Конденсатор. Определение, обозначение на схемах, принцип работы, основные характеристики
Теория
КОМПОНЕНТЫ
- Адресуемая светодиодная лента
- Геркон
- Диод
- Зуммер
- Кнопка
- Кварцевый резонатор
- Конденсатор
- Макетная плата
- Резистор
- Реле
- Светодиод
- Светодиодные индикаторы
- Сервопривод
- Симистор
- Транзистор
ARDUINO
- Что такое Arduino?
- Среда разработки Arduino IDE
- Сравнение плат Arduino. Какую выбрать?
- Как прошить плату Arduino с помощью другой Arduino (ArduinoISP)
- Онлайн-сервис TinkerCAD – эмулятор Arduino
- Визуальная среда разработки Mixly для Arduino
- Настройка поддержки чипа STM32F103C8T6 средой Arduino IDE
RASPBERRY
ИНТЕРФЕЙСЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Конденсатор — распространенный двухполюсный электронный компонент, главным свойством которого является способность накапливать электрический заряд и «отпускать» его обратно. Процесс накопления заряда называется зарядкой, а процесс его потери – разрядкой.
Сегодня выпускаются конденсаторы самых разных типов и конструкций. Наиболее распространены в электронике и любительской радиотехнике следующие их виды:
- Керамические конденсаторы
- Танталовые конденсаторы
- Алюминиевые электролитические конденсаторы (поляризованные)*
- Конденсаторы переменной емкости
* При включении электролитических конденсаторов в цепь необходимо соблюдать полярность. Отрицательный контакт обычно короче положительного и дополнительно может обозначаться соостветствующими пометками на корпусе. Для керамических конденсаторов полярность подключения не имеет значения.
На схемах конденсатор изображается следующими условными обозначениями:
В простейшем виде конденсатор состоит их двух металлических пластин, называемых обкладками, которые разделены слоем диэлектрика. При включении конденсатора в цепь с источником тока, под воздействием элекрического поля на одной обкладке накапливается положительный заряд, а на другой – отрицательный. Это будет происходить до тех пор, пока на обкладках не накопится максимально возможное количество заряда. Оно определяется важной характеристикой конденсатора — емкостью. Емкость конденсатора определяется количеством заряда, которое он может накопить при заданном напряжении:
На формуле выше C — емкость конденсатора, q — заряд, U — напряжение.
На формуле выше C — емкость конденсатора, q — заряд, U — напряжение.
Емкость зависит от таких физических характеристик, как, например, площадь обкладок, расстояние между ними и диэлектрическая проницаемость диэлектрика. Единицей измерения емкости конденсаторов в в международной системе единиц (СИ) является Фарад (Ф).
Чем больше ёмкость, тем больший заряд может удерживать конденсатор при заданном напряжении и тем меньше скорость его зарядки и разрядки.
Пока конденсатор не заряжен, в цепи можно наблюдать небольшой ток, который однако прекращается по мере зарядки конденсатора. Заряд собирается на обкладках, но не может свободно перетекать между ними, так как этому препятствует диэлектрик. Таким образом конденсатор заряжается. Если из цепи с заряженным конденсатором удалить источник напряжения, то конденсатор начнет разряжаться, так как между его обкладками уже имеется некоторая разность потенциалов, и в цепи опять появится электрический ток. Иллюстрация процессов зарядки и разрядки конденсатора представлена на анимации ниже.
Конденсаторы препятствуют прохождению через них постоянного тока, в то время как для переменного тока данный электронный компонент не является преградой.
На анимации ниже представлена цепь с источником постоянного тока и цепь с источником переменного тока.
Основные характеристики
| Емкость | C | Ф |
| Максимальное допустимое напряжение | V | В |
Последовательное соединение конденсаторов
При последовательном соединении конденсаторов уменьшается общая емкость и увеличивается общее напряжение конденсаторов. Общая емкость при последовательном соединении конденсаторов будет вычисляться по формуле:
Общее напряжение будет равняться сумме напряжений всех конденсаторов.
Например: мы имеем три конденсатора по 30 мкФ x 100 В каждый. При их последовательном соединении общий конденсатор будет иметь следующие данные: 10 мкФ x 300 В.
Параллельное соединение конденсаторов
При параллельном соединении общая емкость конденсаторов складывается, а допустимое напряжение всего набора будет равно напряжению конденсатора, имеющего самое низкое значение допустимого напряжения из всего набора.
Например: мы имеем три конденсатора 30 мкФ x 100 В, соединённые параллельно. Параметры всего набора конденсаторов в этом случае будут следующие: 90 мкФ x 100 В.
Соединение более двух конденсаторов последовательно редко встречается в реальных схемах. Хотя для увеличения общего напряжения такой набор может встретиться в высоковольтных источниках питания. А вот в низковольтных источниках довольно часто встречается параллельное соединение нескольких конденсаторов для сглаживания пульсаций после выпрямления при больших токах потребления.
Обратите внимание, формулы вычисления емкости последовательного и параллельного соединения конденсаторов в точности обратны формулам вычисления сопротивления при последовательном и параллельном соединении резисторов.