• Terjemahan

Jika anda kerap membuat gambar rajah elektrik, anda mungkin menggunakan kapasitor. ini komponen standard litar, sama seperti rintangan, yang anda ambil dari rak tanpa berfikir panjang. Kami menggunakan kapasitor untuk melancarkan voltan/riak semasa, untuk memadankan beban, sebagai sumber kuasa untuk peranti berkuasa rendah dan aplikasi lain.

Tetapi kapasitor bukan hanya gelembung dengan dua wayar dan beberapa parameter - voltan dan kapasitans operasi. Terdapat pelbagai jenis teknologi dan bahan dengan sifat berbeza yang digunakan untuk mencipta kapasitor. Dan walaupun dalam kebanyakan kes hampir mana-mana kapasitor dengan kapasiti yang sesuai akan dilakukan untuk sebarang tugas, pemahaman yang baik tentang cara peranti ini berfungsi boleh membantu anda memilih bukan sahaja yang betul, tetapi yang betul. cara yang paling baik. Jika anda pernah mengalami masalah dengan kestabilan suhu atau tugas mencari sumber bunyi tambahan, anda akan menghargai maklumat dalam artikel ini.

Mari kita mulakan dengan mudah

Adalah lebih baik untuk memulakan dengan mudah dan menerangkan prinsip asas bagaimana kapasitor berfungsi sebelum beralih ke peranti sebenar. Kapasitor ideal terdiri daripada dua plat pengalir yang dipisahkan oleh dielektrik. Caj terkumpul pada plat, tetapi tidak boleh mengalir di antara mereka - dielektrik mempunyai sifat penebat. Ini adalah bagaimana kapasitor mengumpul cas.

Kapasitansi diukur dalam farad: kapasitor satu farad menghasilkan voltan satu volt jika ia mengandungi cas satu coulomb. Seperti kebanyakan unit SI yang lain, ia adalah saiz yang tidak praktikal, jadi melainkan anda mengira superkapasitor, yang tidak akan kami bincangkan di sini, anda mungkin akan mendapat mikro, nano dan picofarad. Kapasiti mana-mana kapasitor boleh diperoleh daripada dimensi dan sifat dielektriknya - jika berminat, formula untuk ini boleh didapati di Wikipedia. Tidak perlu menghafalnya melainkan anda sedang belajar untuk peperiksaan - tetapi ia mengandungi satu fakta yang berguna. Kapasitian adalah berkadar dengan pemalar dielektrik ε r bagi dielektrik yang digunakan, yang telah menghasilkan pelbagai kapasitor tersedia secara komersil menggunakan bahan dielektrik yang berbeza untuk mencapai kapasiti yang lebih besar atau ciri voltan yang lebih baik.

Elektrolitik aluminium

aluminium kapasitor elektrolitik gunakan lapisan teroksida anodik pada kepingan aluminium sebagai satu plat dielektrik, dan elektrolit daripada sel elektrokimia sebagai plat lain. Kehadiran sel elektrokimia menjadikannya kutub, iaitu, voltan DC mesti digunakan dalam satu arah, dan plat anod mestilah anod, atau positif.

Dalam amalan, plat mereka dibuat dalam bentuk sandwic kerajang aluminium, dibalut dalam silinder dan terletak di tin aluminium. Voltan operasi bergantung pada kedalaman lapisan anodized.

Kapasitor elektrolitik mempunyai kapasitansi terbesar antara yang biasa, dari 0.1 hingga beribu-ribu mikrofarad. Disebabkan oleh pembungkusan rapat sel elektrokimia, ia mempunyai kearuhan siri setara yang besar (ESI, atau kearuhan berkesan), itulah sebabnya ia tidak boleh digunakan pada frekuensi tinggi. Ia biasanya digunakan untuk pelicinan kuasa dan penyahgandingan serta gandingan pada frekuensi audio.

Tantalum elektrolitik

Kapasitor Tantalum Dipasang Permukaan

Kapasitor elektrolitik tantalum dihasilkan sebagai anod tantalum tersinter dengan luas permukaan yang besar di mana lapisan tebal oksida ditanam dan kemudian elektrolit mangan dioksida diletakkan sebagai katod. Gabungan luas permukaan yang besar dan sifat dielektrik tantalum oksida menghasilkan kemuatan yang tinggi bagi setiap isipadu. Akibatnya, kapasitor sedemikian jauh lebih kecil daripada kapasitor aluminium dengan kapasiti setanding. Seperti yang terakhir, kapasitor tantalum mempunyai kekutuban, jadi D.C. mesti pergi betul-betul satu arah.

Kapasiti mereka yang tersedia berbeza dari 0.1 hingga beberapa ratus mikrofarad. Mereka mempunyai rintangan kebocoran yang jauh lebih rendah dan setara rintangan siri(ESR), itulah sebabnya ia digunakan dalam ujian, alat pengukur dan peranti audio berkualiti tinggi – di mana sifat ini berguna.

