السمة الرئيسية للمكثف. المكثفات

إلىفئة:

إنتاج أجهزة الراديو

المكثفات الثابتة

تستخدم المكثفات الثابتة في مخططات مختلفةلفصل المكونات المتغيرة والثابتة للتيار وتنعيم تموج جهد المعدل. بالاقتران مع عناصر الدائرة الأخرى ، تشكل المكثفات دوائر طنين مستخدمة على نطاق واسع في المعدات الراديوية.

يتم تصنيف المكثفات ذات السعة الثابتة وفقًا لقيمة السعة المقدرة ودرجة الدقة والجهد التشغيلي المقنن والغرض والمواد العازلة وميزات التصميم.

يتم تحديد القيم الاسمية لقدرات المكثف بواسطة GOST 2519-60.

في تصنيع المكثفات ، تختلف قيمة السعة الفعلية عن القيمة الاسمية الموضحة في العلامة. يسمى الانحراف المسموح به للسعة من الاسمي التسامح. وفقًا لهذا المبدأ ، يتم تقسيم جميع المكثفات إلى خمس فئات: 0 ، 1 ، II ، III ، IV ، التفاوتات المسموح بها هي ± 2 ٪ على التوالي ؛ ± 5٪ ؛ ± 10٪ ؛ ± 20٪ و -20 إلى + 50٪.

اعتمادًا على الغرض ، توجد مكثفات حلقة وفصل وحجب وتصفية.

وفقًا للمادة العازلة للكهرباء ، تنقسم المكثفات إلى ميكا ، وسيراميك ، وورق ، وورق معدني ، وزيت ورقي ، وفيلم ، ومينا زجاجي ، وسيراميك زجاجي ، ومحلل كهربائي ، وهواء ، وفراغ ، ومليء بالغاز.

حسب التصميم ، تنقسم المكثفات إلى أنبوبية ، وقرص ، وبرميل ، ووعاء ، ومضغوطة ومختومة ، ومسطحة وأسطوانية ، إلخ.

بغض النظر عن نوع المكثف يتميز بجهد التشغيل. جهد التشغيل هو الجهد الذي يمكن أن تكون تحته ألواح المكثف لفترة طويلة دون انهيار العازل الذي يفصل بينها. يتم التعبير عن جهد التشغيل بالفولت.

أهمية عظيمةللتشغيل العادي للمكثف لديه مقاومة العزل. مع مقاومة العزل المنخفضة ، يحدث تسرب يعطل التشغيل العادي للدائرة. تتميز الخسائر في المكثف بظل فقدان العزل الكهربائي ، والذي يعبر عن نسبة طاقة الخسارة النشطة إلى قوة رد الفعلمكثف.

في المكثفات منخفضة الطاقة ، ينتج فقدان الطاقة بشكل أساسي عن موصلية التباطؤ العازل والعازل الكهربائي ، أي الخسائر الناتجة عن دوران الجزيئات القطبية في اتجاه المجال عند تطبيق الجهد على الألواح. تكون الخسائر في الألواح والخيوط صغيرة ، لذلك يتم إهمالها عادةً.

أحد أهم خصائص المكثف هو الاستقرار - ثبات قيمة سعة المكثف أثناء التشغيل. يمكن أن يكون التغيير في السعة إما مؤقتًا أو لا رجوع فيه. العامل الرئيسي الذي يؤثر على استقرار سعة المكثف هو تأثير درجة الحرارة. بيئةوتسخين المكثف بسبب الطاقة المشتتة عليه. مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد الأبعاد الهندسية للمادة ، مما يستلزم تغييرًا مؤقتًا (حتى تعود درجة الحرارة إلى قيمتها الأصلية) في السعة.

ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي زيادة درجة الحرارة أيضًا إلى تغييرات لا رجعة فيها في السعة. على سبيل المثال ، في المكثف ، يمكن أن تحدث إعادة ترتيب فجوات الهواء بين الألواح والعازل. يحدث تغيير لا رجوع فيه في السعة أيضًا بسبب شيخوخة العازل الكهربائي ، والذي يتكون من تغيير في ثابت العزل.

تدابير مكافحة التغيرات في سعة المكثفات هي تشريبها بمركبات خاصة (زيت الخروع ، سيريزين ، هلام البترول ، إلخ) وفضة ألواح الميكا بدلاً من استخدام رقائق معدنية. في الحالات الحرجة بشكل خاص ، يتم إغلاق المكثفات.

عند وضع علامة على المكثفات تشير إلى النوع ، الاسمي جهد التشغيل، السعة المقدرة (في بيكوفاراد أو ميكروفاراد) ، فئة الدقة (الانحراف المسموح به عن السعة المقدرة بالنسبة المئوية).

تحتوي مكثفات الميكا والمينا الزجاجية على مؤشرات إضافية للانتماء إلى مجموعة TKE ( معامل درجة الحرارةحاويات) على شكل أحرف A و B و C و G للميكا و P و O و M و P للمينا الزجاجية. يُشار إلى معامل درجة حرارة السعة للمكثفات الخزفية برمز اللون: علب المكثفات مطلية بألوان مجموعة TKE.

أرز. 1. مكثفات الميكا: أ - KSO ؛ ب - KSG

يمكن أن تعمل مكثفات KSO في نطاق درجة حرارة من 60 إلى 4 70 درجة مئوية ، وفي رطوبة هواء نسبية تصل إلى 80٪ (لفترة قصيرة - تصل إلى 98٪) وعند ضغط جوي لا يقل عن 5 مم زئبق. سم (للمكثفات لجهد التشغيل حتى 500 فولت). عند تركيب مكثفات KSO في الدوائر أنواع مختلفةيجب أن نتذكر أن لديهم TKE مختلفة.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج مكثفات الميكا المقولبة المقاومة للحرارة KSOT ، بالإضافة إلى المكثفات ذات الموثوقية المتزايدة K31U-ZE.

بالإضافة إلى المكثفات المضغوطة ، تتوفر مكثفات الميكا محكمة الغلق في علب معدنية وسيراميك.

مكثفات KSG (مكثفات الميكا محكمة الغلق) في العلب المعدنية (الشكل 39 ، ب) من نوعين: KSG -1 و KSG -2. تستخدم المكثفات KSG -1 للسعات الاسمية من 470 - 20000 بيكو فاراد ، و KSG -2 - من 0.02 إلى 0.1 ميكروفاراد بجهد تشغيل يبلغ 500 و 1000 فولت. هذه المكثفات متوفرة في فئات الدقة 0 و I و II و III.

مكثفات SGM (ميكا صغيرة الحجم محكمة الإغلاق) في علب خزفية مقاومة للرطوبة ، ملحومة في النهايات ، بها صفائح فضية موضوعة على الميكا. يتم إنتاجها وفقًا للأبعاد الكلية لأربعة أنواع: SGM -1 و SGM -2 و SGM -3 و SGM -4. وزن مكثفات SGM من 3 إلى 10 جم ، القيم الاسميةالقدرات من 100 إلى 10000 pf مع تفاوتات لفئات الدقة 0 I و II و III. وهي مصممة لتشغيل الفولتية من 250 إلى 1500 فولت. في الجو الرطب ، تعمل هذه المكثفات بشكل أكثر ثباتًا من مكثفات KSO.

