Для чего нужен конденсатор в электрической цепи

Конденсатор – это устройство, способное накапливать электрический заряд.

Такую же функцию выполняет и аккумуляторная батарея, но в отличие от неё конденсатор может моментально отдать весь накопленный заряд.

Количество заряда, которое способен накопить конденсатор, называют «емкостью». Эта величина измеряется в фарадах.

Принцип работы конденсаторов

При подсоединении цепи к источнику электрического тока через конденсатор начинает течь электрический ток. В начале прохождения тока через конденсатор его сила имеет максимальное значение, а напряжение – минимальное. По мере накопления устройством заряда сила тока падает до полного исчезновения, а напряжение увеличивается.

В процессе накопления заряда электроны скапливаются на одной пластинке, а положительные ионы – на другой. Между пластинами заряд не перетекает из-за присутствия диэлектрика. Так устройство накапливает заряд. Это явление называется накоплением электрических зарядов, а конденсатор –накопителем электрического поля.

Устройство и принцип работы

Конденсатор — устройство, состоящее из двух пластин (обкладок), имеющих между собой пустоту. Напряжение к нему подаётся через проводки, подсоединённые к пластинкам. Современные приборы, по сути, не сильно отличаются от макетов на уроках физики, они также состоят из диэлектрика и обкладок. Следует отметить, что именно вещество или его отсутствие (вакуум), плохо проводящее электричество, изменяет характеристики накопителя.

Суть принципа работы конденсатора проста: дали напряжение, и заряд начал накапливаться. Для примера следует рассмотреть как ведёт себя накопитель в двух вариантах электрической цепи:

  • Постоянный ток. Если в цепь с подключённым к ней конденсатором подать ток, то можно увидеть, что стрелка на амперметре начнёт двигаться, а потом быстро вернётся в исходное положение. Это объясняется просто: устройство быстро зарядилось, то есть источник питания был уравновешен обкладками накопителя, и тока не стало. Поэтому часто говорят, что в условиях постоянного тока конденсатор не работает. Такое утверждение неправильное, всё функционирует, но очень непродолжительное время.
  • Переменный ток — это когда электроны двигаются сначала в одну, а затем в другую сторону. Если представить такую цепь с подключённым к ней накопителем, то на обеих обкладках конденсатора будут попеременно накапливаться положительные и отрицательные заряды. Это говорит о том, что переменный ток свободно протекает через устройство.

Принцип работы конденсатора

Поскольку конденсатор задерживает постоянный ток, но пропускает переменный, отсюда формируются и сферы его назначения, например, для устройств, в которых нужно убрать постоянную составляющую в сигнале. Вполне очевидно, что накопитель обладает сопротивлением, а вот мощность на нём не выделяется, поэтому он не греется.

Электрический конденсатор и его ёмкость (видео 13) | Введение в электрические цепи | Электротехника

Основные виды

Рядовой пользователь не всегда знает о том, каким конденсатором снабжено его устройство. А ведь каждый вид имеет свои недостатки и преимущества, а также эксплуатационные особенности. Существуют две большие группы этих устройств, предназначенные для электрической цепи с переменным и постоянным током. Но всё-таки основная классификация ведётся по типу диэлектрика, который находится между облатками конденсатора. Основные виды:

Керамические конденсаторы

  • Керамические. Имеют маленький размер, малый ток утечки и небольшую индуктивность. Отлично работают в условиях высоких частот, в цепях пульсирующего, постоянного и переменного тока. Представлены в различном диапазоне напряжений и ёмкостей, в зависимости от того, для чего конденсатор предназначен.
  • Слюдяные. В настоящее время почти не используются и не выпускаются. В накопителях такого типа диэлектриком служит слюда. Рабочее напряжение таких конденсаторов в диапазоне — 200−1500 В.
  • Бумажные. В алюминиевых облатках заключена конденсаторная бумага. Выдерживают напряжение 160−1500 В.
  • Полиэстеровые. Максимальная ёмкость не превышает 15 мФ, рабочее напряжение — 50−1500 В.
  • Полипропиленовые. Выгодно выделяются на фоне остальных собратьев двумя преимуществами. Первое — маленький допуск ёмкости (+/- 1%), второе — до 3 кВ рабочего напряжения.

Полипропиленовые конденсаторы

Отдельно стоит отметить электролитические конденсаторы. Главное их отличие от других видов — подключения только к цепи постоянного или пульсирующего тока. Такие накопители имеют полярность — это особенность их конструкции, поэтому неправильное подключение ведёт к вздутию или взрыву устройства. Они обладают большой ёмкостью, что делает конденсатор электролитический пригодным для применения в выпрямительных цепях.

