Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. Мы используем конденсаторы для сглаживания пульсаций напряжения/тока, для согласования нагрузок, в качестве источника энергии для маломощных устройств, и других применений.
Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость. Существует огромный массив технологий и материалов с разными свойствами, применяемых для создания конденсаторов. И хотя в большинстве случаев для любой задачи сгодится практически любой конденсатор подходящей ёмкости, хорошее понимание работы этих устройств может помочь вам выбрать не просто нечто подходящее, а подходящее наилучшим образом. Если у вас когда-нибудь была проблема с температурной стабильностью или задача поиска источника дополнительных шумов – вы оцените информацию из этой статьи.
Начнём с простого
Лучше начать с простого и описать основные принципы работы конденсаторов, прежде чем переходить к настоящим устройствам. Идеальный конденсатор состоит из двух проводящих пластинок, разделённых диэлектриком. Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.
Ёмкость измеряется в фарадах: конденсатор в один фарад выдаёт напряжение в один вольт, если в нём находится заряд в один кулон. Как и у многих других единиц системы СИ, у неё непрактичный размер, поэтому, если не брать в расчёт суперконденсаторы, о которых мы здесь говорить не будем, вы скорее всего встретитесь с микро-, нано- и пикофарадами. Ёмкость любого конденсатора можно вывести из его размеров и свойств диэлектрика – если интересно, формулу для этого можно посмотреть в Википедии. Запоминать её не нужно, если только вы не готовитесь к экзамену – но в ней содержится один полезный факт. Ёмкость пропорциональна диэлектрической проницаемости ?r использованного диэлектрика, что в результате привело к появлению в продаже различных конденсаторов, использующих разные диэлектрические материалы для достижения больших ёмкостей или улучшения характеристик напряжения.
Паразитные индуктивность и сопротивление реального конденсатора
С использованием диэлектриков в конденсаторах есть одна проблемка, наряду с тем, что диэлектрик с нужными характеристиками обладает неприятными побочными эффектами. У всех конденсаторов есть небольшие паразитные сопротивление и индуктивность, которые иногда могут влиять на его работу. Электрические постоянные меняются от температуры и напряжения, пьезоэлектричества или шума. Некоторые конденсаторы стоят слишком дорого, у некоторых существуют состояния отказа. И вот мы подошли к основной части статьи, в которой расскажем о разных типах конденсаторов, и об их свойствах, полезных и вредных. Мы не будем освещать все возможные технологии, хотя большинство обычных мы опишем.
Алюминиевые электролитические
Алюминиевые электролитические конденсаторы используют анодно-оксидированный слой на алюминиевом листе в качестве одной пластины-диэлектрика, и электролит из электрохимической ячейки в качестве другой пластины. Наличие электрохимической ячейки делает их полярными, то есть напряжение постоянного тока должно прикладываться в одном направлении, и анодированная пластина должна быть анодом, или плюсом.
На практике их пластины выполнены в виде сэндвича из алюминиевой фольги, завёрнутой в цилиндр и расположенной в алюминиевой банке. Рабочее напряжение зависит от глубины анодированного слоя.
У электролитических конденсаторов наибольшая среди распространённых ёмкость, от 0,1 до тысяч мкФ. Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность (equivalent series inductance, ESI, или эффективная индуктивность), из-за чего их нельзя использовать на высоких частотах. Обычно они используются для сглаживания питания и развязывания, а также связывания на аудиочастотах.
Танталовые электролитические
Танталовый конденсатор поверхностного размещения
Танталовые электролитические конденсаторы изготавливаются в виде спечённого танталового анода с большой площадью поверхности, на которой выращивается толстый слой оксида, а затем в качестве катода размещается электролит из диоксида марганца. Комбинация большой площади поверхности и диэлектрических свойств оксида тантала приводит к высокой ёмкости в пересчёте на объём. В результате такие конденсаторы выходят гораздо меньше алюминиевых конденсаторов сравнимой ёмкости. Как и у последних, у танталовых конденсаторов есть полярность, поэтому постоянный ток должен идти в строго одном направлении.
Их доступная ёмкостью варьируется от 0,1 до нескольких сотен мкФ. У них гораздо меньше сопротивление утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.