لتصنيع مكثفات الميكا ، يتم استخدام الميكا من أعلى درجة ، المسكوفيت. تصنع ألواح المكثفات من رقائق معدنية رفيعة (ألومنيوم أو رصاص - قصدير أو نحاس) بسماكة 7 - 100 ميكرون.

تستخدم الفضة كألواح ذات مكثفات عالية الثبات ، حيث يتم حرقها أو رشها.

المكثفات الخزفية. يتم تقسيم المكثفات الخزفية حسب التصميم إلى أنبوبي وقرص. الأكثر شيوعًا هي المكثفات الأنبوبية KTK و KT (المكثفات الخزفية الأنبوبية). مكثف KTK (الشكل 40 ، أ) عبارة عن أنبوب خزفي رقيق الجدران ، سطحه الخارجي والداخلي مطلي بطبقات رقيقة من الفضة. استنتاجات الألواح مصنوعة من سلك نحاسي مطلي بالفضة.

مكثفات KTM (المكثفات الأنبوبية صغيرة الحجم) لها تصميم مشابه لمكثفات KTK ، لكن أبعادها أصغر.

تعتبر المكثفات الخزفية المرجعية المزعومة KO ملائمة جدًا للتركيب. في نفوسهم ، يتم توصيل البطانة الخارجية بمسامير ، والتي تعمل في نفس الوقت على تقوية المكثف على هيكل معدني (لوحة) وتأريض هذه البطانة بشكل موثوق. البطانة الداخلية لها ناتج على شكل بتلة.

في المعدات اللاسلكية المصممة للعمل في رطوبة عالية ، يوصى باستخدام مكثفات KGK الأنبوبية (مكثفات سيراميك محكمة الإغلاق) مع غلاف خزفي مقاوم للرطوبة.

يتم تضييق أساس مكثفات KDK و KD (مكثفات قرص السيراميك) بواسطة صفيحة خزفية مصنوعة على شكل قرص. صفائحها عبارة عن طبقات رقيقة من الفضة تترسب على كل سطح من هذه الصفيحة. تنقسم مكثفات KDK (الشكل 2 ، ج) ، اعتمادًا على قطر القرص ، إلى ثلاثة أنواع:

أرز. 2. المكثفات الخزفية: a -CPC. ب-KGK: v-KDK

المكثفات KDM (مكثفات القرص صغيرة الحجم) ، المصممة للمعدات صغيرة الحجم المجمعة على أجهزة أشباه الموصلات ، يبلغ قطرها 4 مم. استنتاجات KDK و KDM هي أسلاك ملحومة باللوحات.

المكثفات KDU (مكثفات القرص للدارات فائقة الموجة) لها نفس قطر FDC ، لكن استنتاجاتهم مصنوعة في شكل بتلات قصيرة واسعة.

في مكثفات KDO (مكثفات دعم القرص) ، يتم لحام إحدى اللوحات برأس البرغي ، والذي يعمل على ربط المكثف بالهيكل وتوصيل هذه اللوحة بشكل آمن بالهيكل. البطانة الثانية لها طرف على شكل بتلة.

أرز. 3. قسم مكثف الورق: 1 - مكثف الورق: 2 - احباط

كعزل كهربائي في المكثفات الخزفية ، يتم استخدام مكثف سيراميك خاص ، والذي يتميز بثابت عازل مرتفع نسبيًا وخسائر منخفضة. يتم إنتاج مكثفات KTK بسعة من 2 إلى 100 pF ، ومكثفات KDK - من 1 إلى 75 pF وفقًا لفئات الدقة 0 و I و II و III. يتم تصنيع مكثفات KDM للسعات الاسمية من 1 إلى 220 pF وفقًا لفئات الدقة I و II و III ، ومكثفات KTM بسعة من 1 إلى 10000 pF أيضًا وفقًا لفئات الدقة I و II و III.

في الآونة الأخيرة ، مكثفات السيراميك مع قيم كبيرةالسعة (بترتيب 0.01 ميكروفاراد) بأبعاد صغيرة من KLS (السيراميك المصبوب المقطوع) ، KP (صفائح السيراميك) و KPS (السيراميك الصفائحي الحديدية الكهربية).

المكثفات الورقية. في المكثفات الورقية ، يتم استخدام ورق مكثف بسمك من 4 إلى 10 ميكرون كعزل كهربائي ، ويتم استخدام رقائق الألومنيوم أو قصدير الرصاص بسماكة 7-7.5 ميكرون كلوحات.

يتكون قسم مكثف الورق من شرائط رقائق معدنية 2 يتم وضع ورق مكثف بينها ؛ يجب أن يكون عدد طبقات الورق طبقتين على الأقل. باستخدام طبقة واحدة من الورق ، سيزداد احتمال حدوث انهيار سريع للمكثف بشكل كبير ، نظرًا لأن الورق يحتوي على عدد معين من العناصر الموصلة للكهرباء.

في إنتاج معدات الراديو ، تستخدم مكثفات KBG (المكثفات الورقية المختومة) بشكل أساسي. يحتوي هذا النوع من المكثفات على عدد من الأصناف:
- KBG-I - في علبة أسطوانية مصنوعة من السيراميك أو الزجاج ؛
- KBG -M1 و KBG -M2 - في علبة معدنية بها خيوط أو أكثر معزولة عن العلبة (الشكل 42 ، ب) ؛ KBG-MP - في علبة معدنية مستطيلة الشكل ؛
- KBG -MN- في علبة معدنية مستطيلة الشكل عادي.

قيم السعة المقدرة للمكثفات KBG-I و KBG-MN و KBG-MP من 470 pf إلى 10 microfarads بجهد تشغيل 200 و 400 و 600 و 1000 و 1500 فولت ، والمكثفات KBG-M1 و KBG-M2 من 0.1 إلى 0.25 ميكروفاراد بجهد تشغيل 200 أو 400 أو 600 فولت.

بالنسبة للمعدات صغيرة الحجم على أجهزة أشباه الموصلات ، يتم إنتاج مكثفات خاصة BM و BGM (ورق مختوم صغير الحجم - الشكل 42 ، هـ) و BGMT (ورق مختوم صغير الحجم ومقاوم للحرارة).

السعات المقدرة لمكثفات BM: من 510 إلى 2200 pF بجهد تشغيل 300 فولت ؛ من 3300 بيكو فاراد إلى 0.03 ميكرو فاراد بجهد تشغيل 200 فولت ؛ 0.04 و 0.05 ميكروفاراد بجهد تشغيل 150 فولت. يتم تصنيع هذه المكثفات وفقًا لفئات الدقة II و III.

يتم إنتاج مكثفات BGM (BGM -1 و BGM -2) بجهد عمل ، وتجدر الإشارة إلى المكثفات الصغيرة الحجم المضغوطة K40P-1 ، K40P-2 المختومة ، K40P-3 غير محكمة الإغلاق ، وكذلك K40U المقاومة للحرارة -9 (حتى + 125 درجة مئوية).

أرز. 4. مكثفات الورق: a - KBG -I ؛ ب - KBG-M ؛ في -KBG-MP ؛ د - CBG-MN ؛ 3 - BGM ؛ ه - BM

تشتمل تكنولوجيا تصنيع مكثفات الورق على قسم اللف والضغط والتجفيف والتشريب والتجميع.

