Pokud vezmeme v úvahu praktické elektronické obvody, pak z hlediska popularity aplikace je takový radioelektronický prvek, jako je kondenzátor, na druhém místě za rezistorem. Napájecí filtry jsou implementovány na elektrolytickém kondenzátoru ani jeden rezonanční obvod, např. rádiový přijímač, se neobejde bez keramického kondenzátoru, v něm lze detekovat i ladicí kondenzátory, které umožňují přesné nastavení frekvence .
Kondenzátory se nacházejí ve všech elektronických obvodech, od dnes populárních LED žárovek, přes „nabíječky“ mobilních telefonů až po kompenzátory jalového výkonu průmyslových elektroinstalací. Zkusme zjistit, co to je a jaký je princip fungování kondenzátoru.
Zařízení a princip činnosti
Bez ohledu na typ kondenzátoru se ve zjednodušeném smyslu skládá ze dvou kovových desek (desek) a dielektrické vrstvy, která je od sebe odděluje. Toto provedení se ve skutečnosti odráží ve schematickém označení kondenzátoru, zobrazeném ve formě dvou paralelních čar spojených s přerušením vodiče. Jako dielektrikum mohou působit:
- papír, včetně papíru impregnovaného dielektrikem;
- tvrdé materiály (keramika, slída, sklo);
- syntetické filmy, například fluoroplasty;
- oxidové filmy atd.
Je to samotný dielektrický materiál, který dává kondenzátoru jméno. Papírové kondenzátory se skládají ze dvou složených pásků hliníkové fólie oddělených vrstvami papíru. Hliníkové elektrolytické kondenzátory mají vrstvu papíru napuštěnou elektrolytem, proto se jim v profesionálním prostředí říká elektrolyty. Konstrukce fóliových kondenzátorů je podobná, pouze papír je nahrazen fólií. U kondenzátorů s pevným dielektrikem, jak je vidět na příkladu slídového nebo keramického kondenzátoru, jsou desky s dielektrikem sestaveny v obalech, což umožňuje získat maximální kapacity s minimálními rozměry.
Tantalové elektrolytické kondenzátory mají složitější výrobní technologii, která ve skutečnosti určuje jejich vysokou cenu. Tantalové kondenzátory jsou kompaktnější než jejich hliníkové protějšky, což umožňuje jejich výrobu ve verzích SMD. Stejně jako hliníkové elektrolyty vyžadují, aby byla dodržena polarita spoje. Technologie výroby nepolárních elektrolytických kondenzátorů umožňuje sériové zapojení dvou polárních kondenzátorů back-to-back.
Principem činnosti kondenzátoru je akumulace elektrického náboje. Díky tomuto procesu, v okamžiku, kdy jsou na desky kondenzátoru aplikovány opačné potenciály, protéká proud. Jak se náboj hromadí, proud se zastaví, což v zásadě vysvětluje neschopnost kondenzátoru propouštět elektrický stejnosměrný proud. Kondenzátory jsou však schopny propouštět střídavý proud, což vysvětluje jejich použití v izolačních obvodech, kde jsou stejnosměrné a střídavé součásti.
Vzhledem ke schopnosti kondenzátorů akumulovat náboje je za jejich hlavní charakteristiku považována kapacita. Jednotkou měření kapacity je Farad, avšak vzhledem ke své velké velikosti je tabulka jmenovitých kapacit pro kondenzátory obvykle uváděna v mikrofaradech (10^-6), nanofaradech (10^-9) a pikofaradech (10^- 12). Pro elektrolyty jsou typické hodnoty kapacity desítek, stovek a tisíců mikrofaradů, menší hodnoty odpovídají například keramickému plochému kondenzátoru.
Specifická kapacita se vztahuje k elektrické kapacitě kondenzátoru k jeho objemu nebo hmotnosti. V tomto parametru je výhoda tantalových kondenzátorů oproti hliníkovým elektrolytům nesporná.
Další důležitou charakteristikou kondenzátorů je jmenovité napětí. Toto je napětí, při kterém kondenzátor neztrácí své vlastnosti, jeho překročení vede k elektrickému rozpadu dielektrické vrstvy. Aby se zabránilo dielektrickému průrazu, mělo by být napětí vyšší.
U hliníkových elektrolytů je teplotní limit považován za důležitý parametr, čím vyšší je, tím déle kondenzátor vydrží. Existuje mnohem více skutečných charakteristik udávajících charakteristiky kondenzátoru, ale jsou zajímavé pouze pro vývojáře schémat zapojení.
Stále máte otázky?
Vyplňte níže uvedený formulář zpětné vazby, naši specialisté vás budou kontaktovat, konzultovat, sdělí vám možné způsoby řešení vašeho problému.
