Lexikon Kondensator

Category : Lexicon

Конденсатор - это электрический элемент, который может накапливать энергию в виде электрического поля. Для этой цели два электропроводящих тела (электрода) устанавливаются в положение, в котором они расположены напротив друг друга без какого-либо электрического контакта. Между ними может возникать электрическое поле, электроизоляционный материал, в котором находится это поле, называется диэлектриком. Необходимым условием возникновения электрического поля является разность потенциалов между двумя проводящими телами, то есть электрическое напряжение между ними.

Характерной величиной для конденсатора является его емкость. Емкость - это показатель того, сколько энергии необходимо затратить для достижения определенного напряжения (например, 1 вольт). Это называется зарядкой конденсатора до определенного напряжения. Емкость конденсатора зависит от механической конструкции, а именно от расстояния между электродами и их площади, а также от свойств диэлектрика.

Помимо использования в качестве кратковременных накопителей энергии, конденсаторы в основном используются в качестве частотно-зависимого компонента. В результате можно создавать фильтры с частотно-зависимой кривой пропускания, которые используются, например, в кроссоверах.

В зависимости от области применения используются конденсаторы различной конструкции и технологии, которые имеют свои соответствующие преимущества и недостатки. В секторе Hi-fi вы, в частности, найдете следующие типы (есть и другие, но менее значимые типы):

Здесь один электрод образован алюминиевой фольгой, другой электрод состоит из проводящей жидкости, электролита (отсюда и название "электролитический конденсатор" - сокращенно Elko). Между ними находится диэлектрик из оксида алюминия, который образуется в виде тонкого слоя на алюминиевой фольге. Алюминиевой фольге часто придают химическую шероховатость, чтобы увеличить площадь поверхности. Такая конструкция обеспечивает большую площадь электрода и очень малые расстояния между электродами, что обеспечивает большую емкость при относительно небольшом механическом размере компонента. Поэтому электролитические конденсаторы подходят для использования с максимально возможной емкостью. Недостатком можно считать то, что они поляризованы, поэтому напряжение может подаваться только в одном направлении, поскольку при обратном изменении напряжения диэлектрик будет разлагаться под действием электролита, в результате чего конденсатор придет в негодность. Электролитические конденсаторы также имеют свойство медленно высыхать в течение длительного периода времени, особенно если они эксплуатируются при высокой температуре. Поэтому срок их службы ограничен. Электролитические конденсаторы можно найти практически во всех устройствах, особенно для экранирования (сглаживания) рабочего напряжения в источнике питания, а также часто в сигнальном тракте в качестве соединительных конденсаторов - здесь эффект фильтрации используется для разделения напряжения постоянного тока.

В данном случае диэлектрик состоит из керамики, на которую нанесены электроды в виде металлизации. Существует большое количество различных типов керамики, которые придают конденсаторам самые разные свойства. Керамика с высокой диэлектрической проницаемостью обеспечивает большую емкость в небольшом пространстве, хотя и не на порядок большую, чем электролитические конденсаторы, но эта керамика сильно нелинейна, то есть ее свойства значительно меняются в зависимости от температуры и приложенного напряжения. Другая керамика очень линейна, но имеет относительно низкую диэлектрическую проницаемость и подходит только для относительно небольших емкостей.

Этот тип керамики используется для подавления помех, когда речь идет о рассеянии высоких частот, или для подавления колебаний. В сигнальном тракте подходят только линейные типы конденсаторов, и в них часто достигается слишком низкая емкость.

Конденсатор в данном случае состоит из пластиковой или бумажной пленки в качестве диэлектрика. Электроды изготавливаются либо из металла, нанесенного на фольгу из паровой фазы, либо из отдельных металлических пластин, намотанных вместе с диэлектрической пленкой. Свойства этих типов электродов в значительной степени зависят от материала диэлектрика. Линейность, как правило, очень хорошая, поэтому конденсаторы хорошо подходят для применения в сигнальном тракте. Однако при большой емкости конденсатор быстро становится относительно большим и дорогим.

Эти типы используются в фильтрах и вообще во всех приложениях, где они находятся на пути прохождения сигнала.