Dalam kes kapasitor tantalum, adalah perlu terutamanya memantau status kegagalan ia berlaku bahawa mereka terbakar. Tantalum oksida amorf adalah dielektrik yang baik, dan dalam bentuk kristal ia menjadi panduan yang baik. Salah guna kapasitor tantalum - sebagai contoh, menggunakan arus masuk terlalu banyak boleh menyebabkan dielektrik berubah bentuk, yang akan meningkatkan arus yang melaluinya. Memang benar bahawa generasi terdahulu kapasitor tantalum mempunyai reputasi untuk masalah kebakaran, dan kaedah pembuatan yang lebih baik telah membawa kepada produk yang lebih dipercayai.

Filem polimer

Seluruh keluarga kapasitor menggunakan filem polimer sebagai dielektrik, dan filem itu sama ada diapit di antara lapisan kerajang logam berpintal atau berjalin atau mempunyai lapisan berlogam pada permukaan. Voltan operasi mereka boleh mencapai sehingga 1000 V, tetapi mereka tidak mempunyai kapasitansi tinggi - ini biasanya dari 100 pF hingga beberapa mikrofarad. Setiap jenis filem mempunyai kebaikan dan keburukan, tetapi secara amnya seluruh keluarga mempunyai kapasitansi dan kearuhan yang lebih rendah daripada yang elektrolitik. Oleh itu, ia digunakan dalam peranti frekuensi tinggi dan untuk penyahgandingan dalam sistem bising elektrik, serta dalam sistem tujuan umum.

Kapasitor polipropilena digunakan dalam litar yang memerlukan kestabilan terma dan frekuensi yang baik. Ia juga digunakan dalam sistem kuasa, untuk menekan EMI, dalam sistem yang menggunakan arus ulang-alik voltan tinggi.

Kapasitor poliester, walaupun ia tidak mempunyai suhu yang sama dan ciri frekuensi, ternyata murah dan boleh tahan suhu tinggi apabila pematerian untuk pemasangan permukaan. Oleh sebab itu, ia digunakan dalam litar yang dimaksudkan untuk digunakan dalam aplikasi bukan kritikal.

Kapasitor polietilena naftalat. Mereka tidak mempunyai ciri suhu dan kekerapan yang stabil, tetapi boleh menahan suhu dan tegasan yang lebih tinggi berbanding dengan poliester.

Kapasitor polietilena sulfida mempunyai ciri suhu dan kekerapan polipropilena, dan di samping itu boleh menahan suhu tinggi.

Dalam peralatan lama anda boleh menemui kapasitor polikarbonat dan polistirena, tetapi kini ia tidak lagi digunakan.

Seramik

Sejarah kapasitor seramik agak panjang - ia telah digunakan dari dekad pertama abad yang lalu hingga ke hari ini. Kapasitor awal adalah satu lapisan seramik, logam pada kedua-dua belah. Yang kemudiannya juga berbilang lapisan, di mana plat dengan metalisasi dan seramik diselingi. Bergantung pada dielektrik, kapasitansi mereka berbeza dari 1 pF hingga berpuluh-puluh mikrofarad, dan voltan mencapai kilovolt. Dalam semua industri elektronik jika diperlukan kapasiti kecil, anda boleh menemui kedua-dua cakera seramik satu lapisan dan kapasitor timbunan lekap permukaan berbilang lapisan.

Cara paling mudah untuk mengklasifikasikan kapasitor seramik adalah dengan dielektrik, kerana ia adalah yang memberikan kapasitor semua sifatnya. Dielektrik dikelaskan mengikut kod tiga huruf, di mana ia disulitkan suhu bekerja dan kestabilan.

C0G mempunyai kestabilan yang lebih baik dalam kapasitansi berkenaan dengan suhu, kekerapan dan voltan. Digunakan dalam litar frekuensi tinggi dan litar berkelajuan tinggi yang lain.

X7R tidak mempunyai seperti itu ciri-ciri yang baik mengikut suhu dan voltan, oleh itu ia digunakan dalam kes yang kurang kritikal. Ini biasanya termasuk penyahgandingan dan pelbagai aplikasi universal.

Y5V mempunyai kapasiti yang lebih tinggi, tetapi ciri suhu dan voltannya lebih rendah. Juga digunakan untuk decoupling dan dalam pelbagai aplikasi tujuan umum.

Oleh kerana seramik selalunya juga mempunyai sifat piezoelektrik, sesetengah kapasitor seramik juga mempamerkan kesan mikrofonik. Jika anda telah bekerja dengan voltan dan frekuensi tinggi dalam julat audio, seperti dengan penguat tiub atau elektrostatik, anda mungkin pernah mendengar kapasitor "menyanyi". Jika anda menggunakan kapasitor piezoelektrik untuk menyediakan penstabilan frekuensi, anda mungkin mendapati bunyinya dimodulasi oleh getaran persekitarannya.

Seperti yang telah kami nyatakan, artikel ini tidak bertujuan untuk merangkumi semua teknologi kapasitor. Melihat katalog elektronik anda akan mendapati bahawa beberapa teknologi yang tersedia tidak diliputi di sini. Sesetengah tawaran daripada katalog sudah lapuk, atau mempunyai niche yang sempit sehingga anda paling kerap tidak akan menemuinya. Kami hanya berharap untuk menghilangkan beberapa misteri tentang model popular kapasitor, dan membantu anda memilih komponen yang sesuai semasa mereka bentuk peranti sendiri. Jika kami telah membangkitkan selera anda, anda mungkin ingin menyemak artikel kami tentang induktor.