Реактивная мощность в электрической сети

Электрическая энергия, вырабатываемая генераторами электростанций, характеризуется их активной и реактивной мощностью. Активная мощность потребляется электроприемниками, преобразуясь в тепловую, механическую и другие виды энергии. Реактивная мощность характеризует электроэнергию, преобразуемую в энергию электрических и магнитных полей. В электрической сети и ее электроприемниках происходит процесс обмена энергией между электрическими и магнитными полями. Устройства, которые целенаправленно участвуют в этом процессе, называют источниками реактивной мощности(ИРМ). Такими устройствами могут быть не только генераторы электрических станций, но и синхронные компенсаторы, реакторы, конденсаторы, реактивной мощностью которых управляют по определенному закону регулирования с помощью специальных средств.

Реактивная мощность снижает эффективность использования всей энергосистемы, ее пытаются максимально снизить с помощью конденсаторных установок.

Как проверить эффективность конденсатора

Электролитический конденсатор, например, в компьютерных блоках питания, часто разрушается в результате увеличения их эквивалентного последовательного сопротивления (ESR).

Для проверки этого параметра используйте специальный тестер или мультиметр с функцией измерения ESR. Значение, превышающее нормальное, может указывать на необходимость замены.

Мультиметр

Конденсаторы имеют определенное рабочее напряжение. Убедитесь, что оно не превышает максимального значения, так как это может повредить конденсатор или привести к его взрыву.

В некоторых случаях, особенно при профессиональном ремонте электроники, могут использоваться специализированные диагностические инструменты, такие как анализаторы импеданса или тестер конденсаторов. Эти усовершенствованные устройства позволяют более точно оценить состояние конденсатора.

Что следует помнить о конденсаторах в устройствах

Подводя итог, можно сказать, что проверка конденсаторов — важный этап в обслуживании и ремонте электроники.

Установка конденсатора

Для их правильной диагностики важно знать несколько ключевых моментов. Первое, проверьте емкость мультиметром, убедитесь, что она соответствует номиналу. Второе, обратите внимание на внешний вид — утечки, выпученные или вздутые корпуса могут свидетельствовать о поломке. Также важно измерить внутреннее сопротивление, потому что повышенное сопротивление указывает на деградацию конденсатора.

Правильная диагностика помогает избежать сбоев и обеспечивает безопасность и надежность всего устройства, в котором стоит конденсатор. Важно соблюдать правила техники безопасности и использовать соответствующие инструменты для точного анализа все параметров конденсатора. Правильная диагностика обеспечивает надежность электронных устройств и продлевает их срок службы.

Напоследок хотим напомнить, что, если у вас нет опыта ремонта электроники, лучше отнести технику в сервисный центр – в первую очередь ради вашей безопасности.

Как проверить конденсатор мультиметром – видео

Выпускник факультета журналистики, пишет, не только о смартфонах, гаджетах и сетевой безопасности. Сторонник тем, доказывающим, что новые технологии проникают в нашу повседневность на регулярной основе.

Мы не претендуем на истину! Высказанное в обзорах, статьях и рейтингах мнение автора, является сугубо его личным, основанным на опыте, практике или других факторах. Оно может не совпадать с вашим, но это не значит, что неверно или не имеет права существовать. Все материалы, ссылки или контент сайта tehnobzor.ru носит сугубо познавательный (информационный) характер и не является рекламой, даже если содержит рекомендации автора

Вам может быть итересно

  1. ТОП 23 лучших смартфона 2023 года цена-качество — Рейтинг новых телефонов
  2. Лучшие смартфоны Xiaomi 2023 года – ТОП-23 телефона по рейтингу цена-качество
  3. Обзор Sony Vaio Duo 13 – трансформер от Sony
  4. Тест GoClever Insignia 5 и 5X – Обзор смартфона с доступной ценой
  5. Что такое NFC в смартфоне: зачем нужен и как настроить для бесконтактной оплаты
  6. Лучшие спортивные часы 2023 года для бега и активного образа жизни – Рейтинг ТОП-12
  7. Лучшие фотоаппараты 2023 года – ТОП-15 камер по рейтингу цена-качество
  8. Лучшие приложения для iPhone – Мы собрали самые полезные приложения для айфона
  9. Самые ожидаемые игры 2021 года на ПК и консоли – ТОП ожидаемых игр
  10. Рейтинг пылесосов для дома цена-качество 2023 года – ТОП-10 лучших моделей с проводом
Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий