Конденсатори (capacitor)

Відповісти
Аватар користувача
radioman
Site Admin
Повідомлень: 134
З нами з: 28 вересня 2020, 12:01
Звідки: Тернопіль
Дякував (ла): 8 разів
Подякували: 6 разів

Конденсатори (capacitor)

Повідомлення radioman »

Конденсатор (capacitor) - система з двох чи більше електродів, які розділені діелектриком.
Така система здатна зберігати електричний заряд і має електричну ємність. У "реального" конденсатора, на відміну від "ідеального", окрім ємності, є ще "паразитні" властивості. Еквівалентна схема такого "реального" конденсатора, згідно стандарту IEC 60384-1, приведена нижче:
Еквівалентна схема конденсатора
Еквівалентна схема конденсатора
C — електрична ємність конденсатора,
RESR — еквівалентний послідовний опір, описує омічні втрати, скорочено «ESR»;
LESL — еквівалентна послідовна індуктивність, описує індуктивний імпеданс, сокрочено «ESL»;
Rleak — електричний опір ізоляції конденсатора, для електролітичних конденсаторів нормується струм витоку (струм втрат).

Матеріал діелектрика має значний вплив на більшість параметрів конденсатора та визначає його тип. Розгляянемо деякі з них:
1. Електролітичні
- оксидно-алюмінієві - Al2O3;
- оксидно-танталові - Ta2O3;
2. Керамічні
3. Плівкові:
- фторопласт (політетрафторетилен, ПТФЕ);
- полістирол (полістире́н);
- поліпропілен
- поліетилентерефталат (PET, також поліестер, дакрон, майлар, лавсан);
- слюда;
- папір.

В основному, від властивостей діелектрика залежить такий параметр конденсатора як діелектрична абсорбція (діелектричне поглинання).
Явище абсорбції у першому наближенні можна пояснити, користуючись еквівалентною схемою електричної ємності "С", що зображена нижче:
Еквівалентна схема явища абсорбції в конденсаторах
Еквівалентна схема явища абсорбції в конденсаторах
При замиканні на короткий час контактів 1—2 повністю розрядитися встигає тільки основна ємність, обумовлена ​​швидкою поляризацією. Однак у діелектриці (особливо в неоднорідному) накопичуються об'ємні заряди, на утворення яких витрачається значний час, що вимірюється іноді десятками хвилин. Наявність таких зарядів на малюнку зображено у вигляді деякої абсорбційної ємності підключеної до основної через еквівалентний опір Ra.
Тобто, якщо заряджений конденсатор швидко розрядити до нульової напруги шляхом підключення низькоомного навантаження, а потім зняти навантаження і спостерігати за напругою на виводах конденсатора, то побачимо, що напруга на обкладках знову з'явиться, якби ми розрядили конденсатор не до нуля. Ємність Са за час закорочування обкладок конденсатора не встигає розрядитися повністю, і після їх розмикання заряд, що залишився, розподіляється між Са і С, створюючи на контактах 1-2 деяку залишкову напругу.
Зміна напруги на конденсаторі при визначенні коефіцієнта абсорбції
Зміна напруги на конденсаторі при визначенні коефіцієнта абсорбції
Величину абсорбції кількісно характеризують коефіцієнтом абсорбції: Ka = (U2 / U1) * 100%, де U1 - напруга на обкладках конденсатора до закорочування (Uзар); U2 - напруга, що відновилася на обкладках конденсатора через 3 хв після того, як він був закорочений на 5 сек. (Uзал ).
Таким чином, коефіцієнт абсорбції показує, яка частина загального заряду, запасеного діелектриком при його поляризації, віддається у процесі відновлення напруги.
Діелектрична абсорбція найбільш виражена у електролітичних конденсаторах і є наслідком хімічних реакцій між електролітом та обкладками.
У керамічних та слюдяних конденсаторах діелектричне поглинання пов'язане із залишковою поляризацією діелектрика.
Найменше діелектричне поглинання мають конденсатори з неполярними діелектриками: фторопласт (0,01 - 0,05, полістирол (0,02 - 0,10), поліпропілен).
Величина коефіцієнта абсорбції має велике значення при використанні конденсаторів у вимірювальній техніці (як окремий випадок - інтегратор синхродетектора металошукача), де поява залишкового заряду на конденсаторах може значно спотворювати дані; також відбувається спотворення сигналу в аудіотехніці. Тому, там де це необхідно (доцільно) та можливо, віддають перевагу плівковим конденсаторам, які мають найменші значення Ka.

PS. В приєднаному архіві стаття І. В. Латенко, В. Г. Криксунова з №4 (1967) журналу Вісник Національного технічного університету України Київський політехнічний інститут. Серія: Радіотехніка. Радіоапаратобудування "Еквівалентна схема конденсатора, що враховує явище діелектричної абсорбції"
діелектрична абсорбція конденсаторів.zip
Еквівалентна схема конденсатора, що враховує явище діелектричної абсорбції
(570.05 Кіб) Завантажено 480 разів
Відповісти