Εξηγώντας τι είναι ένας πυκνωτής, πρέπει να κατανοήσουμε ξεκάθαρα τη φυσική βάση της λειτουργίας και του σχεδιασμού αυτού του απαραίτητου στοιχείου κάθε περισσότερο ή λιγότερο σοβαρής ηλεκτρονικής συσκευής.
Ένας πυκνωτής είναι ένα στοιχείο ενός ηλεκτρικού κυκλώματος που αποτελείται από δύο αγώγιμες πλάκες, καθεμία από τις οποίες περιέχει ένα ηλεκτρικό φορτίο του αντίθετου πρόσημου. Οι πλάκες χωρίζονται από ένα διηλεκτρικό, το οποίο τις βοηθά να διατηρήσουν αυτό το φορτίο.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι μονωτικών υλικών που χρησιμοποιούνται στους πυκνωτές, όπως κεραμικό, μαρμαρυγία, ταντάλιο και πολυστυρένιο. Οι μονωτές όπως ο αέρας, το χαρτί και το πλαστικό χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως στην κατασκευή πυκνωτών. Καθένα από αυτά τα υλικά εμποδίζει αποτελεσματικά τις πλάκες πυκνωτών να αγγίξουν η μία την άλλη.
Πόση είναι η χωρητικότητα ενός πυκνωτή;
Η έννοια της "χωρητικότητας πυκνωτή" χαρακτηρίζει την ικανότητά του να συσσωρεύει ηλεκτρικό φορτίο. Η μονάδα χωρητικότητας είναι Farad.
Αν ένας πυκνωτής διατηρεί φορτίο 1 μενταγιόν με διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών του 1 Volt, τότε έχει χωρητικότητα ενός Farad. Στην πραγματικότητα, αυτή η μονάδα είναι πολύ μεγάλη για τις περισσότερες πρακτικές εφαρμογές. Τυπικές τιμέςοι χωρητικότητες κατά τη χρήση πυκνωτών εμπίπτουν στο εύρος των mifarad (10-3 F), microfarad (10-6 F) και picofarad (10-12 F).
Τι είναι οι πυκνωτές;
Για να κατανοήσετε τι είναι ένας πυκνωτής, είναι απαραίτητο να εξετάσετε τους κύριους τύπους αυτού του εξαρτήματος, ανάλογα με τον σκοπό, τις συνθήκες εφαρμογής και τον τύπο του διηλεκτρικού.
Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα όπου απαιτείται υψηλή χωρητικότητα. Τα περισσότερα από αυτά τα στοιχεία είναι πολικά. Συνηθισμένα υλικά για αυτά είναι το ταντάλιο ή το αλουμίνιο. Οι ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές αλουμινίου είναι πολύ φθηνότεροι και έχουν ευρύτερη εφαρμογή. Ωστόσο, το ταντάλιο έχει σημαντικά υψηλότερη ογκομετρική απόδοση και ανώτερη ηλεκτρική απόδοση.
Οι πυκνωτές τανταλίου έχουν οξείδιο του τανταλίου ως διηλεκτρικό. Διακρίνονται από υψηλή αξιοπιστία, καλά χαρακτηριστικά συχνότητας, ευρύ φάσμα θερμοκρασιών λειτουργίας. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό όπου απαιτείται υψηλό επίπεδο χωρητικότητας σε μια μικρή συσκευασία. Λόγω των πλεονεκτημάτων τους παράγονται σε μεγάλους όγκους για τις ανάγκες της βιομηχανίας ηλεκτρονικών.
Τα μειονεκτήματα των πυκνωτών τανταλίου περιλαμβάνουν την ευαισθησία στο ρεύμα κυματισμού και την υπέρταση, καθώς και το σχετικά υψηλό κόστος αυτών των προϊόντων.
Οι πυκνωτές ισχύος χρησιμοποιούνται συνήθως σε συστήματα υψηλής τάσης. Χρησιμοποιούνται ευρέως για την αντιστάθμιση των απωλειών στις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και για τη βελτίωση του συντελεστή ισχύοςβιομηχανικές ηλεκτρολογικές εγκαταστάσεις. Κατασκευασμένο από υψηλής ποιότητας επιμεταλλωμένο φιλμ προπυλενίου με ειδικό εμποτισμό με μη τοξικό μονωτικό λάδι.
