Kondensatory
Opracował:
Mateusz Utkała Kl. III „C”
Kondensator to element elektryczny (elektroniczny) zbudowany z dwóch przewodników (okładzin) rozdzielonych dielektrykiem.
Działanie
Doprowadzenie napięcia do okładzin kondensatora powoduje zgromadzenie się na nich ładunku elektrycznego. Jeżeli kondensator jako całość nie jest naelektryzowany, to cały ładunek zgromadzony na jego okładkach jest jednakowy, ale przeciwnego znaku. Kondensator charakteryzuje pojemność określająca zdolność kondensatora do gromadzenia ładunku:
gdzie:
· C - pojemność, w faradach
· Q - ładunek zgromadzony na jednej okładce, w kulombach
· U - napięcie elektryczne między okładkami, w woltach.
Pojemność wyrażana jest w faradach. Jeden farad to bardzo duża jednostka, dlatego w praktyce spotyka się kondensatory o pojemnościach piko-, nano-, mikro- i milifaradów.
Symbole kondensatorów
· Zwykły napięciowy
· Spolaryzowany (Elektrolityczny)
· Zmienny
Ze względu na różną konstrukcję kondensatory można podzielić na:
· elektrolityczne (dielektrykiem jest cienka warstwa tlenku, a osadzona elektrolitycznie na okładzinie dodatniej, drugą okładziną jest elektrolit), właściwości:
o pracują poprawnie tylko dla małych częstotliwości,
o mają duże pojemności,
o mają małe rozmiary,
o mała rezystancja szeregowa,
o mała indukcyjność szeregowa
· poliestrowe - foliowe (dielektrykiem jest folia poliestrowa)
o pracują poprawnie przy dużym prądzie,
o mają dużą wytrzymałość napięciową,
o mają relatywnie małą pojemność,
o używane w obwodach rezonansowych i układach typu Snubber,
o materiałem, z którego są wykonane jest najczęściej polipropylen i poliwęglan
· ceramiczne (dielektrykiem jest specjalna ceramika), znakomicie pracują przy wielkich częstotliwościach, bywają wykonywane też jako kondensatory o zmiennej pojemności
· tantalowe
o wysoka odporność na warunki zewnętrzne
o niewielkie rozmiary w porównaniu do kondensatorów elektrolitycznych o tej samej pojemności i maksymalnym napięciu przebicia
· powietrzne (dielektrykiem jest powietrze) - znakomicie pracują przy wysokich częstotliwościach i bardzo dużych napięciach, często wykonywane jako kondensatory zmienne.
Straty energii
Schemat zastępczy kondensatora stratnego
Rzeczywiste kondensatory nie są w stanie utrzymać ładunku dowolnie długo. Rzeczywisty kondensator można sobie wyobrazić jako układ idealnego kondensatora z przyłączoną do niego równolegle rezystancją R o dużej wartości. Zjawisko strat energii spowodowane niedoskonałościami konstrukcji kondensatora i własnościami użytego materiału dielektryka nazywa się upływnością kondensatora. Upływność wyraża się za pomocą tzw. tangensa kąta strat definiowanego jako stosunek prądów gałęziowych w układzie zastępczym kondensatora: płynącego przez opornik R do płynącego przez kondensator C. Tangens strat jest tym samym ułamkiem energii rozpraszanej w rzeczywistym kondensatorze.
Dla idealnego, bezstratnego kondensatora () kąt upływności δ i jego tangens wynoszą 0.
MateuszUki