المكثفات المعدنية. تُستخدم المكثفات المصنوعة من الورق المعدني على نطاق واسع ، نظرًا لأنها ذات أبعاد صغيرة نسبيًا (حجم صغير ووزن لكل وحدة سعة) وفي نفس الوقت تتمتع بخصائص عزل جيدة. تُصنع ألواح مكثف الورق المعدني على شكل طبقة معدنية يصل سمكها إلى مئات الميكرون. يتم تطبيق المعدن على الشريط الورقي عن طريق التبخر تحت التفريغ.

يتم إنتاج المكثفات الورقية المعدنية في علب معدنية محكمة الغلق ذات شكل مستطيل أو أسطواني. تم تمييزها بـ MBGP (ورق معدني مختوم في علبة مستطيلة) ، MBGC (ورق معدني مختوم في علبة أسطوانية) ، MB GO (ورق معدني مختوم ، طبقة واحدة من العزل الكهربائي) ، MBGCH (تردد مختوم من الورق المعدني) ، MB G (ورق معدني مختوم مقاوم للحرارة).

اعتمادًا على الغرض ، يتم تصنيع هذه المكثفات بسعة 0.025 إلى 30 ميكرو فاراد لتشغيل الفولتية من 160 إلى 1500 فولت. تم تصميم مكثفات MBM (صغيرة الحجم من الورق المعدني) لجهد تشغيل يبلغ 160 فولت للعمل في المعدات القائمة على أجهزة أشباه الموصلات. بعض أنواع المكثفات الورقية المعدنية موضحة في الشكل. 5.

يشيع استخدام الزنك والألمنيوم والنيكل كطلاء معدني لمكثفات الورق المعدني. نظرًا لأن الطبقة المعدنية المطبقة على الورق رقيقة جدًا وعرضة للأكسدة ، فإن وقت تعرض الورق المعدني في الهواء الطلق يكون محدودًا. طلاء الألمنيوم والنيكل أقل عرضة للتآكل من طلاء الزنك.

مكثفات الورق المعدني ذاتية الشفاء بعد الانهيار الكهربائي. يحدث الشفاء الذاتي بسبب حقيقة أن المكثف يخزن أو يأتي إليه من الخارج طاقة كهربائيةيكفي لتبخير الطبقة المعدنية في موقع الانهيار وبالتالي عزل المنطقة المتضررة عن باقي الغلاف المعدني. المكثفات المطلية بالزنك لها أفضل خصائص الشفاء الذاتي.

يتيح تأثير الشفاء الذاتي إمكانية تصنيع مكثفات من الورق المعدني بطبقة عازلة واحدة ، على عكس المكثفات ذات الألواح المعدنية.

تتعرض المكثفات المصنوعة من الورق المعدني ، مثل المكثفات الورقية العادية ، للتشريب الذي يسبقه تجفيف دقيق بالتفريغ.

مكثفات الفيلم. كعزل كهربائي في المكثفات من هذه المجموعة ، يتم استخدام الأفلام العضوية عالية الجزيئية. تظهر بعض أنواع مكثفات الأفلام في 6. في إنتاجها ، تلقت أغشية البوليسترين والفلوروبلاست أكبر استخدام. البوليسترين هو عازل غير قطبي وبالتالي يستخدم على نطاق واسع لإنتاج المكثفات العاملة في كل من الدوائر منخفضة التردد وعالية التردد.

أرز. 5. مكثفات الورق المعدني: أ - MBGP ؛ ب - MBHC ؛ في MBGO ؛ g-MBGT

تتميز مكثفات البوليسترين بفقد عازل صغير في نطاق تردد واسع ، معامل درجة حرارة صغير نسبيًا للسعة (-150-10-6 لكل GS) ومقاومة عزل عالية. عيب كبير من مكثفات البوليسترين. هي مقاومتها المنخفضة للحرارة (النهائية درجة حرارة العمل 60-70 درجة مئوية).

المكثفات ، حيث يعمل PTFE-4 كعزل كهربائي ، لها ثبات حراري عالي. يمكن أن تعمل هذه المكثفات لفترة طويلة في درجات حرارة تصل إلى 200 وحتى 250 درجة مئوية مع حمل قصير المدى. الفلوروبلاست -4 غير قطبي. الفلوروبلاست -3 هو أحد العوازل القطبية العضوية. تستخدم المكثفات التي يعمل فيها الفلوروبلاست -3 كعزل كهربائي فقط في الدوائر منخفضة التردد أو التيار المباشربسبب زيادة قيمة الظل الخسارة العازلة.

يتم تصنيع أقسام مكثفات فيلم البوليسترين على آلات اللف التقليدية المستخدمة في إنتاج المكثفات الورقية. يتم استخدام رقائق الألومنيوم كلوحات في مكثفات فيلم البوليسترين. سماكة الفيلم 15-20 ميكرون / سمك الفويل 7.5 ميكرون.

لتقليل أبعاد المكثفات ، يتم استخدام فيلم بوليسترين ممعدن ، مع الحفاظ على موثوقية المكثف ، ويتم تقليل الأبعاد الكلية بمقدار 5-6 مرات مقارنة بالمكثفات ذات ألواح رقائق الألومنيوم.

أرز. 6. مكثفات الفيلم: O-PGT ؛ ب- م ؛ e-PSO ؛ السيد FGTI

يستخدم الزنك كمعدن أساسي للألواح التي تترسب على طبقة رقيقة من القصدير. تسمى هذه المكثفات مكثفات الأغشية المعدنية. يتم وضع مكثفات الأغشية المعدنية في علب معدنية مستطيلة مع عوازل من السيراميك أو في علب ألومنيوم أنبوبي مملوءة براتنج الإيبوكسي في النهايات.

لتصنيع المكثفات من PTFE-4 ، يتم استخدام فيلم بسماكة 5 إلى 40 ميكرون. الألواح الموجودة فيها عبارة عن رقائق ألمنيوم بسماكة 7.5 ميكرون. تنقسم المكثفات البلاستيكية الفلورية إلى مجموعتين: الجهد المنخفض ، والجسم الأسطواني مصنوع من الألومنيوم وله أغطية PTFE-4 على الجوانب النهائية ، ومثبتة بدحرجة حواف الجسم ، والجهد العالي - في علب السيراميك الأسطوانية ، على جانبي الجسم الذي يتم لحام أغطية Invar ، والذي يوفر ختم الفراغ. الإسكان عالي الجهد

يُملأ المكثف تحت الضغط بالنيتروجين لمنع الانهيار الكهربائي المحتمل بين حواف الألواح وتأين الغاز.

تنتج الصناعة مكثفات البوليسترين الغشائية PO (مفتوحة) و PM (صغيرة الحجم) والبلاستيك الفلوري للمعدات الراديوية جهد منخفض(لا يزيد عن 1 كيلو فولت) مكثفات FT (مقاومة للحرارة حتى +200 درجة مئوية). من بين الأنواع الجديدة من مكثفات الفيلم ، يمكن للمرء أن يلاحظ المكثفات K72P-6 (مقاومة للحرارة ، حتى +200 درجة مئوية) ، K73P-2 (فيلم معدني) و K76P-1 (فيلم مطلي).

