Конденсатор электронный. механизм работы. емкость. математическая модель. схемы. типы, виды, категории, систематизация.
Конденсатор имеет обычно два вывода. Работу конденсатора обрисовывает последующее соотношение, которое и определяет его применение в схемотехнике. [Напряжение на конденсаторе в момент T] = [Напряжение на конденсаторе в исходный момент T0] + интеграл от [T0] до [T] ([Сила тока через выводы конденсатора] / [Емкость конденсатора]) по [Времени].
Более обычно эта формула смотрится так:
В случае, если через конденсатор идет неизменный ток, то формула приобретает вид: [Напряжение на конденсаторе в момент T] = [Напряжение на конденсаторе в исходный момент T0] + [Сила тока через выводы конденсатора] * ([T1] - [T0]) / [Емкость конденсатора]
Емкость конденсатора измеряется в Фарадах. Конденсатор емкостью 1 Ф за 1 с током в 1 А заряжается на 1 V. Обычно в схемах употребляются конденсаторы от 1 пикофарады до 100 миллифарад. Хотя на данный момент бывают конденсаторы емкостью 10 Ф и выше.
На физическом уровне конденсатор состоит из 2-ух пластинок, меж которыми проложен диэлектрик. Один вывод конденсатора подключен к одной пластинке, другой вывод - к другой пластинке. На пластинках скапливается заряд.
[Емкость конденсатора] = [Диэлектрическая проницаемость вакуума] * [Диэлектрическая проницаемость диэлектрика меж пластинами] * [Площадь пластинок] / [Расстояние меду пластинами], где [Диэлектрическая проницаемость вакуума] = 8,854187817E-12 Ф/м, [Диэлектрическая проницаемость диэлектрика меж пластинами] находится в зависимости от определенных параметров диэлектрического материала. Некие вещества, к примеру, слюда, содействуют скоплению энергии, тогда эта константа больше единицы, может быть равна трем и поболее. Некие вещества напротив препятствуют скоплению энергии, тогда эта константа меньше единицы. Реальная формула приведена тут справочно. Инженеру - схемотехнику она никогда не нужна. Емкость конденсатора написана на его корпусе. Этого полностью довольно.
Напряжение на конденсаторе не может поменяться одномоментно. Конденсатор всячески сопротивляется этому. Это нужно учесть при проектировании электрических схем. Пробы стремительно зарядить либо разрядить конденсатор приводят к всплескам электронного тока, которые могут быть небезопасны для других частей в схеме.
На безупречном конденсаторе термическая энергия не выделяется, хотя через него может проходить переменный ток. Дело в том, что поначалу конденсатор заряжается, копит энергию, позже разряжается, дает энергию в цепи питания, не рассеивая ее.
На схемах конденсатор обозначается, как показано на рисунках. (А) - обыденный конденсатор, (Б) - электролитический, (В) - переменный, (Г) - подстроечный.
Безупречный конденсатор
Безупречный конденсатор имеет строго фиксированную емкость, подобающую надписи на корпусе, не зависящую от тока и наружных критерий, к примеру, температуры. Он не имеет внутренних индуктивности и сопротивления. Заряд, попавший на безупречный конденсатор, остается там вечно, пока не уйдет через выводы, ток через диэлектрик меж пластинами не протекает.
Безупречный конденсатор выдерживает хоть какой ток, имеет нулевые размеры, не занимает место на плате. Он не шумит. Напряжение на нем строго находится в зависимости от тока и времени, без сторонних помех.
Реальные конденсаторы. Систематизация, виды, типы.
Если б электронный конденсатор по сути был безупречным, то нужен был бы всего один тип конденсатора - ПИК (просто безупречный конденсатор). Его можно было бы использовать во всех схемах. Но жизнь преподносит нам реальные конденсаторы. Конденсаторы могут быть произведены по различным технологиям и из различных материалов. От этого зависят их характеристики и отклонение их емкости от заявленного номинала, написанного на корпусе.
Характеристики конденсаторов, характеризующие их неидеальность. Ток утечки - ток, который идет через диэлектрик меж пластинами. Этот ток находится в зависимости от напряжения и природы диэлектрика. Так что можно гласить о сопротивлении диэлектрика электронному току. В эталоне оно должно быть нескончаемым, но реально может быть сотки МОм. Индуктивность - реальный конденсатор проявляет себя, будто бы поочередно ему подключена некая индуктивность. Сопротивление пластинок и выводов - реальный конденсатор проявляет себя, будто бы поочередно ему подключен некий резистор.
Различные технологии производства конденсаторов позволяют получить различные достоинства. Разглядим некие из их.
(читать далее...) (в начало статьи)