В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за состоянием отказа, бывает, что они загораются. Аморфный оксид тантала – хороший диэлектрик, а в кристаллической форме он становится хорошим проводником. Неправильное использование танталового конденсатора – например, подача слишком большого пускового тока может привести к переходу диэлектрика в другую форму, что увеличит проходящий через него ток. Правда, репутация, связанная с возгораниями, появилась у более ранних поколений танталовых конденсаторов, и улучшенные методы производства привели к созданию более надёжной продукции.
Полимерные плёнки
Целое семейство конденсаторов использует полимерные плёнки в качестве диэлектриков, а плёнка либо находится между витыми или перемежающимися слоями металлической фольги, либо имеет металлизированный слой на поверхности. Их рабочее напряжение может доходить до 1000 В, но высокими ёмкостями они не обладают – это обычно от 100 пФ до единиц мкФ. У каждого вида плёнки есть свои плюсы и минусы, но в целом всё семейство отличается более низкими ёмкостью и индуктивностью, чем у электролитических. Посему они используются в высокочастотных устройствах и для развязывания в электрически шумных системах, а также в системах общего назначения.
Полипропиленовые конденсаторы используются в схемах, требующих хорошей тепловой и частотной стабильности. Также они используются в системах питания, для подавления ЭМП, в системах, использующих переменные токи высокого напряжения.
Полиэстеровые конденсаторы, хотя и не обладают такими температурными и частотными характеристиками, получаются дешёвыми и выдерживают большие температуры при пайке для поверхностного монтажа. В связи с этим они используются в схемах, предназначенных для использования в некритичных приложениях.
Полиэтилен-нафталатовые конденсаторы. Не обладают стабильными температурными и частотными характеристиками, но могут выдерживать гораздо большие температуры и напряжения по сравнению с полиэстеровыми.
Полиэтилен-сульфидовые конденсаторы обладают температурными и частотными характеристиками полипропиленовых, и в дополнение выдерживают высокие температуры.
В старом оборудовании можно наткнуться на поликарбонатные и полистиреновые конденсаторы, но сейчас они уже не используются.
Керамика
История керамических конденсаторов довольно длинная – они использовались с первых десятилетий прошлого века и по сей день. Ранние конденсаторы представляли собою один слой керамики, металлизированной с обеих сторон. Более поздние бывают и многослойными, где пластины с металлизацией и керамика перемежаются. В зависимости от диэлектрика их ёмкости варьируются от 1 пФ до десятков мкФ, а напряжения достигают киловольт. Во всех отраслях электроники, где требуется малая ёмкость, можно встретить как однослойные керамические диски, так и многослойные пакетные конденсаторы поверхностного монтажа.
Проще всего классифицировать керамические конденсаторы по диэлектрикам, поскольку именно они придают конденсатором все свойства. Диэлектрики классифицируют по трёхбуквенным кодам, где зашифрована их рабочая температура и стабильность.
C0G лучшая стабильность в ёмкости по отношению к температуре, частоте и напряжению. Используются в высокочастотных схемах и других контурах высокого быстродействия.
X7R не обладают такими хорошими характеристиками по температуре и напряжению, посему используются в менее критичных случаях. Обычно это развязывание и различные универсальные приложения.
Y5V обладают гораздо большей ёмкостью, но характеристики температуры и напряжения у них ещё ниже. Также используются для развязывания и в различных универсальных приложениях.
Поскольку керамика часто обладает и пьезоэлектрическими свойствами, некоторые керамические конденсаторы демонстрируют и микрофонный эффект. Если вы работали с высокими напряжениями и частотами в аудиодиапазоне, например, в случае ламповых усилителей или электростатики, вы могли услышать, как «поют» конденсаторы. Если вы использовали пьезоэлектрический конденсатор для обеспечения частотной стабилизации, вы могли обнаружить, что его звук модулируется вибрацией его окружения.
Как мы уже упоминали, статья не ставит целью охватить все технологии конденсаторов. Взглянув в каталог электроники вы обнаружите, что некоторые технологии, имеющиеся в наличии, здесь не освещены. Некоторые предложения из каталогов уже устарели, или же имеют такую узкую нишу, что с ними чаще всего и не встретишься. Мы надеялись лишь развеять некоторые тайны по поводу популярных моделей конденсаторов, и помочь вам в выборе подходящих компонентов при разработке собственных устройств. Если мы разогрели ваш аппетит, вы можете изучить нашу статью по катушкам индуктивности.
Об обнаруженных вами неточностях и ошибках прошу писать через личные сообщения сайта. Спасибо.