مكثف كهربائيا. تنقسم المكثفات الإلكتروليتية إلى جهد عالي بجهد تشغيلي 250-450 فولت (سعة عدة مئات من الميكروفاراد) ، تُستخدم بشكل أساسي في مرشحات تنعيم المقومات ومرشحات الفصل ، في دوائر الأنود لشبكات الغربال ، والجهد المنخفض مع جهد التشغيل من 6-60 فولت (قدرة تصل إلى عدة آلاف من الميكروفاراد) المستخدمة في تكنولوجيا أشباه الموصلات.

تتضمن المجموعة الأولى مكثفات KE (المكثفات الإلكتروليتية) ، المصنّعة للسعات الاسمية من 5 إلى 2000 ميكروفاراد وبجهد التشغيل من 8 إلى 500 فولت. حسب التصميم ، فهي من ثلاثة أنواع: KE-1 و KE-2 و KE-3.

تشتمل هذه المجموعة أيضًا على مكثفات EGC (مكثفات أسطوانية مختومة كهربائياً) بسعة من 5 إلى 50 ميكروفاراد لتشغيل الفولتية من 6 إلى 500 فولت.

تتضمن المجموعة الثانية المكثفات EM (صغيرة الحجم كهربائياً) و EMI (مصغر كهربائياً). وهي مصممة للعمل في دوائر التيار المستمر والتيار النبضي لوحدات الترانزستور صغيرة الحجم. الجهد DC المقدر 3 فولت من مكثفات EMI و 4 إلى 150 فولت من المكثفات EM ، السعة المقدرة 0.5 ؛ 1.25 و 10 ميكروفاراد لـ EMI ومن 0.5 إلى 50 ميكروفاراد لـ EM. التسامحالقيمة الفعلية للسعة من الاسمية: من +80 إلى -20٪ للمكثفات بسعة 0.5 ميكروفاراد ، من + 200 إلى -10٪ للمكثفات بسعة 1.25 و 10 ميكروفاراد. تتراوح درجة حرارة التشغيل من -20 إلى +50 درجة مئوية عند رطوبة هواء نسبية لا تزيد عن 98٪ وضغط جوي 720-780 ملم زئبق. فن.

من بين الأنواع الجديدة من مكثفات الألومنيوم صغيرة الحجم ، تنتج الصناعة مكثفات K50-3 لجهود التشغيل من 6 إلى 450 فولت ، K50-ZI (نبضة) ، K50-6 (غير قطبية) ، إلخ.

على التين. يوضح الشكل 7 أنواع بعض المكثفات الإلكتروليتية ، حيث يكون العازل عبارة عن فيلم أكسيد يتكون على رقائق الألومنيوم ، والذي يعمل كالصفيحة الأولى (الأنود) للمكثف ، واللوحة الثانية هي الإلكتروليت الملامس لفيلم الأكسيد. يعمل شريط الرقائق الثاني (الكاثود) كمجمع حالي للإلكتروليت.

يبلغ سمك فيلم الأكسيد 0.01-1.5 ميكرون وله موصل أحادي القطب (الموصلية من جانب واحد) ، لذلك لا يمكن أن تعمل المكثفات الإلكتروليتية إلا في دوائر التيار المباشر أو النابض.

وفقًا لطريقة التصميم والتصنيع ، تكون المكثفات الإلكتروليتية سائلة (رطبة) ، يكون أنود الألمنيوم المؤكسد الخاص بها في سائل أو شبه سائل بالكهرباء ، وجاف ، يتم الحصول عليه عن طريق لف شرائط رقائق الألومنيوم (الأنود المؤكسد والكاثود غير المؤكسد) والمنفصل بواسطة وسادة ليفية مشربة بالكهرباء فطيرة أو شبه سائلة.

الأكثر استخدامًا هي المكثفات الإلكتروليتية الجافة. بالنسبة لأنودات هذه المكثفات ، يتم استخدام مادة تحتوي على 99.8٪ إلى 99.99٪ من الألومنيوم و الحد الأدنى للمبلغالسدادة.

تبلغ سماكة رقائق الألومنيوم المستخدمة في المكثفات الإلكتروليتية 50-150 ميكرون.

تنطبق المتطلبات الأقل صرامة على الألومنيوم المستخدم في تصنيع الكاثودات ؛ يسمح بشوائب تصل إلى 0.4٪. سمك رقائق الكاثود 7.5-16 ميكرون.

في المكثفات الإلكتروليتية الجافة ، تُستخدم درجات خاصة من الورق والنسيج القطني المشبع بالإلكتروليت للوضع بين أشرطة الألمنيوم.

في الآونة الأخيرة ، كانت الصناعة تنتج على نطاق واسع مكثفات إلكتروليتية مع عازل كهربائي مصنوع من أكسيد التنتالوم ، والذي ، مقارنة بالألمنيوم ، يحتوي على ثابت عازل أعلى.

أرز. 7. المكثفات الالكتروليتية: أ - إي سي 3 ؛ ب- KE-1-OM ؛ في -KE-2M ؛ د - KEG -2 ؛ د - KEG-1M

مكثفات التنتالوم أصغر بكثير وأكثر موثوقية ولها خصائص كهربائية أفضل من مكثفات أكسيد الألومنيوم. يختلف ظل السعة n لفقد العازل لمكثف التنتالوم الجاف اختلافًا طفيفًا مع تغيرات درجة الحرارة حتى -60 درجة مئوية.

تحتوي مكثفات التنتالوم السائل على أنود أسطواني مصنوع من مسحوق التنتالوم المضغوط الذي تمت معالجته حرارياً في فراغ. المعالجة الحراريةضروري لتلبيد حبيبات مسحوق التنتالوم. يتميز الهيكل المسامي الناتج للأنود بسطح نشط كبير ، مما يزيد من سعة المكثف. تعمل هذه الطريقة على زيادة السطح النشط للأنود بنسبة 40-50 مرة مقارنة بالسطح المحكم للأسطوانة.

العازل في المكثف عبارة عن غشاء رقيق من أكسيد التنتالوم على سطح الحبيبات ، ويلعب الإلكتروليت الحمضي دور البطانة الثانية.

على التين. يوضح الشكل 8 جهاز مكثف التنتالوم السائل الإلكتروليتي IT.

مكثف ETO (التنتالوم الكهربائي ذو الأنود المسامي الحجمي) له عدة أنواع: IT -1 ، IT -2 و IT -3.4. تعديل من هذا النوع هو المكثفات K52-2 و K52-3.

من مكثفات التنتالوم الجافة ، يتم إنتاج المكثفات ET (التنتالوم الإلكتروليتي) و ETN (غير القطبية).

التطوير البناء الإضافي لهذه المجموعة من المكثفات هو مكثفات التنتالوم مع إلكتروليت صلب. يتكون أنود هذا المكثف على شكل أسطوانة من التنتالوم المسامي المتكلس. يتم الحصول على الطبقة العازلة (أكسيد التنتالوم) على سطح الجزيئات المضغوطة عن طريق التحليل الكهربائي. يتم لعب دور البطانة الثانية في هذا المكثف بواسطة طبقة من ثاني أكسيد المنغنيز المترسبة عن طريق الانحلال الحراري (التحلل) لنترات المنغنيز.

