Що таке конденсатор? Комбінації та типи.

джерелах живлення

Текст: Складання проекту

Конденсатор - це пасивний електронний компонент, який зберігає електричний заряд: це накопичувач енергії. Його ємність зберігання вимірюється у Фараді на честь британського фізика та хіміка Майкла Фарадея, якому ми зобов'язані принципам, завдяки яким працюють електродвигуни та процеси електролізу (наприклад, хромування або анодування). Але Фарад, який, до речі, пишеться великими літерами, як і всі ті одиниці, що стосуються імені якоїсь людини (наприклад, Ватт або Хуліо і, на відміну від метра або кілограма), є величезною одиницею: він представляє ємність конденсатора, який, при поляризації (підключенні) до різниці потенціалів в один Вольт він набуває у своїй внутрішній частині заряду в один Кулон, тобто мобілізується приблизно шість мільйонів мільярдів електронів (шість із 18 нулями позаду). З цієї причини фракції цієї одиниці завжди використовуються; найпоширенішим є те, що це мікро-Фаради (одна мільйонна частина), нано-Фаради (одна тисяча мільйонна частина) або піко-Фаради (одна мільярдна частина Фарада).

Після цього салату з одиниць та цифр, давайте будемо чимось більш “земним”. Ми побачили, що в джерелах живлення необхідно, з одного боку, фільтрувати випрямлений струм (від змінного, від штекера, до безперервного, що потрібно приладам), а з іншого боку, мати певну кількість накопиченої енергії для задоволення швидкий струм (наприклад, при відтворенні удару рукою на барабані).

Згадайте, як працює джерело живлення: трансформатор знизив напругу електричної мережі (220 В) до відповідного рівня для пристрою (від 5 до 18 В, як правило), а випрямляч перетворив цей змінний струм на постійний струм, необхідний для електроприладів. Але це дуже елементарне джерело пропонує напругу, яка все ще залишається мало чистою: цей постійний струм все ще має багато змінного струму і є шумним, його потрібно фільтрувати, і для цього використовуються компоненти, здатні швидко і послідовно накопичувати і повертати енергію ( взяти енергію, коли цей все ще нерегулярний безперервний струм пропонує пік, і повернути її, коли вона має долину). Ось чому в цій функції використовуються конденсатори, оскільки саме в цьому полягає їх спеціальність (зберігання та доставка енергії), і лише додавши відносно невеликий конденсатор до цього джерела живлення, ми оцінимо помітну різницю в якості поданого струму.

Побічним ефектом, який виникає в цих випадках, є незначне збільшення напруги (напруги), оскільки конденсатор наближає його до піків цієї послідовної хвилі, чим більша його ємність. Це те, що добре знає кожен, хто грав на скелетстріці зі старим живильником (який не регулювався): встановлення конденсатора в машині робить це значно швидшим, оскільки до двигуна досягає вища напруга.

Конденсатори чудові: вони не тільки досягають дива, витягуючи з джерела живлення чистіший струм постійного струму, трохи підвищуючи ступінчасту напругу, але вони також дозволяють цьому блоку живлення подавати більше енергії вчасно, ніж передбачається конструкцією завдяки своїй здатності швидко зберігати та доставляти енергію.

Ця потужність багато використовується в аудіо, і перед фотографією будь-якого підсилювача наш погляд повинен бути спрямований, перш за все, на головний силовий трансформатор (як ми вже обговорювали свого часу, звідси і "міф", що чим більше він важить, тим краще, що змінюється при комутованому блоці живлення). Але по-друге, і не в останню чергу, це буде бачити розмір і кількість конденсаторів у блоці живлення: хороший банк забезпечить ідеальну динаміку, і що, принаймні для джерела живлення, у цього пристрою ніколи не залишиться дихання.

Чи можна розрахувати енергію, яку накопичує конденсатор? Звичайно: формула говорить нам, що вона прямо пропорційна його потужності та пропорційна квадрату зарядної напруги. Ось чому важливо дивитись на ємність конденсаторів, що живлять, але також (насправді більше) на їх напругу. І все це буде відповідно до його розміру: просто зайдіть у будь-який магазин електроніки та порівняйте конденсатори однакової ємності, але вищої напруги (набагато більшої), коли при збільшенні ємності розмір не збільшується в такій пропорції.

ВИДИ КОНДЕНТАТОРІВ

Є багато способів зробити конденсатор, але принцип завжди один і той же: дві металеві пластини, розділені ізолюючим шаром. Коли ми подаємо напругу на ці пластини, вони набувають електричний заряд: позитивний з одного боку і негативний з іншого (загальний заряд залишається рівноважним при нулі). Чим більша поверхня, тим більша ємність, тому вони виготовляються з матеріалів, що допускають певний тип «намотування».

У джерелах живлення використовується електролітичний тип, перш за все, так званий, тому що одна з "пластин" є електролітом, а інша - контейнерним резервуаром, як правило, виготовленим з алюмінію; ізолятор - це тонкий шар оксиду алюмінію між ними, і це дозволяє конденсаторам великої ємності з розумними розмірами, ідеально підходить для джерел живлення.

Завдяки своїй конструкції вони полярні, тобто їх клеми завжди позначаються (позитивними та негативними), і якщо вони неправильно підключаються при циркуляції струму, то оксидний шар зникає, виникає коротке замикання між електродами, що нагрівається до він вибухнув.

КОМБІНАЦІЇ

Набір конденсаторів також буде поводитися як конденсатор, але як розрахувати його ємність? Хоча це може здатися складним, насправді дуже легко знати, як поєднати кілька конденсаторів: коли вони підключені паралельно, тобто у випадку електролітики з завжди позитивною з позитивною і негативною з негативною подачею, еквівалентна ємність група - це просто сума можливостей кожного. Бажано, щоб вони мали однакову напругу, і необхідно уникати коли-небудь використання конденсатора в програмі, де він може піддаватися дії вищої напруги, ніж максимальна позначена (та, що вказана зовні).

Для поліпшення фільтрації високих частот прийнято використовувати в вдосконалених джерелах живлення (або в самому джерелі, або локально, біля ланцюга, що подається) паралельно кілька різних конденсаторів: більше, ніж для додавання ємностей (найбільший - електролітичний і інші набагато менші плівки), властивості кожного типу використовуються на тлі цих високих частот.

Послідовні асоціації конденсаторів (позитивні з негативними або в рядку) є більш складними для обчислення і дають конденсатор, ємність якого є оберненою (1/C) суми обернених індивідуальних ємностей. У простому прикладі: два послідовно конденсатори з 10 мікрофарадів дадуть один із п’яти.