu je kondenzátor
Je jich několikpříklady použití kondenzátorů pro širokou škálu účelů. Zejména jsou široce používány pro ukládání analogových signálů a digitálních dat. Proměnné kondenzátory se používají v telekomunikacích k nastavení frekvence a ladění telekomunikačních zařízení.
Typickým příkladem jejich použití je použití v napájecích zdrojích. Tam tyto prvky plní funkci vyhlazování (filtrování) usměrněného napětí na výstupu těchto zařízení. Mohou být také použity v násobičích napětí pro generování vysokého napětí mnohonásobku vstupního napětí. Kondenzátory jsou široce používány v různých typech měničů napětí, nepřerušitelných zdrojích napájení pro počítačová zařízení atd.
Při vysvětlování toho, co je kondenzátor, nelze nezmínit, že tento prvek může také sloužit jako vynikající úložiště elektronů. Ve skutečnosti má však tato funkce určitá omezení z důvodu nedokonalosti izolačních charakteristik použitého dielektrika. Přesto má kondenzátor po odpojení od nabíjecího obvodu schopnost uchovat elektrickou energii po poměrně dlouhou dobu, takže jej lze použít jako dočasný zdroj energie.
Vzhledem ke svým jedinečným fyzikálním vlastnostem našly tyto prvky tak široké použití v elektronickém a elektrotechnickém průmyslu, že je dnes vzácné, že by elektrický výrobek neobsahoval alespoň jednu takovou součást pro jakýkoli účel.
Shrneme-li, můžeme konstatovat, že kondenzátor anoneocenitelná součást obrovského množství elektronických a elektrických zařízení, bez kterých by další pokrok ve vědě a technice byl nemyslitelný.
To je kondenzátor!