أرز. 8. جهاز التنتالوم الكهربائي السائل مكثف ETO مع أنود مسامي الحجم: I - الإخراج ؛ 2 - حلقة من القماش ؛ 3 - غطاء Taptal ؛ 4 - حلقة مطاطية: 5 - إلكتروليت ؛ 6 - الأنود 7 - غطاء مصنوع من معدن مقاوم كيميائياً ؛ 8 - علبة فولاذية ؛ 9 - خرج الكاثود ؛ 10 - قضيب معالجة تان ؛ 11 - الحلقة البلاستيكية الفلورية

تقارن خاصية درجة الحرارة الخاصة بسعة مكثف مع إلكتروليت صلب بشكل إيجابي مع خصائص مكثفات التنتالوم الإلكتروليتية السائلة ، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة ، عندما تتكاثف الإلكتروليتات السائلة أو تصلب. الفقد في مكثف مع إلكتروليت صلب يعتمد قليلاً على درجة الحرارة ويبقى عند نفس المستوى حتى درجات حرارة منخفضة للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، عند العمل بتردد عالٍ ، تكون خصائص المكثفات أيضًا أكثر ملاءمة من تلك الخاصة بمكثفات التنتالوم من النوع السائل. أظهر التخزين طويل المدى للمكثفات باستخدام أنود التنتالوم المسامي والإلكتروليت الصلب أن خصائصها الكهربائية عمليًا لا تتغير بمرور الوقت.

مكثفات المينا الزجاجية (الشكل 9). في مكثفات هذه المجموعة ، يكون العازل عبارة عن طبقات رقيقة من مينا الزجاج ، والألواح عبارة عن أغشية فضية ترسب على طبقات المينا الزجاجية عن طريق الاحتراق. تكوين المينا التقريبي: 15-25٪ Si02 ؛ 3-11٪ Na20 + K20 ؛ 15-25٪ PbO ، والباقي أكاسيد من معادن ثنائية التكافؤ أخرى.

مكثفات المينا الزجاجية KS-1 و KS-2 لها نطاق درجة حرارة تشغيل من -60 إلى +100 درجة مئوية ؛ مقاومة العزل لا تقل عن 20 OOO Mom ؛ ظل زاوية الخسارة عند درجة حرارة + 20 ± 5 درجة مئوية لا تزيد عن 15-1Q-4 ، وعند + 100 ± 5 درجة مئوية لا تزيد عن 20-10-4 ، معامل درجة الحرارة للقدرة في نطاق درجة الحرارة من +20 إلى 100 درجة مئوية تساوي + (65 ± 35) -10-6 ؛ الانحرافات المسموح بها ± 2، ± 5، ± 10، ± 20٪.

تُستخدم مكثفات المينا الزجاجية في أجهزة الراديو جنبًا إلى جنب مع الميكا والسيراميك.

تخلق ميزات تثبيت خيوط مكثفات COP بالجسم بعض الإزعاج عند تكوين الخيوط ، مما يؤدي غالبًا إلى الزواج (انفصال اللحام). لذلك ، يجب التعامل مع مكثفات CC بعناية في جميع العمليات ، بما في ذلك الضبط.

تم تصميم مكثفات المينا الزجاجية ذات السعة الثابتة KS-1 للعمل في دوائر ثابتة و التيار المتناوب، وكذلك في الدوائر النبضية. تتراوح درجة حرارة التشغيل من -60 إلى +100 درجة مئوية ؛ الرطوبة النسبية تصل إلى’98٪ ، الفولطيةتيار مستمر 300 فولت. لا تزيد ثبات درجة حرارة الحاوية عن 0.1٪. الانحرافات المسموح بها للقيم الفعلية للقدرات عن القيمة الاسمية: ± 2٪ و ± 5٪.

أرز. 9. مكثف المينا الزجاجي

المكثفات المضبوطة. تُستخدم مكثفات أداة التشذيب (أدوات التشذيب) لضبط الدوائر التذبذبية عالية التردد أثناء عملية الضبط. إنها مصنوعة من عازل هوائي أو خزفي ويتم استخدام قواعد السيراميك لزيادة ثبات السعة.

أرز. 10. مكثفات الانتهازي: أ - مع الهواء العازل. ب - مع عازل السيراميك ؛ 1 - الجزء الثابت 2 - الدوار 3 - الاستنتاجات 4 - تصاعد الثقوب

تم تصميم مكثفات أداة تشذيب السيراميك PDA لجهد تشغيل يبلغ 250 فولت وتستخدم بشكل أساسي لضبط الدوائر عالية التردد في أجهزة الاستقبال.

المكثفات KPK-1 لها قيم سعة دنيا تبلغ 2 و 4 و 6 و 8 بيكو فاراد وقيم قصوى تبلغ 7 و 15 و 25 و 30 بيكو فاراد على التوالي.

المكثفات KPK-2 و KPK-3 لها سعة دنيا تبلغ 6 و 10 و 25 بيكو فاراد وبحد أقصى 60 و 100 و 150 بيكو فاراد.

بالنسبة للمعدات صغيرة الحجم ، يتم إنتاج مكثفات ضبط KPK-MN (صغيرة الحجم لتركيب السطح) و KPK-MP (صغيرة الحجم للأسلاك المطبوعة).

مكثف(من اللات. مكثف- "مضغوط" أو "كثيف" أو من خط العرض. التكثيف- "التراكم") - شبكة ذات طرفين ذات قيمة معينة أو متغيرة من السعة والتوصيل المنخفض ؛ جهاز لتجميع شحنة وطاقة مجال كهربائي.

المكثف مكون إلكتروني سلبي. في أبسط أشكاله ، يتكون التصميم من قطبين على شكل لوحة (يسمى واجهات) ، مفصولة بعزل ، سمكها صغير مقارنة بأبعاد الألواح (انظر الشكل). تحتوي المكثفات المستخدمة عمليًا على العديد من الطبقات العازلة والأقطاب الكهربائية متعددة الطبقات ، أو شرائح من العازل الكهربائي والأقطاب الكهربائية المتناوبة ، ملفوفة في أسطوانة أو متوازية مع أربعة حواف مستديرة (بسبب اللف).

يمكن للمكثف في دائرة التيار المستمر توصيل التيار في اللحظة التي يتم فيها توصيله بالدائرة (يتم شحن المكثف أو إعادة شحنه) ، في نهاية عملية الانتقال ، لا يتدفق التيار عبر المكثف ، حيث يتم فصل لوحاته بواسطة عازل. في دائرة التيار المتردد ، تجري تذبذبات تيار متناوبة عن طريق إعادة الشحن الدوري للمكثف ، وتغلق بما يسمى تيار التحيز.

في طريقة القياس الهيدروليكي ، يكون المكثف عبارة عن غشاء مرن يتم إدخاله في أنبوب. يُظهر الرسم المتحرك غشاءًا يتمدد وينكمش تحت تأثير تدفق الماء ، وهو ما يشبه شحنة وتفريغ مكثف تحت تأثير التيار الكهربائي.

من وجهة نظر طريقة السعات المعقدة ، يكون للمكثف مقاومة معقدة

,

أين ي - وحدة تخيلية ، ω - التردد الدوري ( راد / ثانية) تدفق التيار الجيبي ، F - التردد في هرتز, ج - سعة المكثف ( فاراد). ويترتب على ذلك أيضًا أن تفاعل المكثف هو: بالنسبة للتيار المستمر ، يكون التردد صفراً ، وبالتالي فإن تفاعل المكثف لا نهائي (من الناحية المثالية).