Jika anda mendapati sebarang ketidaktepatan atau ralat, sila tulis kepada

Kapasitor dalam litar DC arus ulang alik berkelakuan berbeza sama sekali.

Jadi, mari kita ambil Voltan DC dan tetapkan voltan pada buayanya kepada 12 Volt. Kami juga mengambil mentol lampu 12 Volt. Sekarang kita masukkan kapasitor antara satu probe bekalan kuasa dan mentol lampu:

Tidak, ia tidak terbakar.

Tetapi jika anda melakukannya secara langsung, ia menyala:

Ini meminta kesimpulan: Arus DC tidak mengalir melalui kapasitor!

Sejujurnya, pada saat awal menggunakan voltan, arus masih mengalir selama sepersekian saat. Ia semua bergantung pada kapasitansi kapasitor.

Kapasitor dalam litar AC

Jadi, untuk mengetahui sama ada arus AC mengalir melalui kapasitor, kita memerlukan alternator. Saya fikir penjana frekuensi ini akan berfungsi dengan baik:

Oleh kerana penjana Cina saya sangat lemah, bukannya beban mentol lampu kami akan menggunakan satu 100 Ohm mudah. Mari kita juga mengambil kapasitor dengan kapasiti 1 mikrofarad:

Kami memateri sesuatu seperti ini dan menghantar isyarat daripada penjana frekuensi:

Seterusnya, OWON SDS6062 Digital Oscilloscope turun ke perniagaan. Apakah osiloskop dan apa yang digunakan dengannya, baca di sini. Kami akan menggunakan dua saluran sekaligus. Dua isyarat akan dipaparkan pada satu skrin sekaligus. Di sini pada skrin anda sudah boleh melihat gangguan daripada rangkaian 220 Volt. Jangan ambil perhatian.

Kami akan berkhidmat voltan AC dan perhatikan isyarat, seperti yang dikatakan jurutera elektronik profesional, pada input dan output. serentak.

Semuanya akan kelihatan seperti ini:

Jadi, jika frekuensi kita adalah sifar, maka ini bermakna arus malar. Seperti yang telah kita lihat, kapasitor tidak membenarkan arus terus melaluinya. Ini nampaknya telah diselesaikan. Tetapi apa yang berlaku jika anda menggunakan sinusoid dengan frekuensi 100 Hertz?

Pada paparan osiloskop saya memaparkan parameter seperti frekuensi isyarat dan amplitud: F ialah kekerapan Mak — amplitud (parameter ini ditandakan dengan anak panah putih). Saluran pertama ditandakan dengan warna merah, dan saluran kedua dengan warna kuning, untuk memudahkan persepsi.

Gelombang sinus merah menunjukkan isyarat yang diberikan oleh penjana frekuensi Cina kepada kita. Gelombang sinus kuning adalah apa yang sudah kita perolehi pada beban. Dalam kes kami, beban adalah perintang. Nah, itu sahaja.

Seperti yang anda lihat dalam osilogram di atas, saya membekalkan isyarat sinusoidal daripada penjana dengan frekuensi 100 Hertz dan amplitud 2 Volt. Pada perintang kita sudah melihat isyarat dengan frekuensi yang sama (isyarat kuning), tetapi amplitudnya adalah kira-kira 136 milivolt. Lebih-lebih lagi, isyarat itu ternyata agak "berbulu". Ini disebabkan oleh apa yang dipanggil "". Bunyi adalah isyarat dengan amplitud kecil dan perubahan voltan rawak. Ia boleh disebabkan oleh unsur radio itu sendiri, atau ia juga boleh menjadi gangguan yang ditangkap dari ruang sekeliling. Sebagai contoh, perintang "membuat bunyi" dengan baik. Ini bermakna bahawa "shaggyness" isyarat adalah jumlah gelombang sinus dan bunyi.

Amplitud isyarat kuning telah menjadi lebih kecil, malah graf isyarat kuning beralih ke kiri, iaitu, ia mendahului isyarat merah, atau dalam bahasa saintifik, ia kelihatan peralihan fasa. Ia adalah fasa yang di hadapan, bukan isyarat itu sendiri. Jika isyarat itu sendiri berada di hadapan, maka kita akan mempunyai isyarat pada perintang muncul dalam masa lebih awal daripada isyarat yang digunakan padanya melalui kapasitor. Ia akan menghasilkan beberapa jenis perjalanan masa :-), yang, tentu saja, adalah mustahil.

Peralihan fasa- Ini perbezaan antara fasa awal dua kuantiti yang diukur. DALAM dalam kes ini voltan. Untuk mengukur anjakan fasa, mesti ada syarat bahawa isyarat ini kekerapan yang sama. Amplitud boleh menjadi apa-apa. Rajah di bawah menunjukkan peralihan fasa ini atau, sebagaimana ia juga dipanggil, perbezaan fasa:

Mari kita tingkatkan frekuensi pada penjana kepada 500 Hertz

Perintang telah menerima 560 milivolt. Peralihan fasa berkurangan.

Kami meningkatkan kekerapan kepada 1 KiloHertz

Pada output kita sudah mempunyai 1 Volt.

