Kiedy stosować kondensatory?


36

To chyba najgłupsze pytanie w historii, ale jestem podekscytowany elektroniką. Rozumiem, co robią kondensatory i czytam książki dla początkujących o elektronice i tym podobne, ale nie bardzo rozumiem, kiedy ich używać? Czasami w tych książkach wydają się po prostu wrzucone. Rozumiem, że mają wygładzić prąd, ale wciąż nie jestem pewien, czy rozumiem, kiedy ich użyć.

Tak jak powiedziałem, jest to prawdopodobnie pytanie nublet do maksimum. Ale większość informacji, które znajduję, dotyczy bardziej tego, czym są, niż kiedy ich używać.

Edycja: Dla jasności mam na myśli MAŁE aplikacje elektroniczne. Pomyśl o prostych obwodach i tym podobnych.


6
Bardzo trudno jest odpowiedzieć na twoje pytanie, ponieważ kondensatory mają wiele zastosowań. Czy mógłbyś to sprecyzować?
Daniel Grillo

Odpowiedzi:


71

Kiedy zaczynałem od elektroniki, miałem problem z tym samym pytaniem. Problem polega na tym, że kondensatory są używane na wiele różnych sposobów.

Ponieważ jednak dopiero zaczynasz przygodę z elektroniką, prawdopodobnie na początek potrzebujesz tylko kilku z nich. Najczęściej stosowane i podstawowe z nich to:

Wygładzanie zasilacza

Jest to najłatwiejsza i bardzo szeroko stosowana aplikacja kondensatora. Jeśli włożysz duży, mocny kondensator elektrolityczny (im większy, tym lepszy), wypełni wszystkie luki powstałe w wyniku prostowania fali prądu przemiennego, tworząc względnie gładkie napięcie stałe. Działa poprzez wielokrotne ładowanie podczas szczytów i rozładowywanie podczas przerw. Jednak im większe obciążenie zostanie na niego nałożone, tym szybciej rozładuje on kondensator i tym więcej będzie tętnień.

wyczucie czasu

Jeśli dostarczysz zasilanie kondensatorowi przez rezystor, ładowanie zajmie trochę czasu. Jeśli podłączysz obciążenie rezystancyjne do kondensatora, rozładowanie zajmie trochę czasu. Kluczową rzeczą, którą należy zrozumieć tutaj o obwodach czasowych, jest to, że kondensatory wyglądają tak, jakby były zwarte podczas ładowania, ale zaraz po ich naładowaniu wydają się być obwodem otwartym.

Filtracja

Jeśli przepuścisz prąd stały przez kondensator, naładuje się on, a następnie zablokuje przepływ prądu. Jeśli jednak przepuścisz prąd zmienny przez kondensator, przepłynie on. Ile prądu przepływa zależy od częstotliwości prądu przemiennego i wartości kondensatora.



2
Jest to bardzo pomocne (przepraszam za późny komentarz)

1
@Sauron: Nie ma problemu. Cieszę się, że mogę pomóc. Kiedy będę miał trochę czasu, mogę edytować swoją odpowiedź i dodać więcej informacji.
BG100

5
Późno też na imprezę, ale chciałem poinformować cię, że twoja odpowiedź wciąż pomaga ludziom. Dziękujemy za uczynienie tej wymiany stosów niesamowitą.
kb.

Nawet później na imprezę i zgódź się z @kb ^^
Marko

7

Wykorzystuje:

sprzężenie prądu przemiennego - blokowanie - izolacja

taktowanie - Czas do naładowania lub rozładowania kondensatora jest bardzo z grubsza RC, gdzie R jest rezystorem połączonym szeregowo z kondensatorem.

Filtr (często filtr zasilacza)

oddzielenie

zestrojone obwody

http://opencircuits.com/Capacitors


3

Jak mówi Stuff Works

Czasami kondensatory są używane do przechowywania ładunku w celu użycia z dużą prędkością. Tak właśnie działa flash. Duże lasery również korzystają z tej techniki, aby uzyskać bardzo jasne, natychmiastowe błyski.

Kondensatory mogą również eliminować zmarszczki. Jeśli linia przewodząca napięcie prądu stałego ma tętnienia lub skoki, duży kondensator może wyrównać napięcie, absorbując szczyty i wypełniając doliny.

Kondensator może blokować napięcie stałe. Jeśli podłączysz mały kondensator do akumulatora, po naładowaniu kondensatora między biegunami akumulatora nie przepłynie prąd. Jednak jakikolwiek sygnał prądu przemiennego (AC) przepływa przez kondensator bez przeszkód. Jest tak, ponieważ kondensator ładuje się i rozładowuje, gdy prąd przemienny zmienia się, co sprawia, że ​​wydaje się, że prąd przemienny płynie.

Wikipedia wymienia następujące aplikacje:

  • magazynowanie energii
  • moc pulsacyjna
  • kondycjonowanie mocy
  • korekcja współczynnika mocy
  • sprzężenie sygnału
  • oddzielenie
  • filtry przeciwhałasowe i tłumiki
  • rozruszniki silnika
  • przetwarzanie sygnałów
  • zestrojone obwody
  • wyczuwanie

2
However, any alternating current (AC) signal flows through a capacitor unimpeded.Jakieś źródła tego? Z tego, co słyszałem, impedancja kondensatora wynosi $ R + \ frac {1} {j \ omega C} $, gdzie R jest opornością przewodów, a $ \ frac {1} {j \ omega C} $ to reaktancja kondensatora.
AndrejaKo

1
@andrejaKo Komentarz jest uproszczeniem zakładającym idealny kondensator, który ma zero ESR, wśród innych nierealistycznych atrybutów. Twoje równanie jest również idealnym uproszczeniem, które nie uwzględnia wszystkich rzeczywistych właściwości kondensatorów. Na przykład zignorowałeś ESL, co jest bardzo ważną właściwością w wielu aplikacjach.
Mark

2
Kondensatory nie blokują prądów stałych. Napięcie po prostu rośnie do nieskończoności. :)
endolith

@Mark What ESL?
AndrejaKo

1
@andrejaKo ESL = Równoważna indukcyjność szeregowa, reprezentuje indukcyjność szeregową kondensatora i jest głównie wynikiem wyprowadzeń paczki. ESL może powodować rezonanse, a także ma krytyczne znaczenie w pracy z wysoką częstotliwością w zastosowaniach takich jak oddzielenie cyfrowej logiki. ESR, ekwiwalentna rezystancja szeregowa, R w twoim równaniu powyżej, jest nie tylko wynikiem rezystancji ołowiu, ale także traci dielektryk, dodatkowo jest zmienna w zależności od częstotliwości. Istnieje również pasożytnicza pojemność, którą należy wziąć pod uwagę w modelu świata rzeczywistego podczas pracy z wysoką częstotliwością.
Mark

2

Kilka innych aplikacji:

  1. aby stworzyć różnicę faz między napięciami, jak w przypadku wentylatorów sufitowych. Nawet jeśli głównym źródłem zasilania jest prąd przemienny, aby silnik jednofazowy działał, należy rozdzielić fazę.
  2. Kondensatory mogą być używane do magazynowania energii, super kondensatory specjalnie zaprojektowane do tych zastosowań. Czapki te będą miały bardzo krótki czas ładowania w porównaniu do akumulatorów.
  3. kompensacja mocy biernej: poprawa ogólnego współczynnika mocy systemu, aby współczynnik kw / kva był większy.
  4. Filtrowanie: zawsze widać kondensator MLCC na wejściu układów scalonych, ma to na celu ograniczenie dv / dt i ochronę układu scalonego.
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.