تردد الرنين للمكثف هو

في f> fp يتصرف المكثف في دائرة التيار المتناوب مثل مغوِّض. لذلك ، يُنصح باستخدام المكثف عند الترددات فقط F< f p حيث تكون مقاومته بالسعة. عادةً ما يكون الحد الأقصى لتردد التشغيل للمكثف أقل بحوالي 2-3 مرات من تردد الرنين.

يمكن للمكثف تخزين الطاقة الكهربائية. طاقة مكثف مشحون:

أين يو - الجهد (فرق الجهد) الذي يشحن به المكثف ، و ف - الشحنة الكهربائية.

تحديد المكثفات على المخططات. في روسيا ، يجب أن تتوافق الرموز الرسومية للمكثفات على المخططات مع GOST 2.728-74] أو المعيار الدولي IEEE 315-1975:

على الكهرباء مخططات الدوائرعادة ما يشار إلى السعة الاسمية للمكثفات في microfarads (1 μF = 1 10 6 pF \ u003d 1 10 -6 F) و picofarads ، ولكن غالبًا في nanofarads (1 nF \ u003d 1 10 -9 F). بسعة لا تزيد عن 0.01 μF ، تتم الإشارة إلى سعة المكثف في picofarads ، في حين أنه يجوز عدم الإشارة إلى وحدة القياس ، أي تم حذف "pF" postfix. عند تعيين السعة الاسمية في الوحدات الأخرى ، حدد وحدة القياس. بالنسبة للمكثفات الإلكتروليتية ، وكذلك المكثفات عالية الجهد في المخططات ، بعد تحديد تصنيف السعة ، يُشار إلى جهد التشغيل الأقصى بالفولت (V) أو الكيلوفولت (kV). على سبيل المثال: "10 فائق التوهج × 10 فولت". بالنسبة للمكثفات المتغيرة ، يشار إلى مدى تغير السعة ، على سبيل المثال: "10 - 180". حاليًا ، يتم تصنيع المكثفات ذات السعات الاسمية من سلسلة لوغاريتمية عشرية من القيم E3 ، E6 ، E12 ، E24 ، أي هناك 3 ، 6 ، 12 ، 24 قيمة لكل عقد ، بحيث تكون القيم مع التسامح المناسب (مبعثر) تغطي العقد بأكمله.

خصائص المكثفات

المعلمات الرئيسية القدرةالسمة الرئيسية للمكثف هي الاهليةيميز قدرة المكثف على تخزين شحنة كهربائية. تظهر قيمة السعة الاسمية في تعيين المكثف ، بينما يمكن أن تختلف السعة الفعلية بشكل كبير اعتمادًا على العديد من العوامل. القدرة الحقيقيةمكثف يحدد ذلك الخواص الكهربائية. لذلك ، من خلال تعريف السعة ، فإن الشحنة على اللوحة تتناسب مع الجهد بين الألواح ( ف = CU). تتراوح قيم السعة النموذجية من بيكوفاراد إلى آلاف الميكروفاراد. ومع ذلك ، توجد مكثفات (مؤينون) بسعة تصل إلى عشرات الفاراد.

سعة مكثف مسطح ، تتكون من لوحين معدنيين متوازيين بمساحة سيقع كل منها على مسافة دمن بعضها البعض ، في نظام SI يتم التعبير عنها بالصيغة: ، حيث - ثابت العزلمن الوسط الذي يملأ الفراغ بين الألواح (في الفراغ يساوي الوحدة) هو ثابت كهربائي يساوي 8.854187817 10 12 F / m. هذه الصيغة صالحة فقط عندما دأصغر بكثير من الأبعاد الخطية للوحات.

للحصول على سعات كبيرة ، يتم توصيل المكثفات بالتوازي. في هذه الحالة ، يكون الجهد بين لوحات جميع المكثفات هو نفسه. سعة البطارية الإجمالية موازىالمكثفات المتصلة تساوي مجموع السعات لجميع المكثفات المضمنة في البطارية.

إذا كانت جميع المكثفات المتصلة بالتوازي لها نفس المسافة بين الألواح وخصائص العازل ، فيمكن تمثيل هذه المكثفات كمكثف واحد كبير ، مقسم إلى أجزاء من منطقة أصغر.

عندما يتم توصيل المكثفات في سلسلة ، فإن شحنات جميع المكثفات هي نفسها ، حيث يتم توفيرها من مصدر الطاقة للأقطاب الكهربائية الخارجية فقط ، وعلى الأقطاب الكهربائية الداخلية يتم الحصول عليها فقط بسبب فصل الشحنات التي كانت تحيد بعضها سابقًا . سعة البطارية الإجمالية على التواليالمكثفات المتصلة

أو

تكون هذه السعة دائمًا أقل من السعة الدنيا للمكثف المتضمن في البطارية. ومع ذلك ، عند التوصيل على التوالي ، تقل احتمالية انهيار المكثفات ، لأن كل مكثف يمثل جزءًا فقط من الاختلاف المحتمل لمصدر الجهد.

إذا كانت مساحة لوحات جميع المكثفات المتصلة في سلسلة هي نفسها ، فيمكن تمثيل هذه المكثفات كمكثف واحد كبير ، بين الألواح التي يوجد بها كومة من الألواح العازلة لجميع المكثفات التي تتكون منها.

القدرة النوعيةتتميز المكثفات أيضًا بسعة محددة - نسبة السعة إلى حجم (أو كتلة) العازل. يتم تحقيق الحد الأقصى لقيمة السعة المحددة عند الحد الأدنى لسمك العازل ، ومع ذلك ، ينخفض ​​جهد الانهيار.

كثافة الطاقةتعتمد كثافة طاقة المكثف الإلكتروليتي على التصميم. تتحقق الكثافة القصوى في المكثفات الكبيرة ، حيث تكون كتلة العلبة صغيرة مقارنةً بكتلة الألواح والإلكتروليت. على سبيل المثال ، بالنسبة لمكثف EPCOS B4345 بسعة 12000 uF ، أقصى جهد مسموح به يبلغ 450 فولت وكتلة 1.9 كجم ، تكون كثافة الطاقة عند أقصى جهد 639 جول / كجم أو 845 جول / لتر. هذه المعلمة مهمة بشكل خاص عند استخدام مكثف كجهاز تخزين للطاقة ، متبوعًا بإطلاقه الفوري ، على سبيل المثال ، في بندقية Gauss.

المكثف (مكثف ، غطاء) هو "بطارية" صغيرة يتم شحنها بسرعة عندما يكون هناك جهد كهربائي حولها ويتم تفريغها بسرعة عندما لا يكون هناك جهد كافي للاحتفاظ بالشحنة.

السمة الرئيسية للمكثف هي السعة. يتم تمييزه بالرمز جوحدتها هي فاراد. كلما زادت السعة ، زادت الشحنة التي يمكن أن يحملها المكثف عند جهد معين. أيضا من أكثرالقدرة أقلسرعة الشحن والتفريغ.