Комментарии (78)
potan
27.06.2016 14:30«Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность» — по моему это следствие не плотной упаковки, свойств электролита, в котором двигаются тяжелые ионы.
BigBeaver
27.06.2016 15:12нет, дело именно в топологии — эквивалентную схему можно представить как бесконечную цепочку LC фильтров типа таких
http://topref.ru/main/images/71037/3428c87d.pngpotan
27.06.2016 15:19В первых транзисторах использовали электролит, и это ограничивало их рабочую частоту.
BigBeaver
27.06.2016 15:36Ограничение частоты и создание индуктивности — не одно и то же.
В транзисторах мобильность ионов (и толщина слоя) определяет скорость переходных процессов (скорость диффузии дырок и тд).
А в конденсаторах из статьи две ленты смотаны в спираль. При этом при любых переходных процессах по этим спиралям идет ток. И хотя мы имеем два противонаправленных контура, поля не полностью компенсируются. Таким образом, при достаточно большом числе витков индуктивность начинает играть роль.
p.s. Возможно, я ошибаюсь, но тогда хотел бы посмотреть какие-то выкладки
jar_ohty
28.06.2016 17:07+1Большая индуктивность алюминиевых оксидных конденсаторов — это свойство, связанное исключительно с рулонной конструкцией конденсатора и ее очень легко снизить — достаточно подводить к полосам фольги не один токоввод, а много — по всей длине ленты, и соединить их параллельно (и так делают в конденсаторах для фотовспышек). А вот со свойствами электролита, с низкой подвижностью ионов связан рост активного последовательного сопротивления с частотой. И тут можно бороться, подбирая составы электролитов с высокой подвижностью ионов, уменьшая толщину слоя электролита — но до конца этот недостаток не изживается.
Keroro
27.06.2016 15:07Самопроизвольный взрыв тантала не доводилось видеть, но при переполюсовке они взрываются очень охотно и ярко. Секунда, и в глаз летит капля горящего расплавленного металла.
igruh
27.06.2016 16:05+2У Вас или фантастическая реакция, или очень много глаз. У меня были случаи самопроизвольного взрыва с прожиганием элементов соседних плат.
sim2q
27.06.2016 22:44странно при этом, что обошли как по мне более острую проблему — вздутие — потерю ёмкости «алюмишек»
jar_ohty
28.06.2016 16:58Еще бы: смесь химически весьма активного металла (тантала) и сильного окислителя (двуокиси марганца). Фактически это термит. А его поджиг происходит за счет всей запасенной в конденсаторе энергии, которая устремляется в место пробоя.
eternal_sorrow
29.06.2016 14:07Тантал активный металл? Да менее активны только золото и платиноиды.
jar_ohty
29.06.2016 15:48+1Распространенное заблуждение — путать устойчивость металла к коррозии с его химической активностью. Коррозионная стойкость тантала связана исключительно с тем, что он пассивируется, а так электродный потенциал тантала -1,12 В, а порошкообразный тантал довольно хорошо горит на воздухе. В присутствии двуокиси марганца он, понятное дело, тоже будет гореть, восстанавливая марганец до двухвалентного. Если соотношение взять нужное, получается танталат марганца со структурой колумбита-танталита, материал с любопытными магнитными свойствами.
SHVV
27.06.2016 16:16+16yyy: Вообще приходить в первый раз в магазин радиодеталей страшнее, чем первый раз презервативы купить по-моему. Приходишь и так шепотом «мне бы конденсатор на 22Мф», тебя громко спрашивают «какой? Электролит? Тантал? Выводной? SMD?», ты «я не знаааааю» и все оборачиваются сразу, смотрят на тебя осуждающе и пальцами тычут.
Баш.
Спасибо, теперь понятнее, что к чему.
adson
27.06.2016 18:35+5Не думал, что по примеру многих буду бросать камень в адрес редакторов GT, но это просто невозможно читать: «В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за состоянием отказа, бывает, что они загораются». Загораются кто или что? Нельзя просто воспользоваться гуглопереводчиком, если есть масса технических подробностей и устоявшихся терминов (или мне с высоты устаревшего уже образования так кажется?)
atomlib
27.06.2016 18:36Tantalum capacitors have a failure mode to watch out for, they have a reputation for catching fire.
