Zakaj je potreben kondenzator?

Če pogledate v notranjost telesa katerega koli električnega aparata, lahko vidite veliko različnih komponent, ki se uporabljajo v sodobnem vezju. Težko je razumeti, kako delujejo vsi ti upori, tranzistorji, diode in mikrovezja v enem samem sistemu. Da pa bi razumeli, zakaj je v električnih vezjih potreben kondenzator, je dovolj znanje šolskega tečaja fizike.

Vsebina članka

• Kondenzatorska naprava in njene lastnosti
• Shranjevanje energije
• Odvisnost upora od trenutne frekvence
• Kje se uporabljajo kondenzatorji?

Kondenzatorska naprava in njene lastnosti

Kondenzator je sestavljen iz dveh ali več elektrod - plošč, med katerimi je postavljena dielektrična plast. Ta zasnova ima možnost kopičenja električnega naboja, ko je priključena na vir napetosti. Zrak ali trdne snovi se lahko uporabljajo kot dielektrik: papir, sljuda, keramika, oksidni filmi.

Glavna značilnost kondenzatorja je konstantna ali spremenljiva električna kapacitivnost, merjena v faradih. Odvisno je od površine plošč, vrzeli med njimi in vrste dielektrika. Zmogljivost kondenzatorja določa dve njegovi najpomembnejši lastnosti: sposobnost kopičenja energije in odvisnost prevodnosti od frekvence oddanega signala, zaradi česar je bila ta komponenta široko uporabljena v električnih vezjih.

Shranjevanje energije

Če ploščni kondenzator priključite na vir konstantne napetosti, se bodo na eni od njegovih elektrod postopoma zbirali negativni naboji, na drugi pa pozitivni naboji. Ta postopek, imenovan polnjenje, je prikazan na sliki. Njegovo trajanje je odvisno od vrednosti kapacitivnosti in aktivne upornosti elementov vezja.

Prisotnost dielektrika med ploščami preprečuje pretok nabitih delcev znotraj naprave. Toda v samem vezju v tem času bo obstajal električni tok, dokler napetosti na kondenzatorju in vir ne postanejo enake. Zdaj, če baterijo odklopite iz rezervoarja, bo to sama vrsta baterije, ki lahko oddaja energijo v primeru priključitve tovora.

Odvisnost upora od trenutne frekvence

Kondenzator, priključen na izmenični tokokrog, se bo občasno napolnil v skladu s spremembo polarnosti napajalne napetosti. Tako obravnavana elektronska komponenta skupaj z upori in induktorji ustvarja upor Rs = 1 / (2πfC), kjer je f frekvenca, C je kapacitivnost.

Kot je razvidno iz predstavljene odvisnosti, ima kondenzator visoko prevodnost glede visokofrekvenčnih signalov in šibko vodi nizkofrekvenčne. Odpornost kapacitivnega elementa v enosmernem tokokrogu bo neskončno velika, kar je enako razbitju.

Ko smo preučili te lastnosti, lahko razmislimo, zakaj je potreben kondenzator in kje se uporablja..

Kje se uporabljajo kondenzatorji?

• Filtri - naprave v elektronskih, energijskih, akustičnih in drugih sistemih, namenjenih oddajanju signalov v določenih frekvenčnih območjih. Na primer, v običajnem polnilniku za mobilne telefone se kondenzatorji uporabljajo za glajenje napetosti s pritiskom na visokofrekvenčne komponente.
• Oscilatorne konture elektronske opreme. Njihovo delo temelji na dejstvu, da ko se kondenzatorji vklopijo skupaj z induktorjem v tokokrogu, pride do občasnih napetosti in tokov.
• Oblikovalci impulzov, timerji, analogne računalniške naprave. Pri delu teh sistemov se uporablja odvisnost časa polnjenja kondenzatorja od vrednosti kapacitivnosti.
• Usmerniki z množenjem napetosti, vključno s tistimi, ki se uporabljajo v rentgenskih napravah, laserjih, pospeševalcih napolnjenih delcev. Tu ima sposobnost kapacitivne komponente, da kopiči energijo, varčuje in daje, ključno vlogo..

Seveda so to le najpogostejše naprave, ki uporabljajo kondenzatorje. Brez njih ne more biti niti eno zapleteno gospodinjsko, avtomobilsko, industrijsko, telekomunikacijsko, elektronsko napajanje.