القيم النموذجية المستخدمة في الإلكترونيات الدقيقة هي من عشرات البيكوفاراد (pF، pF = 0.000000000001 F) إلى عشرات الميكروفاراد (μF، μF = 0.000001). أكثر أنواع المكثفات شيوعًا هي السيراميك والإلكتروليت. الخزف أصغر حجمًا وعادة ما يكون بسعة تصل إلى 1 ميكروفاراد ؛ إنهم لا يهتمون بأي من جهات الاتصال سيتم توصيله بعلامة الجمع وأيها - بالعلامة التجارية. المكثفات الإلكتروليتية لها قدرات من 100 بيكو فاراد وهي قطبية: يجب توصيل جهة اتصال محددة بالإيجاب. الساق المقابلة للإضافة مصنوعة أطول.

يتكون المكثف من لوحين تفصل بينهما طبقة عازلة. تتراكم الشحنة على الألواح: أحدهما موجب والآخر سالب ؛ هذا يخلق التوتر في الداخل. يمنع العازل العازل الجهد الداخلي من التحول إلى تيار داخلي ، والذي من شأنه أن يعادل الصفائح.

الشحن والتفريغ

ضع في اعتبارك هذا المخطط:

عندما يكون المفتاح في الموضع 1 ، يتم إنشاء جهد على المكثف - يتم شحنه. تكلفة سعلى اللوحة في وقت معين يتم حسابه بواسطة الصيغة:

ج- الاهلية، ه- الأس (ثابت ≈ 2.71828) ، ر- الوقت منذ بدء الشحن. دائمًا ما تكون الشحنة على اللوحة الثانية متماثلة تمامًا من حيث القيمة ، ولكن مع الإشارة المعاكسة. إذا كان المقاوم صتمت إزالته ، تبقى مقاومة صغيرة فقط للأسلاك (ستصبح القيمة ص) وسيكون الشحن سريعًا جدًا.

بعد تصوير الوظيفة على الرسم البياني ، نحصل على الصورة التالية:

كما ترون ، لا تنمو الشحنة بشكل موحد ، ولكن بشكل عكسي. هذا يرجع إلى حقيقة أنه مع تراكم الشحنة ، فإنها تخلق المزيد والمزيد من الجهد العكسي. Vcالتي "تقاوم" الخامس في.

كل شيء ينتهي بـ Vcتصبح متساوية في القيمة الخامس فيوالتيار يتوقف عن التدفق. عند هذه النقطة ، يُقال أن المكثف وصل إلى نقطة التشبع (التوازن). ثم تصل الشحنة إلى الحد الأقصى.

بتذكر قانون أوم ، يمكننا تصوير اعتماد القوة الحالية في دائرتنا عند شحن مكثف.

الآن وقد أصبح النظام في حالة توازن ، ضع المفتاح في الموضع 2.

على ألواح المكثف ، شحنة العلامات المعاكسة ، تخلق جهدًا - يظهر تيار من خلال الحمل (الحمل). سوف يتدفق التيار في الاتجاه المعاكس عند مقارنته باتجاه مصدر الطاقة. سيحدث التفريغ أيضًا بشكل عكسي: في البداية ، ستفقد الشحنة بسرعة ، ثم مع انخفاض الجهد الناتج عنها ، ستكون أبطأ وأبطأ. إذا ل س 0تشير إلى الشحنة التي كانت على المكثف في البداية ، ثم:

تبدو هذه القيم على الرسم البياني كما يلي:

مرة أخرى ، بعد فترة من الوقت ، سيوقف النظام: ستفقد كل الشحنات ، وسيختفي الجهد ، وسيتوقف التيار عن التدفق.

إذا استخدمت المفتاح مرة أخرى ، فسيبدأ كل شيء في دائرة. وبالتالي فإن المكثف لا يفعل شيئًا سوى فتح الدائرة عندما يكون الجهد ثابتًا ؛ و "يعمل" عندما يتغير الجهد بشكل كبير. هذه هي ملكيتها وتحدد متى وكيف يتم تطبيقها في الممارسة العملية.

التطبيق في الممارسة

من بين الأنماط الأكثر شيوعًا في الإلكترونيات الدقيقة الأنماط التالية:

مكثف احتياطي (غطاء تجاوز) - لتقليل تموج جهد الإمداد

مكثف المرشح (غطاء المرشح) - لفصل المكونات الثابتة والمتغيرة للجهد ، لتسليط الضوء على الإشارة

مكثف النسخ الاحتياطي

تم تصميم العديد من الدوائر لتلقي طاقة ثابتة ومستقرة. على سبيل المثال ، 5 فولت يتم توفيرها بواسطة مصدر طاقة. لكن الأنظمة المثالية غير موجودة ، وفي حالة حدوث تغيير حاد في الاستهلاك الحالي للجهاز ، على سبيل المثال ، عند تشغيل أحد المكونات ، لا يتوفر لمصدر الطاقة الوقت "للاستجابة" على الفور وعلى المدى القصير يحدث انخفاض الجهد. بالإضافة إلى ذلك ، في الحالات التي يكون فيها السلك من مصدر الطاقة إلى الدائرة طويلًا بدرجة كافية ، يبدأ في العمل كهوائي وأيضًا إدخال ضوضاء غير مرغوب فيها إلى مستوى الجهد.

عادة ، لا يتجاوز الانحراف عن الجهد المثالي جزءً من الألف من الفولت ، وهذه الظاهرة غير مهمة على الإطلاق عندما يتعلق الأمر بالطاقة ، على سبيل المثال ، مصابيح LED أو محرك كهربائي. ولكن في الدوائر المنطقية حيث يحدث تبديل المنطق صفر والمنطق الأول بناءً على التغييرات في الفولتية الصغيرة ، يمكن الخلط بين ضوضاء الطاقة والإشارة ، مما يؤدي إلى تبديل غير صحيح ، والذي ، وفقًا لمبدأ الدومينو ، سيضع النظام في حالة غير متوقعة.

لمنع مثل هذه الإخفاقات ، يتم وضع مكثف احتياطي مباشرة أمام الدائرة.

في الأوقات التي يكون فيها الجهد ممتلئًا ، يشحن المكثف حتى التشبع ويصبح شحنة احتياطية. بمجرد انخفاض مستوى الجهد على الخط ، يعمل المكثف الاحتياطي كبطارية سريعة ، ويتخلى عن الشحنة المتراكمة مسبقًا لملء الفراغ حتى يعود الوضع إلى طبيعته. تحدث هذه المساعدة لمصدر الطاقة الرئيسي عددًا كبيرًا من المرات كل ثانية.

إذا كنت تفكر من وجهة نظر مختلفة: فالمكثف يفصل مكون التيار المتردد عن جهد التيار المستمر ويمرره من خلال نفسه ، ويأخذها من خط الطاقة إلى الأرض. هذا هو السبب في أن مكثف النسخ الاحتياطي يسمى أيضًا "تجاوز مكثف".

نتيجة لذلك ، يبدو الجهد السلس كما يلي:

المكثفات النموذجية المستخدمة لهذا الغرض هي مكثفات سيراميك 10 أو 100 نانومتر. تلك التحليلية الكبيرة غير مناسبة بشكل جيد لهذا الدور ، لأن. إنها أبطأ ولن تكون قادرة على إطلاق شحنتها بسرعة في هذه الظروف ، حيث يكون للضوضاء تردد عالي.

في جهاز واحد ، يمكن أن توجد المكثفات الاحتياطية في العديد من الأماكن: أمام كل دائرة ، وهي وحدة مستقلة. لذلك ، على سبيل المثال ، يحتوي Arduino بالفعل على مكثفات احتياطية تضمن التشغيل المستقر للمعالج ، ولكن قبل تشغيل شاشة LCD المتصلة به ، يجب عليك تثبيت الشاشة الخاصة بك.