Где здесь машинный перевод? Переведено точно, искажений нет. Вопросы лишь к автору оригинала.jar_ohty
28.06.2016 16:55+3Я бы перевел так: Следует иметь в виду, что танталовые конденсаторы обладают дурной особенностью загораться, выходя из строя. Более точный, но несколько корявый перевод: Существует вариант выхода из строя танталовых конденсаторов, о котором нужно помнить: они имеют репутацию загораться.
adson
28.06.2016 17:05+1Наконец-то нормальный перевод злополучной фразы!
Надо сказать, что оригинальный текст изобилует перлами вроде «low leakage resistance», переводя которые в лоб получаешь абсолютную ахинею.
SLY_G
27.06.2016 21:34-2Свой вариант предложить можете?
adson
27.06.2016 21:43+1Боюсь, что с трудом. Но выше Вам уже написали — что имеется в виду под «состоянием отказа», за которым надо следить? Вероятно, нужно, исходя из контекста (не мне Вас учить) скорректировать на человеческий язык.
GarryC
27.06.2016 21:48+6Танталовые конденсаторы имеют недопустимые режимы, которых следует тщательно избегать?
Antinomy
28.06.2016 12:50У танталовых конденсаторов есть тип отказа, за которым необходимо следить — бывает, что они загораются.
«Состояние отказа» обычно понимается как «отказ» / «нет отказа», а «тип» говорит о конкретном виде отказа. Тот случай, когда лучше всего предложение переводится в лоб.
OtshelnikFm
27.06.2016 20:59+1Были еще палладиевые конденсаторы КМ-5, многие на них, в конце 90-х, приподняли бабла, барыжа ими. Хотя для точной аппаратуры они были самые надежные.
jar_ohty
01.07.2016 01:50Не бывает палладиевых конденсаторов. Просто палладий используется в керамических конденсаторах с серебряными обкладками для предотвращения электромиграции серебра в керамику. Причем в КМ-ках палладия было до черта, а в девяностых он стоил сумасшедших денег. В современных конденсаторах палладий и серебро используются только в некоторых конденсаторах NP0 с диэлектриком на основе диоксида титана, в остальных же применяется не склонный к электромиграции никель.
OtshelnikFm
01.07.2016 10:32Эта обзорная статья упустила такой момент о конденсаторах КМ. А КМ-ки — приняли самый большой интерес к конденсаторам (среди черных «копателей») за всю историю (если брать во внимание конденсаторы — были еще проволочные резисторы, позолоченные транзисторы и микросхемы и элементы из самописцев — реохорды, реле от атс).
Я на тот момент не знал лучших кондеров для постройки частотомеров и измерительной техники.
htol
27.06.2016 22:07+3конденсатор поверхностного размещения
поверхностного монтажа
Solival
28.06.2016 01:47+3Насчет танталовых:
У них гораздо меньше сопротивление утечки
То есть у них гораздо выше ток утечки? Вроде у электролитических самый высокий ток утечки должен быть…MichaelBorisov
29.06.2016 20:31Танталовые тоже электролитические. Насчет верности фразы про ток утечки — надо проверять. В статье много подобных неточностей. Например, то, что якобы у танталов выше емкость, чем у алюминиевых. На самом деле все наоборот — у алюминия самая высокая емкость (не считая ионисторов), тантал хуже в этом отношении раза в 2, но зато у него лучше остальные характеристики — рабочая частота, максимальный ток заряда-разряда, паразитное сопротивление. Именно поэтому можно чаще встретить тантал в импульсных преобразователях напряжения, работающих на частотах в 50-60кГц. Я как-то попытался поставить для этих целей алюминий и имел множество проблем со схемой.
Алюминий можно успешно применять только на частотах порядка 1кГц.jar_ohty
29.06.2016 22:32Танталовые — оксидные, но не электролитические. Вернее, есть электролитические танталовые (которые К52-9), а танталовые — оксидно-полупроводниковые. Кстати, оксидно-полупроводниковые конденсаторы бывают и алюминиевыми, как распространенные в позднесоветские годы К53-14.
tw1911
28.06.2016 12:49+4На самом деле тема абсолютно не раскрыта. Начинающему паяльщику, вроде меня, было бы интересно узнать что же такое ESR, какие требования к монтажу, какие конденсаторы можно перегревать, какие нет, срок эксплуатации и особенности старения, особенно для электролитов. Как опознать те или иные виды конденсаторов, фотографии, примеры схем включения?
asdfghjk12
28.06.2016 21:08ESR — паразитный параметр, характеризующий качество конденсатора. Чем он больше, тем поганей конденсатор. Зависит от сопротивления электролита и контактов, поэтому в керамических, где нет электролита и очень маленькие обкладки, он единицы мОм. Чем он ниже, тем больше мгновенный ток, который берёт/отдаёт конденсатор и меньше пульсации, если он сглаживающий в питании.
