Що таке конденсатор і для чого він потрібен

Пояснюючи, що таке конденсатор, ми повинні чітко уявляти фізичні основи роботи і конструкцію цього незамінного елемента кожного хоч трохи серйозного електронного пристрою.

Конденсатор - це елемент електричного кола, що складається з двох провідних обкладок, кожна з яких містить протилежний по знаку електричний заряд. Обкладки розділені діелектриком, який допомагає їм зберігати цей заряд.

Існує кілька типів ізоляційних матеріалів, використовуваних в конденсаторах, в тому числі, кераміка, слюда, тантал і полістирол. Широко використовуються у виробництві конденсаторів також такі ізолятори, як повітря, папір і пластик. Кожен з цих матеріалів ефективно запобігає обкладки конденсатора від зіткнення один з одним.

Що таке ємність конденсатора?

Поняття «ємність конденсатора» характеризує його здатність накопичувати електричний заряд. Одиницею виміру ємності є Фарада.

Якщо конденсатор зберігає заряд 1 кулон при різниці потенціалів між його обкладинками 1 Вольт, то він має ємність величиною в одну Фараду. Насправді, ця одиниця занадто велика для більшості практичних застосувань. Типові величини ємностей при використанні конденсаторів потрапляють в діапазони міліфарад (10-3 Ф), микрофарад (10-6 Ф) і пикофарад (10-12 Ф).

Які бувають конденсатори?

Щоб зрозуміти, що таке конденсатор, необхідно розглянути основні типи цього компонента в залежності від призначення, умов застосування та виду діелектрика.

Електролітичні конденсатори використовуються в ланцюгах, де потрібна велика ємність. Більшість таких елементів полярні. Звичайні матеріали для них - тантал або алюміній. Алюмінієві електролітичні конденсатори значно дешевше і мають більш широке застосування. Тим не менш, танталові володіють істотно більшою об`ємною ефективністю і мають чудові електричні характеристики.

Танталові конденсатори мають в якості діелектрика оксид танталу. Відрізняються високою надійністю, хорошими частотними характеристиками, широким діапазоном робочих температур. Вони широко використовуються в електронній апаратурі, де необхідний високий рівень ємності при невеликих габаритах. В силу своїх переваг виробляються у великих обсягах для потреб електронної промисловості.

До недоліків танталових конденсаторів можна віднести чутливість до пульсацій струму і перенапряжениям, а також відносну дорожнечу цих виробів.

Силові конденсатори, як правило, використовуються в системах високої напруги. Вони широко застосовуються для компенсації втрат в лініях електропередач, а також для поліпшення коефіцієнта потужності в промислових електроустановках. Виготовляються з високоякісної металізованої пропіленової плівки із застосуванням спеціальної просочення нетоксичним ізоляційним маслом.

Можуть мати функцію самоліквідації внутрішніх пошкоджень, що надає їм додаткову надійність і збільшує термін служби.

Керамічні конденсатори мають в якості матеріалу діелектрика кераміку. Відрізняються високою функціональністю за робочою напругою, надійністю, низькими втратами і дешевизною.

Діапазон ємностей їх варіюється від декількох пікофарад до приблизно 0,1 мкФ. В даний час є одним з найбільш широко використовуваних типів конденсаторів, використовуваних в електронному обладнанні.

Срібні слюдяні конденсатори прийшли на зміну широко поширеним раніше слюдяним елементам. Мають високу стабільність, герметичним корпусом і великою місткістю на одиницю об`єму.

Широкому застосуванню срібно-слюдяних конденсаторів заважає їх відносна дорожнеча.

У паперових та металопаперові конденсаторів обкладки виготовляються з тонкої алюмінієвої фольги, а в якості діелектрика використовується спеціальний папір, просочена твердим (розплавленим) або рідким діелектриком. Застосовуються в низькочастотних ланцюгах радіопристроїв при великих токах. Відрізняються відносною дешевизною.

Для чого потрібен конденсатор

Є цілий ряд прикладів використання конденсаторів в найрізноманітніших цілях. Зокрема, їх широко застосовують для зберігання аналогових сигналів і та цифрових даних. Конденсатори змінної ємності використовуються в телекомунікаційного зв`язку для регулювання частоти і налаштування телекомунікаційного обладнання.

Типовим прикладом їх застосування є використання в джерелах живлення. Там ці елементи виконують функцію згладжування (фільтрацію) випрямленої напруги на виході цих пристроїв. Вони також можуть бути використані в помножувачах напруги для генерації високої напруги, багаторазово перевищує вхідну напругу. Конденсатори широко застосовуються в різного роду перетворювачах напруги, пристроях безперебійного живлення для комп`ютерної техніки і т.д.

Пояснюючи, що таке конденсатор, не можна не сказати, що цей елемент може служити і відмінним сховищем електронів. Однак реально ця функція має певні обмеження з причини неідеальності ізоляційних характеристик використовуваного діелектрика. Проте конденсатор має властивість досить тривалий час зберігати електричну енергію при відключенні від ланцюга заряду, тому він може бути використаний як тимчасовий джерело живлення.

Завдяки своїм унікальним фізичним властивостям ці елементи знайшли настільки широке застосування в електронної та електротехнічної промисловості, що сьогодні рідко яке електротехнічний виріб не включає в себе принаймні один такий компонент для будь-якої мети.

Підводячи підсумки, можна констатувати, що конденсатор - це безцінна частина величезної безлічі електронних і електротехнічних пристроїв, без яких був би немислимий подальший прогрес у науці і техніці.

Ось що таке конденсатор!