Μπορεί να έχει λειτουργία αυτο-ίασης για εσωτερικές βλάβες, η οποία τους δίνει πρόσθετη αξιοπιστία και αυξάνει τη διάρκεια ζωής τους.
Οι κεραμικοί πυκνωτές έχουν ως διηλεκτρικό υλικό κεραμικό. Διαθέτουν λειτουργικότητα υψηλής τάσης λειτουργίας, αξιοπιστία, χαμηλές απώλειες και χαμηλό κόστος.
Το εύρος των χωρητικοτήτων ποικίλλει από μερικά picofarads έως περίπου 0,1 uF. Είναι επί του παρόντος ένας από τους πιο ευρέως χρησιμοποιούμενους τύπους πυκνωτών που χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικό εξοπλισμό.
Οι πυκνωτές μαρμαρυγίας από ασήμι έχουν αντικαταστήσει τα προηγουμένως διαδεδομένα στοιχεία μαρμαρυγίας. Διαθέτει υψηλή σταθερότητα, σφραγισμένο περίβλημα και μεγάλη χωρητικότητα ανά μονάδα όγκου.
Η ευρεία χρήση των πυκνωτών αργύρου-μαρμαρυγίας παρεμποδίζεται από το σχετικό υψηλό κόστος τους.
Οι πυκνωτές χαρτιού και μεταλλικού χαρτιού έχουν πλάκες από λεπτό φύλλο αλουμινίου και ως διηλεκτρικό χρησιμοποιείται ειδικό χαρτί εμποτισμένο με στερεό (λιωμένο) ή υγρό διηλεκτρικό. Χρησιμοποιούνται σε κυκλώματα χαμηλής συχνότητας ραδιοφωνικών συσκευών σε υψηλά ρεύματα. Είναι σχετικά φθηνά.
Τι είναι ένας πυκνωτής για
Υπάρχουν πολλάπαραδείγματα χρήσης πυκνωτών για μεγάλη ποικιλία σκοπών. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται ευρέως για την αποθήκευση αναλογικών σημάτων και ψηφιακών δεδομένων. Οι μεταβλητοί πυκνωτές χρησιμοποιούνται στις τηλεπικοινωνίες για τη ρύθμιση της συχνότητας και τον συντονισμό του τηλεπικοινωνιακού εξοπλισμού.
Χαρακτηριστικό παράδειγμα εφαρμογής τους είναι η χρήση σε τροφοδοτικά. Εκεί, αυτά τα στοιχεία εκτελούν τη λειτουργία εξομάλυνσης (φιλτράρισμα) της ανορθωμένης τάσης στην έξοδο αυτών των συσκευών. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε πολλαπλασιαστές τάσης για τη δημιουργία υψηλών τάσεων πολλαπλάσιες της τάσης εισόδου. Οι πυκνωτές χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορους τύπους μετατροπέων τάσης, αδιάλειπτα τροφοδοτικά για εξοπλισμό υπολογιστών κ.λπ.
Εξηγώντας τι είναι ένας πυκνωτής, δεν μπορούμε να μην πούμε ότι αυτό το στοιχείο μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως εξαιρετική αποθήκευση ηλεκτρονίων. Ωστόσο, στην πραγματικότητα, αυτή η λειτουργία έχει ορισμένους περιορισμούς λόγω της ατέλειας των μονωτικών χαρακτηριστικών του χρησιμοποιούμενου διηλεκτρικού. Ωστόσο, ο πυκνωτής έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα όταν αποσυνδεθεί από το κύκλωμα φόρτισης, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προσωρινή πηγή ενέργειας.
Λόγω των μοναδικών φυσικών τους ιδιοτήτων, αυτά τα στοιχεία έχουν βρει τόσο ευρεία χρήση στη βιομηχανία ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών ειδών που είναι σπάνιο σήμερα ένα ηλεκτρικό προϊόν να μην περιλαμβάνει τουλάχιστον ένα τέτοιο εξάρτημα για οποιοδήποτε σκοπό.
Συνοψίζοντας, μπορούμε να πούμε ότι ο πυκνωτής είναιένα ανεκτίμητο μέρος μιας τεράστιας ποικιλίας ηλεκτρονικών και ηλεκτρικών συσκευών, χωρίς τις οποίες θα ήταν αδιανόητη περαιτέρω πρόοδος στην επιστήμη και την τεχνολογία.
Αυτό είναι ένας πυκνωτής!