Перегревать никакие нельзя, но керамические более стойкие к нагреву НО их нужно плавно разогревать, иначе возможны микротрещины. Электролиты желательно не греть выше 100 градусов.
Срок эксплуатации у электролитов обычно 2...6 тысяч часов на максимальной рабочей температуре и максимальной амплитуде пульсаций, в комнатных условиях они практически вечные, электролиты начала 90-х почти как новые. Высоковольтные электролиты (выше 200 В) нежелательно сразу надолго включать на высоком напряжении — лучше на десяток секунд, пару минут подождать и снова — для формирования оксидной плёнки. Танталки почти вечные, керамика и плёнка вечные. Фотографии есть на Википедии, схемы в интернетах.tw1911
28.06.2016 22:16Да в том то и дело, что обзер какие бывают конденсаторы есть в каждом руководстве по электронике для начинающих, а вот то о чем я написал есть далеко не везде. Ее надо искать, а если ты отрешенный гик из среднего офиса, то ты просто не знаешь что искать, вот по этому в статье нужно было об этом обязательно написать, сколько бы устройств это вернуло к жизни.
Buggha88
28.06.2016 12:50-1>> Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.
Это не верно.
Заряд накапливается как раз на диэлектрике. (https://www.youtube.com/watch?v=PCae6jRw6Jg)
qbertych
28.06.2016 12:56Видео из гаража под названием «Где храниться заряд в конденсаторе?» (орфография сохранена) с ссылкой на журнал «Будни альтернативной энергии», где торсионные генераторы и прочие радости жизни. Вы серьезно? ;)
Buggha88
28.06.2016 16:01-1Абсолютно!
Покажите мне видео где заряд сохраняется на катоде и аноде в лабораторных условиях и я может быть задумаюсь.
Но т.к. я этот эксперимент повторил сам, то не нужно считать меня полным идиотом.
Вот когда покажите обратное, тогда поговорим.
Alexsandr_SE
28.06.2016 14:39тогда чем толще диэлектрик, тем больше заряд получим, а в жизни это не так.
Buggha88
28.06.2016 15:51Это и в теории не так. Значение имеет только ПЛОЩАДЬ диэлектрика. При чём тут толщина?
BigBeaver
28.06.2016 15:54А что говорит ваша теория о случае, когда в роли диэлектрика выступает вакуум?
В смысле, где именно в нем будет накапливаться заряд?Buggha88
28.06.2016 16:09Без понятия. Я вакуумные конденсаторы в руках не держал и по всем параметрам и условиям их не прогонял.
Вот как попадут в руки, так сразу и отвечу. Возможно в толще диэлектрика и хранится какая-то часть заряда, но она не сильно влияет на основную ёмкость, хотя бы по той простой причине, что из «глубин» диэлектрика её достать электродом сложнее. Мгновенный заряд всегда снимается с поверхности, а остаточный, возможно, перетекает на поверхность уже из глубины диэлектрика позднее и не может служить для передачи мгновенного заряда.adson
28.06.2016 16:16+1Вот давайте поставим мысленный эксперимент — а вы, я так полагаю, можете и сами вживую проверить: берем плоский конденсатор с диэлектриком и заряжаем его. Заряд накопился на диэлектрике — так вы говорите? Вытаскиваем диэлектрик и вставляем в другой — пустой — конденсатор. Тогда на его обкладках должна образоваться разность потенциалов — правильно?
И, между делом — электрическая постоянная как раз для случая вакуума. Т.е. для вакуумного конденсатора диэлектрическую проницаемость можно считать за единицу.Buggha88
28.06.2016 16:29Зачем мысленный? В видео, на которое я дал ссылку, исследователь, достаточно ясно проделал эксперимент и доказал, что заряд хранится в диэлектрике.
У меня есть предложение проделать другой эксперимент: наэлектризуйте кошку (её шерсть точно является диэлектриком), и скажите где остался заряд? А теперь попробуйте наэлетризовать пластину из алюминия или меди, а я посмотрю как это у вас получится.adson
28.06.2016 16:32+1Подождите, в самом деле вы сделали эксперимент с заряжанием диэлектрика и переносом в другой конденсатор или только теоретически рассуждаете «доказал, что...»?