مكثف مرشح

يستخدم مكثف المرشح لالتقاط الإشارة من المستشعر الذي ينقلها على شكل جهد متغير. ومن أمثلة هذه المستشعرات ميكروفون أو هوائي Wi-Fi نشط.

ضع في اعتبارك مخطط توصيل ميكروفون كهربائي. الميكروفون الكهربائي هو الأكثر شيوعًا وانتشارًا: إنه الميكروفون المستخدم فيه الهواتف المحمولة، في ملحقات الكمبيوتر ، وأنظمة مخاطبة الجمهور.

يتطلب الميكروفون طاقة ليعمل. في حالة الصمت مقاومة كبيرة تصل إلى عشرات الكيلو أوم. عندما يتأثر الصوت ، تفتح بوابة ترانزستور التأثير الميداني المدمج في الداخل ويفقد الميكروفون المقاومة الداخلية. يحدث فقدان المقاومة واستعادتها عدة مرات كل ثانية ويتوافق مع مرحلة الموجة الصوتية.

عند الإخراج ، نحن مهتمون بالجهد فقط في تلك اللحظات التي يكون فيها الصوت. إذا لم يكن هناك مكثف ج، سيتأثر الإخراج دائمًا بشكل إضافي بـ ضغط مستمرتَغذِيَة. جيمنع مكون DC هذا ويسمح فقط بالانحرافات التي تتوافق مع الصوت.

الصوت المسموع الذي نهتم به يقع في نطاق التردد المنخفض: 20 هرتز - 20 كيلو هرتز. من أجل عزل الإشارة الصوتية عن الجهد ، وليس ضوضاء القدرة عالية التردد ، مثل جيتم استخدام مكثف إلكتروليت بطيء بقيمة اسمية تبلغ 10 ميكروفاراد. إذا تم استخدام مكثف سريع ، على سبيل المثال 10 nF ، فإن الإشارات غير الصوتية ستمر عبر الإخراج.

لاحظ أن الناتج يتم توفيره كجهد سالب. أي عندما يكون الناتج متصلاً بالأرض ، سيتدفق التيار من الأرض إلى الخرج. قيم ذروة الجهد في حالة الميكروفون هي عشرات المللي فولت. لقلب الجهد للخلف وزيادة قيمته ، الإخراج الخامس خارجعادة ما تكون متصلة بمكبر للصوت التشغيلي.

توصيل المكثفات

عند المقارنة بمقاومات التوصيل ، فإن حساب القيمة النهائية للمكثفات يبدو في الاتجاه المعاكس.

في اتصال موازيةيتم تلخيص السعة الإجمالية:

عند الاتصال في سلسلة ، يتم حساب السعة الإجمالية بالصيغة:

إذا كان هناك مكثفان فقط ، فحينئذٍ مع اتصال تسلسلي:

في الحالة الخاصة لمكثفتين متطابقتين ، السعة الكلية اتصال تسلسلييساوي نصف سعة كل منها.

خصائص الحد

تشير الوثائق الخاصة بكل مكثف إلى الحد الأقصى الجهد المسموح به. يمكن أن يؤدي فائضها إلى انهيار العازل وانفجار المكثف. بالنسبة للمكثفات الإلكتروليتية ، يجب مراعاة القطبية. خلاف ذلك ، إما أن يتسرب المنحل بالكهرباء ، أو سيكون هناك انفجار مرة أخرى.

يتكون المكثف من لوحين تفصل بينهما طبقة عازلة. إذا تم تطبيق جهد ثابت على الألواح ، فسيتم شحن لوحة واحدة بشكل إيجابي ، والأخرى سالبة. بعد فصل المكثف ، ستبقى الشحنات على الألواح ، مما يجعل من الممكن استخدام هذا الجهاز كجهاز تخزين للطاقة الكهربائية. تعتمد كمية الطاقة المتراكمة (السعة) على مساحة الألواح ، وموادها ، وخصائصها ، ونوع العازل الكهربائي بين الألواح. الوحدة الأساسية للسعة هي فاراد (F). هذه قيمة كبيرة إلى حد ما ؛ في الممارسة العملية ، عادة ما تستخدم كسور فاراد - microfarad (μF) ، nanofarad (nF) ، picofarad (pF).

1F = 1000000 فائق التوهج ؛
1 فائق التوهج = 1000nF ؛
1nF = 1000pF.

المعلمة الثانية لأي مكثف ، وهي مهمة جدًا ، هي الجهد الاسمي (العامل) للمكثف. هذا هو الجهد الموفر للألواح ، والذي يجب عدم تجاوزه ، وإلا سيفشل المكثف. غالبًا ما يُشار إلى الجهد بالفولت والسعة على جسم المكثف نفسه.

المعلمة التالية ليست متأصلة في جميع أنواع المكثفات - القطبية. إذا كان المكثف قطبيًا ، فيمكن تطبيق جهد ثابت فقط على أطرافه ، ويكون "+" للمصدر على اللوحة الموجبة ، "-" على السالب. يشار أيضًا إلى القطبية في العلبة ، في كثير من الأحيان عن طريق وضع علامة على أحد المخرجات (إما "+" أو "-").

هذه هي الطريقة التي يتم بها الإشارة إلى القطبية على مكثفات smd

يقع شريط "السلبيات" مقابل الإخراج "-"

وعلى المكثفات المحلية ، يمكن أن تقف علامة الجمع مباشرة على العلبة (على الجانب أو في النهاية)

هذا النوع من "الطرح" يكون دائمًا على الجسم

إذا كان المكثف غير قطبي ، فيمكنه العمل في دوائر التيار المتردد والتيار المستمر ، وفي الحالة الثانية ، لا يلزم مراقبة قطبية الجهد.

على ال المخططات الكهربائيةيتم تعيين المكثفات على النحو التالي:

هنا على اليسار مكثف غير قطبي ، والتسميتان الثانية والثالثة تتوافقان مع مكثف قطبي ، وفي الشكل الثالث قد تكون علامة "+" غائبة.

وكمثال:

يُشار إلى المكثفات في المخططات بالرمز C ، لذا فإن المكثف C1 غير قطبي بسعة 100 نانوفاراد ، C2 قطبي ، بسعة 30 ميكروفاراد للجهد الاسمي 15 فولت.

مهم! يمكنك استبدال المكثف بأي سعة مناسبة والنوع المناسب ، ولكن بجهد ليس أقل من ذلك الموضح في الرسم التخطيطي. أعلاه من فضلك.

المكثفات الثابتة

http: //website/wp-content/plugins/svensoft-social-share-buttons/images/placeholder.png

يتكون المكثف من لوحين تفصل بينهما طبقة عازلة. إذا تم تطبيق جهد ثابت على الألواح ، فسيتم شحن لوحة واحدة بشكل إيجابي ، والأخرى سالبة. بعد فصل المكثف ، ستبقى الشحنات على الألواح ، مما يجعل من الممكن استخدام هذا الجهاز كجهاز تخزين للطاقة الكهربائية. تعتمد كمية الطاقة المتراكمة (السعة) على مساحة الألواح ، وموادها ، وخصائصها ، ونوع العازل الكهربائي بين الألواح. [...]