Подключение полярного конденсатора: Простой способ проверки полярности электролитического конденсатора амперметром и БП.

Важно! Нужно избегать держания обеими руками выводов тестируемого устройства и щупов измерительного прибора. Это приведет к получению некорректных результатов измерений.

Проверка с помощью мультиметра

Маркировка

Обозначение емкости на таких изделиях состоит из трех цифр. Последняя из них показывает число нулей, другие две – значение параметра в пикофарадах. Например, если на устройстве имеются цифры 123, емкость можно посчитать так: 12 пФ и 3 нуля – 12 000 пФ, то есть 0,012 мкФ. Маркировка малоемких элементов (меньше 10 пФ) отличается использованием латинской литеры R в качестве символа, разделяющего целую и дробную части числа.

Неполярные керамические изделия для smd-монтажа маркировкой не снабжаются вовсе. Емкость таких компонентов может находиться в диапазоне от 1 пФ до 10 мкФ. Танталовые и алюминиевые элементы имеют цифровую или цифробуквенную кодировку. Они различаются формой корпуса: у первых она прямоугольная, у вторых – цилиндрическая.

Будучи менее требовательными к условиям подключения, чем поляризованные изделия, неполярные элементы широко используются при монтаже электросхем. Они способны правильно работать в любом месте электроцепи и давать нужное значение емкости.

Видео

Конденсатор в автосигнализации

Рисунок 22. Конденсаторы различных типов и марок

Само название «конденсатор» означает «накопитель».

Что он накапливает? Конденсатор накапливает электрический заряд и хранит в себе некоторое время время (до нескольких десятков часов). В этом отношении конденсатор можно сравнить с аккумулятором — тот также сперва собирает заряд, а потом отдает его по мере надобности.

В аккумуляторе накопление энергии происходит за счет сложных химических реакций, а в конденсаторе ничего подобного нет. В прямом смысле, лучший конденсатор — это токопроводящие пластины в вакууме. Но поскольку добиться идеальной пустоты (вакуума) сложно, самым простым конденсатором является устройство, состоящее из двух металлических пластин и воздушного промежутка между ними. Если пластины подключить к источнику питания, конденсатор накопит заряд. Затем, если вместо источника подсоединить, например, электрическую лампу, то она какое-то время будет светиться за счет запасенного в конденсаторе электричества. В настоящее время вместо воздуха в конденсаторах используют твердые диэлектрики (вещества, не проводящие электрический ток).

Отметим одно из важных свойств конденсатора — он не пропускает через себя постоянный ток. Переменный ток условно способен проходить через конденсатор.

Почему так происходит? Попробуем разобраться.

При включении разряженного конденсатора в электрическую цепь постоянного тока, он сразу же начнет заряжаться. При этом в цепи потечет ток, носители заряда будут скапливаться на пластинах конденсатора. По мере заряда частицам на обкладках становится «тесно», количество частиц, дополнительно попадающих на обкладки, уменьшается. Следовательно, ток в цепи также уменьшается. Как только «все места» на обкладках будут «заняты», ток прекратится.

Этот процесс можно сравнить с заполнением пустого автобуса на конечной остановке — как только открываются двери, внутрь врывается толпа пассажиров. Когда все сидячие и стоячие (и висячие) места заполнятся, внутрь не проникнет больше ни один пассажир, хотя на остановке их еще осталось достаточно много. Так же и в нашей цепи — несмотря на то, что цепь подключена к источнику, тока в ней после заряда конденсатора не будет.

В рассматриваемой цепи течет переменный ток, меняющий направление. В процессе заряда конденсатора в определенный момент направление тока меняется и начинается разряд конденсатора, а затем — его заряд, но уже противоположной полярности. Такие колебания будут происходить до тех пор, пока в цепи будет работать источник переменного тока. Таким образом, в каждый момент времени в цепи с переменным током и конденсатором постоянно наблюдается движение электронов, то есть течет ток.