Tetapkan kekerapan kepada 5 Kilohertz

Amplitud ialah 1.84 Volt dan anjakan fasa jelas lebih kecil

Naikkan kepada 10 Kilohertz

Amplitud hampir sama seperti pada input. Peralihan fasa kurang ketara.

Kami menetapkan 100 Kilohertz:

Hampir tiada peralihan fasa. Amplitud hampir sama seperti pada input, iaitu, 2 Volt.

Dari sini kami membuat kesimpulan yang mendalam:

Bagaimana frekuensi yang lebih tinggi, semakin kurang rintangan kapasitor terhadap arus ulang alik. Peralihan fasa berkurangan dengan peningkatan kekerapan kepada hampir sifar. Dihidupkan selama-lamanya frekuensi rendah nilainya ialah 90 darjah atauπ/2 .

Jika anda memplot sekeping graf, anda akan mendapat sesuatu seperti ini:

Saya memplot voltan secara menegak dan frekuensi secara mendatar.

Jadi, kita telah mengetahui bahawa rintangan kapasitor bergantung pada frekuensi. Tetapi adakah ia hanya bergantung pada kekerapan? Mari kita ambil kapasitor dengan kapasiti 0.1 mikrofarad, iaitu, nilai nominal 10 kali kurang daripada yang sebelumnya, dan jalankannya semula pada frekuensi yang sama.

Mari lihat dan analisa nilai:

Bandingkan dengan teliti nilai amplitud isyarat kuning pada frekuensi yang sama, tetapi dengan nilai kapasitor yang berbeza. Sebagai contoh, pada frekuensi 100 Hertz dan nilai kapasitor 1 μF, amplitud isyarat kuning ialah 136 milivolt, dan pada frekuensi yang sama, amplitud isyarat kuning, tetapi dengan kapasitor 0.1 μF, sudah pun 101 milivolt (sebenarnya, malah kurang disebabkan gangguan ). Pada frekuensi 500 Hertz - 560 milivolt dan 106 milivolt, masing-masing, pada frekuensi 1 Kilohertz - 1 Volt dan 136 milivolt, dan seterusnya.

Dari sini kesimpulannya mencadangkan dirinya sendiri: Apabila nilai kapasitor berkurangan, rintangannya meningkat.

Menggunakan transformasi fizikal dan matematik, ahli fizik dan ahli matematik telah memperoleh formula untuk mengira rintangan kapasitor. Tolong sayangi dan hormati:

di mana, X C ialah rintangan pemuat, Ohm

P - malar dan bersamaan dengan lebih kurang 3.14

F— kekerapan, diukur dalam Hertz

DENGAN- kapasitansi, diukur dalam Farads

Jadi, letakkan kekerapan dalam formula ini pada sifar Hertz. Kekerapan sifar Hertz ialah arus terus. Apa yang akan berlaku? 1/0=infiniti atau rintangan yang sangat tinggi. Pendek kata, litar rosak.

Kesimpulan

Melihat ke hadapan, saya boleh mengatakan bahawa dalam eksperimen ini kami memperoleh (HPF). Dengan menggunakan kapasitor ringkas dan perintang, jika kita menggunakan penapis sedemikian pada pembesar suara di suatu tempat di dalam peralatan audio, kita hanya akan mendengar nada tinggi berderit dalam pembesar suara. Tetapi frekuensi bass akan dilembapkan oleh penapis sedemikian. Kebergantungan rintangan kapasitor pada frekuensi sangat banyak digunakan dalam elektronik radio, terutamanya dalam pelbagai penapis di mana ia perlu untuk menekan satu frekuensi dan melepasi yang lain.

Orang yang jauh dari teknologi tidak menyangka bahawa reka bentuk peralatan elektrik moden termasuk pelbagai elemen, berkat teknik ini berfungsi. Mereka pun tak faham apa yang kita bincangkan kita bercakap tentang, apabila pakar di sekeliling mereka bercakap tentang teknologi. Tetapi kadang-kadang rasa ingin tahu menjadi lebih baik daripada mereka dan mereka mula bertanya soalan. Sebagai contoh, mengapa anda memerlukan kapasitor?

Untuk memenuhi rasa ingin tahu, kami akan cuba menerangkan fungsinya dan mengenal pasti di kawasan mana kapasitor telah menemui aplikasinya.

Apakah kapasitor?

Kapasitor, lebih dikenali sebagai "conder", ialah peranti yang digunakan dalam litar elektrik untuk menyimpan tenaga elektrik. Kapasitor digunakan dalam penapisan hingar, dalam penapis melicinkan dalam bekalan kuasa, litar komunikasi antara peringkat, dan dalam banyak bidang kejuruteraan radio yang lain.

Reka bentuk dan bahan yang digunakan menentukan ciri elektrik Conder. Peranti kapasitor termasuk plat (atau plat) yang terletak di hadapan satu sama lain. Mereka diperbuat daripada bahan konduktif dan penebat. Mika atau kertas boleh digunakan sebagai penebat.

Kapasiti pemuat mungkin berbeza-beza. Ia meningkat dalam saiz mengikut perkadaran dengan luas plat, dan penurunannya berlaku bergantung pada jarak di antara mereka. Ianya sangat penting voltan operasi kapasitor. Jika melebihi voltan maksimum, kapasitor mungkin pecah kerana kerosakan dielektrik.