Когда молния бьет в землю, или, хуже того, между облаками проскакивает, — где там спрятался электрический провод? :-)
BigBeaver
28.06.2016 16:51+3>> А теперь попробуйте наэлетризовать пластину из алюминия или меди
вполне нормально получится — почитайте про опыты с электрометром (даже в учебнике перышкина было, вроде)
adson
28.06.2016 16:03Во-первых, пардон, не площадь диэлектрика, а площадь обкладок.
Во-вторых, откройте учебник элементарной физики, и посмотрите на формулу для емкости плоского конденсатора.
Или, например, посмотрите здесь — https://www.fxyz.ru/%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8B_%D0%BF%D0%BE_%D1%84%D0%B8%D0%B7%D0%B8%D0%BA%D0%B5/%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE/%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B5/%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B5%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C/%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80/%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80/%D0%B5%D0%BC%D0%BA%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B0/
Параметр d — это как раз толщина диэлектрика, которую нужно, для увеличения емкости, снижать. Иначе зачем было заморачиваться сверхтонкими слоями изолятора, вроде непроводящей оксидной пленки?
Alexsandr_SE
28.06.2016 19:47только площадь или его толщина тоже? Помнится чем меньше толщина, тем больше ёмкость и тем больше шанс на пробитие. Все же заряд накапливается на пластинах.
adson
28.06.2016 19:52Ну вот же формула (не могу вставлять картинку, только ссылка):
https://snag.gy/5vyLto.jpg
S — площадь обладок
d — расстояние между ними (толщина диэлектрика)
Толщина электродов значения не имеет (только конструктивные трудности).
jar_ohty
28.06.2016 16:49+2Заряд накапливается на поверхности обкладок. Заряд, ушедший в диэлектрик и там "зависший" — одно из вреднейших паразитных свойств конденсаторов, который называется абсорбцией. Как это выглядит на практике — мы разряжаем конденсатор, закоротив обкладки, а потом через какое-то время подключаем к нему вольтметр и обнаруживаем ненулевое напряжение. Высоковольтные конденсаторы большой емкости за счет абсорбции заряжаются порой до опасных для жизни напряжений, поэтому хранить их нужно только в закороченном состоянии.
Buggha88
28.06.2016 17:17-3Согласен. Абсорбция это ещё одно доказательство, что заряд хранится в диэлектрике.
adson
28.06.2016 17:26А какие есть еще доказательства? Видео с незаконченным экспериментом? Или Ваши собственные рассуждения? Странно, что про мировой эфир еще ничего не было сказано…
jar_ohty
28.06.2016 17:52+2Это доказательство, что заряд, который "хранится" в диэлектрике (а вернее, потерян в диэлектрике), ведет себя совсем иначе, чем основная часть заряда, хранящаяся на обкладках. Заряд, осевший в диэлектрике не может оттуда быстро выйти на обкладки, потому что сопротивление диэлектрика огромное. Это медленный процесс, который и наблюдается в виде абсорбции. Только в керамических, бумажных и оксидных конденсаторах в диэлектрике сохраняется значительная часть заряда — единицы и даже десятки процентов. В пленочных конденсаторах это десятые и сотые доли процента. В вакуумных конденсаторах абсорбции нет.
asdfghjk12
28.06.2016 19:12+3По керамическим.
Диэлектрик Y — самый поганый, ёмкость в зависимости от температуры может уменьшится на 80%, т.е. в 5 раз
Диэлектрик Х — более-менее, ТКС 10...20%
И у обоих этих диэлектриков кроме зависимости от температуры, сверху накладывается зависимость ёмкости от напряжения. На максимальном рабочем напряжении ёмкость снижается процентов до 30...60 от начальной. По этому параметру (уменьшение ёмкости в 2 раза) можно косвенно оценить максимально допустимое рабочее напряжение. Поэтому такую керамику НИкогда нельзя использовать в качестве разделительных в аудиотрактах — там только танталки или плёночные, чуть хуже — электролиты.
Ну и у керамики очень высокое пробивное напряжение, пробой у некоторых наступает при десятикратном превышении на постоянном токе, НО при работе на переменном всё гораздо унылей, поэтому уже на десятках кГц в импульсниках нужно выбирать керамику минимум с 1,5-кратным запасом по напряжению.
crazy_guitar
29.06.2016 13:07+1Про танталовые:
«в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.»
