Конденсатор, или как говорят в народе, кондер, в переводе с латинского означает - уплотненный, сгущенный. Интересное название, не правда ли?
Но теперь вопрос ставится ребром: что уплотняется или сгущается в кондере? Электричество, что ни на есть, самое простое электричество, которое обладает мощностью.
Конденсатор - это своеобразный аккумулятор, но прикол в нем такой, что он готов сразу отдать всю мощность за доли секунды!
Как же устроен конденсатор?
Любой кондер состоит из двух обкладок, эти обкладки изолированы друг от друга и не прикасаются с друг другом. Представим себе блин:
Намажем его сгущенкой:
Сверху положим точно такой же блин:
Должно выполняться условие: эти два блина
не должны соприкасаться
друг с другом. То есть верхний блин должен лежать на сгущенке и не соприкасаться с нижним блином. Тут, думаю, все понятно. Перед Вами типичный«блинный конденсатор» :-).
Просто о главном
Таким образом устроены все конденсаторы, только вместо блинов используются тонкие металлические пластины, а вместо сгущенки разный диэлектрик. К каждой металлической пластине присоединен проводок - это и есть выводы конденсатора. Конденсатор способен накапливать электрический заряд. Эту способность называют емкостью. И чем больше емкость, тем больше кондер сможет накопить электрического заряда. Емкость кондера измеряется в Фарадах (Ф или зарубежный вариант - F). В радиоэлектронной и электротехнической промышленности используются кондеры абсолютно разных номиналов. Емкость кондера зависит от площади«блинов», толщины«сгущенки», намазанной между ними, а также от состава сгущенки. Чем больше площадь блинов, меньше толщина сгущенки, тем больше емкость кондера.
Разновидности кондеров
А вот и кондеры, которые похожи на блинчики, но эти блинчики могут также быть и квадратной формы:
Для того, чтобы уменьшить габариты кондера, можно завернуть его в трубочку, как и наш рулетик из двух блинов со сгущенкой:
В результате у нас получатся малые габариты, но большой объемчик. Это не беда! Ведь свернуть в трубочку можно очень большие«блины», если«сгущенка» между ними намазана очень тонким слоем. Этот принцип используется в цилиндровых кондерах.
В них как раз намотан вот такой«рулончик». На фото разобранный цилиндровый кондер.
Как видите, здесь две ленты алюминиевой фольги, а между ними тонкая светло-коричневая бумага - диэлектрик. Такие кондеры обладают большой емкостью, так как у них очень приличная площадь пластин.
Ионистор
Есть особый класс конденсаторов - ионисторы. Иногда их еще называют суперконденсаторами или золотыми кондерами. Нет, не потому, что там есть золото. Сам принцип работы ионистора ценнее, чем золото. Мы теперь знаем как увеличить или уменьшить емкость кондера.
Для того, чтобы получить максимальную емкость мы должны намазать«сгущенку» (диэлектрик) тонким слоем или увеличить площадь блинов (металлических пластин).
Без конца увеличивать слой блинов очень затратно и разработчики решили уменьшить слой диэлектрика. Так как диэлектрический слой между обкладками ионистора, то есть«слой сгущенки», составляет 5-10 нанометров, то и емкость ионистора ого-го! Вы только представьте, какой заряд может накопить такой суперконденсатор! Емкость таких конденсаторов может достигать до десятка фарад. Поверьте, это очень много. Ионисторы выглядят как обычные таблетки, а также могут выглядеть как цилиндрические конденсаторы. Для того, чтобы различить их от конденсаторов, достаточно взглянуть на емкость, которая на них указана. Если там единицы Фарад, то это однозначно ионистор!
В настоящее время ионисторы стали очень широко применяться в электронике и электротехнике. Они заменяют маленькие батарейки с малым напряжением, потому что ионистор конструктивно пока не могут сделать на напряжение более нескольких вольт. Но можно соединить их последовательно и набрать нужное напряжение. Но удовольствие это не дешевое. Они также очень быстро заряжаются, так как имеют маленькое внутреннее сопротивление. А исходя из Закона Ома, чем меньше сопротивление проводника, тем большая Сила тока течет по нему и, следовательно, тем быстрее заряжается ионистор. У обычного аккумулятора внутреннее сопротивление сначала маленькое, а потом по мере зарядки становиться большим. На этом и основана индикация зарядного устройства. Заряжать и разряжать ионисторы можно огромную кучу раз.
Имейте в виду, что конденсаторы и их виды очень чувствительны к нагреву и могут менять свою емкость под воздействием температуры.
Так что, при проектировании старайтесь распределять их на плате подальше от разного рода нагревашек: радиаторов, трансформаторов и мощных резисторов.
Полярные и неполярные
Простые кондеры делятся на два вида: полярные и неполярные. Неполярные кондеры очень распространены и занимают значительную часть радиоаппаратуры:
а также к ним относятся маленькие SMD конденсаторы вот такого типа:
на схемах неполярные кондеры обозначаются вот таким образом:
К
полярным
кондерам относятся электролитические кондеры:
и SMD полярные конденсаторы:
На схемах обозначаются вот так (см. на рисунке), то есть у них есть плюсовый вывод, который в цепи должен быть соединен с положительным потенциалом схемы:
Есть на свете
конденсаторы переменной емкости
(КПЕ):
на схемах обозначаются как-то вот так:
Ну и, конечно же,
подстроечные кондеры
:
а вот и их схемное обозначение:
Соединения кондеров
Общая емкость для последовательно соединенных кондеров:
Общая емкость для параллельно соединенных кондеров:
Заключение
Конденсаторы - это огромная тема в радиоэлектронике. В этой статье я затронул только основные понятия. В настоящее время ни одно устройство не обходится без этих радиоэлементов. При выборе кондера обязательно смотрите, на какое напряжение он рассчитан. Если он будет использоваться в цепях с высоким напряжением, то он может либо сгореть и даже взорваться. Если, например, я собираюсь использовать кондер в цепях с напряжением в 36 Вольт, то я должен взять кондер хотя бы минимум на 50 Вольт и больше, но не меньше! Всегда обращайте внимание на этот параметр. Будьте осторожны с конденсаторами большой емкости. Прежде, чем взять его в руки, убедитесь, что он разряжен. Желательно разряжать такие конденсаторы через сопротивление от 100 кОм. Для этого припаяйте к изолированному проводу резистор одним концом. Далее другим концом резистора задеваете один вывод конденсатора, а другим концом провода другой вывод. Считаете до 3 и все ОК. Кондер разряжен!