Bagaimana semuanya bermula

Prinsip pembuatan peranti ini diketahui sejak sekian lama, terima kasih kepada ahli fizik Jerman Ewald Jurgen von Kleist dan rakan sekerjanya dari Belanda Peter van Musschenbroeck. Mereka adalah pencipta kapasitor pertama di dunia. Cetusan idea mereka jauh lebih primitif daripada rakan modennya, kerana dinding balang kaca bertindak sebagai dielektrik. Pada masa kini, teknologi jauh lebih maju, dan penciptaan bahan baru telah meningkatkan reka bentuk kapasitor.

Jurutera elektrik yang cemerlang Pavel Yablochkov juga dapat mencapai hasil yang cemerlang dalam pembangunan kapasitor dan penggunaannya. Beliau mencipta banyak penerbitan mengenai topik ini. Pavel Nikolaevich faham dengan sempurna mengapa anda memerlukan kapasitor , oleh itu, dia adalah salah seorang yang pertama memasukkan "conder" dalam litar arus ulang-alik. Ini amat penting untuk pembangunan dan penubuhan kejuruteraan elektrik dan radio.

Terdapat pelbagai kapasitor yang tersedia pada hari ini, tetapi semuanya bergantung pada dua plat logam yang terlindung antara satu sama lain.

Di manakah kapasitor digunakan?

Kapasitor mengelilingi kami di banyak kawasan, menduduki niche khas dalam elektronik.

1. Peralatan televisyen atau radio tidak boleh dilakukan tanpa kapasitor. Ia digunakan untuk penapis penerus, penciptaan dan konfigurasi litar berayun, pengasingan litar dengan frekuensi yang berbeza dan banyak lagi.
2. Teknologi radar menggunakannya untuk menghasilkan denyutan kuasa yang lebih tinggi dan juga untuk membentuk denyutan.
3. Untuk pemadaman percikan dalam kenalan, pemisahan semasa frekuensi yang berbeza, memisahkan litar DC dan AC, "conder" diperlukan dalam telegrafi dan telefon.
4. Dalam telemekanik dan automasi, ia digunakan untuk mencipta penderia berdasarkan prinsip kapasitif. Di sini anda juga memerlukan pemadaman percikan dalam kenalan, pemisahan litar semasa, dsb.
5. DALAM peranti khas untuk menghafal, yang digunakan dalam teknologi pengkomputeran.
6. Untuk mendapatkan denyutan yang kuat dalam teknologi laser.

Industri kuasa elektrik moden juga menggunakan keseluruhan ciptaan ini: untuk menyambungkan peralatan yang diperlukan ke talian penghantaran untuk meningkatkan faktor kuasa, untuk mengawal voltan dalam rangkaian pengedaran, untuk melindungi daripada overvoltage, untuk kimpalan elektrik, penindasan gangguan radio dan banyak lagi. .

Mengapa anda memerlukan kapasitor? lagi? Untuk industri logam, peralatan automotif dan perubatan, untuk penggunaan tenaga atom, dalam teknologi fotografi untuk menghasilkan kilat cahaya dan fotografi udara. Malah industri perlombongan tidak boleh melakukannya tanpa kapasitor. Sesetengah kapasitor boleh menjadi sangat kecil dan beratnya kurang daripada satu gram, manakala "rakan seperjuangan" mereka yang lain mempunyai berat beberapa tan dan tinggi lebih daripada dua meter.

Pelbagai jenis kapasitor telah memungkinkan untuk menggunakannya dalam pelbagai bidang aktiviti, jadi kita tidak boleh melakukannya tanpanya.

Kapasitor ialah peranti dua kutub biasa yang digunakan dalam pelbagai litar elektrik. Ia mempunyai kapasiti malar atau berubah-ubah dan dicirikan oleh kekonduksian rendah; ia mampu mengumpul cas arus elektrik dan menghantarnya kepada elemen lain dalam litar elektrik.
Contoh paling mudah terdiri daripada dua elektrod plat yang dipisahkan oleh dielektrik dan terkumpul caj bertentangan. Dalam keadaan praktikal, kami menggunakan kapasitor dengan sebilangan besar plat dipisahkan oleh dielektrik.

Pengecasan kapasitor bermula apabila peranti elektronik disambungkan ke rangkaian. Apabila peranti disambungkan, terdapat banyak ruang kosong, oleh itu arus elektrik yang memasuki litar mempunyai nilai yang paling besar. Semasa ia diisi, arus elektrik akan berkurangan dan hilang sepenuhnya apabila kapasiti peranti terisi sepenuhnya.

Dalam proses menerima cas arus elektrik, elektron (zarah dengan cas negatif) dikumpulkan pada satu plat, dan ion (zarah dengan cas positif) dikumpulkan pada yang lain. Pemisah antara zarah bercas positif dan negatif adalah dielektrik, yang boleh digunakan dalam pelbagai bahan.

Pada masa sambungan peranti elektrik kepada bekalan kuasa, voltan masuk litar elektrik Ia ada nilai nol. Apabila bekas diisi, voltan dalam litar meningkat dan mencapai nilai yang sama dengan tahap pada sumber semasa.