В цепи звука эти конденсаторы очень плохо работают, поэтому изготовители качественных усилителей их очень не любят. Ибо у танталовых конденсаторов есть свойство искажать сигнал, когда через них идёт переменный ток с большой разницей потенциалов или низкое постоянное напряжение смещения.VaalKIA
01.07.2016 01:17А можно более развёрнуто, с чем связаны на физическом уровне такие искажения, ведь говорится о высокой стабильности?
crazy_guitar
01.07.2016 07:15У танталовых хорошая стабильность во времени (не высыхают как электролитические) и при разной температуре. Как времязадающие, например, они отлично будут работать.
У меня есть практический опыт. Тестировал, сравнивал с плёнкой в фильтре. Разница заметная даже не смотря на мою предвзятость — считал это лишними загонами и аудиофилией.
По глубокой теоретической части я не большой знаток, возможно этот пост чем то поможет: http://www.diyaudio.com/forums/parts/56015-tantalum-capacitors-signal-path-2.html#post3729564
black_semargl
01.07.2016 11:32Стабильность характеристик во времени сочетается с достаточно большой нелинейностью — ёмкость зависит от напряжения и частоты.
Для цепей питания оно неважно
polk007
29.06.2016 15:52-1«Заряд собирается на пластинах» — ошибочное утверждение.
проще пояснить если вы посмотрите, например:
только демонстрация — youtube.com/watch?v=jlOCxu7SAJ4
с пояснениями — youtube.com/watch?v=hw01v6Cxp7Madson
29.06.2016 19:14+1еще +1 альтернативщик и обрушитель современной физики
MichaelBorisov
29.06.2016 20:40Может быть они имели в виду, что не заряд, а электрическое поле находится в диэлектрике?
polk007
29.06.2016 20:44вы преподносите себя как адепта правильной физики, прекрасно.
в вашей фразе кроме скепсиса ничего нет, что сильно подрывает ваше положение.
но вы же легко, если у вас кроме скепсиса еще что-то есть, можете предоставить ссылки, на правильные источники и легко подтвердить свою позицию.adson
29.06.2016 21:38Для начала, например, более критично пересмотрите видео из гаража — есть несколько очевидных нестыковок, начиная с недоведенного до конца эксперимента. Второе — выше уже сказали про конденсатор с вакуумом в качестве изолятора (и микроподсказка — можно ведь просто отдельный, скажем, металлический шар в вакууме, зарядить до некоторой величины). Последнее — кормить тролля всегда глупо, так что изо всех сил буду пытаться сдерживаться :-)
Электростатика — вещь довольно хорошо продуманная и изученная, модели из этой теории подтверждены многолетним опытом и активно применяются в современной технике, это еще не уровень теории струн. Нет смысла пытаться затупить бритву Оккама.
Впрочем, как и мне метать бисер, пардон…polk007
30.06.2016 00:25с вакуумным конденсатором мимо, у него анод вынесен из вакуумной колбы и находится снаружи, диэлектрик там не только вакуум. да и вакуум там условный, также как в вакуумном диоде, например.
и с шаром в вакууме мимо, отдельный шар, в вакууме, можно зарядить только статическим электричеством, сравнивать этот заряд с зарядом конденсатора, и делать из этого выводы круто конечно, для одноклассников самое то.
и с бисером та же нескладуха, море пафоса и на пустом месте.
старайтесь еще.
MichaelBorisov
29.06.2016 20:41+1Когда я увидел название «конденсаторы для чайников» — то подумал, что речь пойдет о том, что такое конденсатор, о принципе его работы и о применении конденсаторов в схемах в различной роли.
Tiberius
30.06.2016 10:55Кстати, о том, как выглядит твердотельный SMD-конденсатор в разрезе в одной фотографии:
PaulMaul
Рассказывая про конденсаторы, нельзя выбрасывать из обзора ионисторы.
idiv
Почему нет? Они по сути отдельная тема, не конденсатор но и не аккумулятор. А так про них упомянуто, что они не будут рассматриваться.
black_semargl
Почему отдельная — по сути те же электролитические.
Только электрод от электролита отделён не оксидной плёнкой, а поверхностными эффектами.
Поэтому — большая ёмкость и маленькое рабочее напряжение.
AbrikOS3
Именно
idiv
Там в общем-то модель конденсатора не приемлема для ионистора, потому рассматривать его вместе с конденсаторами некорректно, это тема отдельной статьи.