Apabila litar elektrik diputuskan dari sumber kuasa dan beban disambungkan, kapasitor berhenti menerima caj dan memindahkan arus terkumpul ke elemen lain. Beban membentuk litar antara platnya, jadi apabila kuasa dimatikan, zarah bercas positif akan mula bergerak ke arah ion.

Arus awal dalam litar apabila beban disambungkan akan sama dengan voltan merentasi zarah bercas negatif dibahagikan dengan nilai rintangan beban. Sekiranya tiada kuasa, kapasitor akan mula kehilangan cas dan apabila cas dalam kapasitor berkurangan, paras voltan dan arus dalam litar akan berkurangan. Proses ini hanya akan selesai apabila tiada cas yang tinggal dalam peranti.

Rajah di atas menunjukkan reka bentuk pemuat kertas:
a) menggulung bahagian;
b) peranti itu sendiri.
Pada gambar ini:

1. Kertas;
2. Kerajang;
3. Penebat kaca;
4. Tudung;
5. Bingkai;
6. Gasket kadbod;
7. Membungkus;
8. Bahagian.

Kapasiti kapasitor dianggap sebagai ciri yang paling penting; masa secara langsung bergantung padanya dicas sepenuhnya peranti apabila menyambungkan peranti kepada sumber arus elektrik. Masa nyahcas peranti juga bergantung pada kapasiti, serta pada saiz beban. Semakin tinggi rintangan R, semakin cepat kapasitor akan kosong.

Sebagai contoh pengendalian kapasitor, pertimbangkan pengendalian pemancar analog atau penerima radio. Apabila peranti disambungkan ke rangkaian, kapasitor yang disambungkan kepada induktor akan mula mengumpul cas, elektrod akan terkumpul pada beberapa plat, dan ion pada yang lain. Selepas kapasiti dicas sepenuhnya, peranti akan mula dinyahcas. Kehilangan caj sepenuhnya akan menyebabkan pengecasan bermula, tetapi hanya selepas itu arah terbalik, iaitu plat yang bercas positif kali ini akan menerima cas negatif dan begitu juga sebaliknya.

Tujuan dan kegunaan kapasitor

Pada masa ini, ia digunakan dalam hampir semua kejuruteraan radio dan pelbagai litar elektronik.
Dalam litar elektrik AC mereka boleh bertindak sebagai kemuatan. Contohnya, apabila anda menyambungkan kapasitor dan mentol lampu kepada bateri (arus terus), mentol lampu tidak akan menyala. Jika anda menyambungkan litar sedemikian kepada sumber arus ulang-alik, mentol lampu akan bersinar, dan keamatan cahaya secara langsung akan bergantung kepada nilai kapasitansi kapasitor yang digunakan. Terima kasih kepada ciri ini, ia kini digunakan secara meluas dalam litar sebagai penapis yang menyekat gangguan frekuensi tinggi dan frekuensi rendah.

Kapasitor juga digunakan dalam pelbagai pemecut elektromagnet, lampu suluh dan laser kerana keupayaannya untuk menyimpan sejumlah besar tenaga. cas elektrik dan menghantarnya dengan cepat ke elemen rangkaian rintangan rendah yang lain, dengan itu mencipta dorongan yang kuat.

Dalam bekalan kuasa sekunder ia digunakan untuk melicinkan riak semasa pembetulan voltan.

Keupayaan untuk mengekalkan caj masa yang lama memungkinkan untuk menggunakannya untuk menyimpan maklumat.

Menggunakan perintang atau penjana arus dalam litar dengan kapasitor membolehkan anda meningkatkan masa pengecasan dan nyahcas kapasitans peranti, jadi litar ini boleh digunakan untuk mencipta litar pemasaan yang tidak memerlukan keperluan yang tinggi kepada kestabilan sementara.

Dalam pelbagai peralatan elektrik dan dalam penapis harmonik yang lebih tinggi unsur ini digunakan untuk pampasan kuasa reaktif.

Dalam sistem audio kereta yang berkuasa, anda selalunya boleh menemui elemen seperti kapasitor penimbal. Mengapa ia diperlukan dan apakah itu? Mari kita fikirkan.

ADAKAH IANYA PERLU?
Pertama, mari kita ingat apa itu kapasitor secara umum. Kapasitor ialah peranti yang boleh mengumpul cas elektrik, menahannya, dan melepaskannya apabila perlu. Kapasiti pemuat diukur dalam Farads. 1 Farad, dengan cara ini, nilai yang sangat baik. Untuk kapasitor berfungsi, ia mesti disambungkan selari dengan bateri (tambah kepada tambah dan tolak kepada tolak). Sambungan sedemikian biasanya dirujuk sebagai "disertakan dalam penampan dengan bateri," oleh itu namanya - kapasitor penampan. Mereka biasanya diletakkan lebih dekat dengan penguat.
Jadi mengapa ia diperlukan? Dia bukan sumber tambahan bekalan kuasa, tetapi hanya memegang cas elektrik, jadi pada pandangan pertama ia kelihatan sama sekali tidak berguna. Tetapi, bagaimanapun, terdapat faedah daripadanya, dan banyak manfaatnya.
Pada setiap saat, penguat menggunakan arus yang berbeza. Sebagai contoh, apabila pemain dram melompat pada dram bes atau dalam muzik kelab, rentak bass berair mengalahkan irama, ini disertai dengan lonjakan penggunaan semasa. Oleh kerana kabel kuasa mempunyai rintangan tertentu (kami membincangkannya secara terperinci dalam isu terakhir), kerana itu, pada masa ini voltan pada terminal penguat tidak dapat dielakkan turun. Ketidakstabilan kuasa sedemikian adalah punca herotan isyarat bunyi dan semua masalah lain yang berkaitan.
Apakah yang akan berubah jika kita menyambungkan kapasitor selari dengan terminal penguat? Dan yang berikut akan berubah - kapasitor akan mengumpul cas daripada bateri pada saat-saat apabila penguat menggunakan arus kecil, dan akan melepaskannya dengan cepat apabila penguat memerlukannya arus tinggi, dengan itu mengimbangi kejatuhan voltan pada kabel. Akibatnya, penguat menerima kuasa yang lebih stabil, yang bermakna terdapat kurang herotan, bass lebih kaya, dan semua orang gembira.
Walau bagaimanapun, bantahan mungkin akan mengikuti di sini, mereka berkata, jika wayar cukup tebal, maka akan ada sedikit kerugian padanya, dan mengapa kemudian kapasitor? Tetapi kapasitor juga akan berguna dalam kes ini. Cabutan semasa penguat biasanya berubah dengan sangat mendadak, dan mana-mana bateri biasa agak lengai. Ia sudah pasti mampu memberikan caj yang besar, tetapi ia tidak dapat melakukannya serta-merta, seperti yang kadangkala diperlukan oleh penguat. Akibat daripada kelembapan ini, sekali lagi, kekurangan kuasa pada saat-saat awal puncak mendadak dalam penggunaan semasa. Kapasitor mampu melepaskan cas dengan sangat cepat, lebih cepat daripada bateri. Ia mengimbangi kelembapan bateri ini, dan penguat sekali lagi menerima kuasa penuh.

Kapasitor mengimbangi Pengaruh negatif rintangan kabel bekalan, tetapi untuk ini ia mesti dipasang sedekat mungkin dengan penguat itu sendiri, sebaiknya tidak lebih daripada 10-20 cm wayar bekalan di antaranya dan penguat. Jika tidak, kesan penggunaannya dikurangkan kepada hampir sifar.

DARI SEJARAH
Nenek moyang kapasitor moden ialah balang Leyden, yang dicipta pada tahun 1745 oleh saintis Belanda Muschenbroek dan pelajarnya Kuneus, yang tinggal di bandar Leiden. Secara selari dan bebas daripada mereka, peranti serupa yang dipanggil "balang perubatan" telah dicipta oleh saintis Jerman Kleist Peranti itu mampu mengumpul cas, dan dengan bantuan mereka, untuk pertama kalinya, ia adalah mungkin untuk menghasilkan elektrik. percikan buatan.

DENGAN CARANYA
Dalam salah satu pemasangan saya melihat satu penyelesaian yang menarik- bateri kapasitor kecil buatan sendiri dipasang berdekatan dengan penguat. Untuk meningkatkan lagi kadar kebakaran, mereka telah dishunted dengan kapasitor yang sangat kecil, dengan kapasiti hanya 0.1-1 mikrofarad. Sistem ini tidak direka untuk kelantangan, tetapi untuk kualiti bunyi. Hasilnya sangat mengagumkan; kapasitor mempengaruhi bunyi bukan sahaja frekuensi rendah, tetapi juga frekuensi pertengahan.

Apabila memilih kapasitor untuk sistem audio anda, patuhi peraturan - 1 farad untuk setiap kuasa penguat RMS 1000 W.
	Kemuatan kapasitor diukur dalam farad. 1 farad ialah kapasiti yang sangat besar. Sebiji bola yang jejarinya bersamaan dengan 13 (!) jejari Matahari akan mempunyai kapasiti sedemikian. Sebagai perbandingan, kapasiti Bumi kita (atau lebih tepatnya, bola sebesar Bumi, sebagai konduktor bersendirian yang berasingan) hanya kira-kira 700 mikrofarad.

KURANG LEBIH BAIK
Pasaran menawarkan banyak model - daripada "conder" yang agak kecil dengan kapasiti 0.5 farad, kepada unit yang besar dengan kapasiti berpuluh-puluh farad Yang mana satu untuk dipilih?
Anda perlu memilih kapasitor yang sesuai mengikut kuasa penguat. Seseorang boleh meneruskan dari eksperimen peraturan yang ditetapkan"1 farad setiap 1000 W" (secara semula jadi, ini tidak bermakna beberapa maksimum 1000 W, diukur Tuhan tahu bagaimana, tetapi kuasa RMS 1000 W Contohnya, bekalan kuasa penguat bass saluran tunggal dengan kuasa 700 W boleh disokong dengan kapasitor 1-farad, dan Untuk 4-saluran berkadar 4x100 W, kapasitansi 0.5 farad adalah agak sesuai.
Adakah mungkin untuk memasang kapasitor yang lebih besar? Anda boleh, tetapi intinya ialah kapasitor besar biasanya kurang penembakan pantas - ia akan lebih seperti bateri perlahan tambahan daripada kapasitor laju. Oleh itu, masuk akal untuk menggunakannya hanya jika anda sedang membina sistem audio yang sangat berkuasa, yang direka untuk muzik "sosej" dengan bes yang berat dan serangan bunyi yang tidak terlalu laju, contohnya, muzik kelab. Keupayaan kapasitor untuk melepaskan cas dengan cepat memudar ke latar belakang.
Benar, jika anda akan menyertai pertandingan SPL (tekanan bunyi tanpa had) atau hanya peminat muzik yang kuat dengan bass yang sangat rendah dan berlarutan, maka anda tidak boleh mengharapkan banyak sokongan daripada kapasitor. Lagipun, keseluruhan prinsip operasinya adalah untuk melepaskan cas terkumpul pada saat pertama penggunaan semasa penguat. Selanjutnya, "tin kosong" yang disambungkan selari dengan penguat boleh mendatangkan lebih banyak mudarat daripada kebaikan.
Jika anda berfikir bahawa anda benar-benar memerlukan kapasitor besar, tetapi anda tidak mahu kehilangan kelajuan tindak balasnya terhadap perubahan isyarat, maka anda boleh mendapatkan kapasitansi yang diperlukan dengan menyambungkan beberapa kapasitor kecil secara selari.

DENGAN CARANYA

Dijual, anda boleh menemui bukan sahaja kapasitor "tulen", tetapi juga kacukan "kapasitor ditambah bateri kecil." Menurut idea pemaju, bateri harus menyediakan kapasiti yang serupa dengan kapasitor besar, dan kapasitor kecil yang disertakan dalam peranti harus memastikan kelajuan tindak balas peranti terhadap penggunaan arus penguat yang berubah-ubah.

BAGAIMANA MENGEcas KAPASITOR DENGAN BETUL?
Bukan rahsia lagi bahawa anda perlu mengotak-atik pendawaian dan menyambungkan semua jenis peranti dengan terminal yang dikeluarkan daripada bateri, ini peraturan biasa keselamatan. Tetapi katakan anda telah memasang semuanya, menyambungkannya dan memutuskan bahawa sudah tiba masanya untuk menghidupkannya. Dan semuanya akan baik-baik saja, tetapi ramai orang lupa bahawa apabila mereka dihidupkan buat kali pertama, kapasitor masih dinyahcas. Tetapi ini adalah peranti yang bukan sahaja mampu menghantar, tetapi juga mengumpul caj dengan cepat. Oleh itu, sebaik sahaja terminal menyentuh bateri, "balang" kosong akan serta-merta mula dicas, arus besar mengalir melalui kapasitor, dan selama beberapa saat ia hanya akan menjadi pelompat, litar pintas "+" dan " -” daripada bateri Sekurang-kurangnya, terminal akan terjejas, menjadi serupa dengan elektrod kimpalan, tetapi ia mungkin tidak berbaloi untuk bercakap tentang fius.
Pilihan paling mudah ialah menggunakan mana-mana mentol lampu 12 volt. Sebelum anda memasang terminal, hanya sambungkannya antara terminal bateri dan terminal snap-on selama beberapa saat. Kapasitor akan mula mengecas, tetapi lonjakan arus yang mendadak tidak akan berlaku lagi. Kapasitor akan dicas secara senyap melalui mentol lampu; semasa ia mengecas, ia akan bersinar lebih malap dan malap, dan apabila ia padam sepenuhnya, ini bermakna kapasitor telah dicas, dan anda boleh memasang dan membetulkan terminal dengan selamat.

Pada sambungan selari kapasitor, kemuatannya bertambah

DENGAN CARANYA

Banyak kapasitor dilengkapi dengan litar "cas lembut". kelebihan yang tidak dapat dinafikan-mereka tidak perlu dicas melalui mentol lampu, litar menghapuskan lonjakan arus apabila menyambungkan kapasitor "kosong" Sama sekali Tetapi litar sedemikian adalah rintangan yang tidak perlu dalam litar kuasa, yang menjadikan kapasitor, malangnya , boleh dikatakan tidak berguna Sekali untuk majalah Muzik Kereta, kami menjalankan ujian perbandingan kapasitor. Mereka mengambil penguat, menyambungkannya dengan wayar yang sengaja nipis, "memuatkan" dengan isyarat kompleks (bagi mereka yang berminat, urutan denyutan 50-Hz dengan frekuensi 130 denyutan seminit) dan memantau pada tahap isyarat ini. voltan bekalan penguat akan "merosot" ke ambang penutupannya. Oleh itu, apabila kami menyambungkan kapasitor dengan litar caj lembut sedemikian, hampir tidak ada perbezaan. Tetapi "tin" yang bertapa, yang tidak mempunyai apa-apa yang berlebihan, memungkinkan untuk meningkatkan tahap isyarat, sebelum penguat mula dipotong, kepada 2.5-3 dB, dan ini hampir dua kali ganda, jadi fikir sepuluh kali sebelum anda membeli "penyaman udara yang selesa dengan loceng dan wisel", loceng dan wisel ini boleh mendatangkan lebih banyak bahaya daripada kebaikan.

Teks dan lukisan oleh Anton Nikolaev, foto dari pelbagai sumber.