Это свойство конденсатора позволяет использовать его, например, для отделения постоянной составляющей электрического тока от переменной.

Основная характеристика конденсатора — емкость. Как и в случае с любой другой емкостью (например, канистрой), емкость конденсатора можно представить в виде его «вместимости», то есть: чем больше эта емкость, тем больше энергии сможет запасти в себе конденсатор.

Измеряется емкость в Фарадах, однако один Фарад — это очень большая емкость, поэтому чаще используют производные величины.

В автомобильной аудиотехнике применяются специальные конденсаторы с емкостью в единицы (до 15) фарад, позволяющие компенсировать провалы напряжения питания на большой громкости.

Конденсаторы бывают полярными и неполярными. Полярные требуют соблюдения полярности подключения: чтобы вывод, отмеченный плюсом, был подключен именно к плюсу, а не к минусу. Что произойдет, если этого не соблюсти? Конденсатор выйдет из строя. Причем конденсатор «заявит» об этом громким хлопком и разбрызгиванием своего содержимого во все стороны. Поэтому старайтесь соблюдать маркировку на корпусе конденсатора и печатной плате (на всех платах в местах установки полярных конденсаторов нанесена полярность его подключения).

Неполярный конденсатор избавлен от этого недостатка, его можно включать в цепь, не задумываясь о соблюдении полярности.

Но отказаться от полярных конденсаторов полностью невозможно, так как все конденсаторы большой емкости — исключительно полярные.

Второй важный параметр конденсатора — рабочее напряжение. Поскольку между обкладками (пластинами) конденсатора находится тонкий слой диэлектрика, то превышение указанного напряжения может привести к электрическому пробою (короткому замыканию) внутри конденсатора и выходу его из строя.

Неправильно выбранное рабочее напряжение конденсатора приводит к выходу его из строя или даже взрыву!

При выборе номинального напряжения конденсатора следует делать некоторый запас, то есть для цепи 12 В подойдет конденсатор, на котором написано, например, 16 В. Для этой же цепи можно взять конденсатор и на 25 В, но он, как правило, дороже и крупнее

На полярных конденсаторах большой емкости (>10 000 мкФ), непосредственно на корпусе указываются напряжение и полярность подключения, на неполярных — как правило, только емкость.

Конденсаторы в электронике используются как составная часть электрических фильтров, резонансных контуров и разделительных элементов в усилительных каскадах. Вместе с сопротивлением они используются как времязадающая цепь в генераторах и таймерах.

При монтаже автомобильных охранных систем конденсатор может использоваться, например, как замедлитель срабатывания или отпускания реле, чтобы реализовать небольшую задержку срабатывания. Или при подключении цепей контроля запуска двигателя для отсеивания постоянной составляющей тока от переменной.

Как определить полярность конденсатора и не перепутать?

Все конденсаторы имеют высокий показатель удельной емкости. Это объяснятся применением оксидной пленки в качестве диэлектрика, который располагается между обкладками. Этот слой появляется на поверхности металла – AL, Ta, Nb. Она характеризуется большой электрической прочностью, а также своими вентильными свойствами. Ее толщина колеблется от 0,01 до 1мкм.

Если создается напряжение в 100 вольт, создается напряженность на этом слое в 107В на см. Таким образом приближается к максимальному пределу своей прочность, исходя из теории ионной кристаллов.

В статье разобраны все аспекты как определить полярность конденсаторы и что такое полярность конденсаторов. В качестве дополнения есть ролик и скачиваемый файл на эту тему.

Полярность конденсаторов.

Параметры, которыми характеризуется конденсаторы

Вообще говоря, таких параметров много. У нас тут не нобелевская лекция, поэтому ограничимся только необходимым минимумом, который пригодится в практической деятельности. Номинальное рабочее напряжение. Конденсатор может использоваться в режимах, когда напряжение на нём не превышает рабочего. Использовать, например, электролитический конденсатор с рабочим напряжением 10 В в цепях +5 В или +3 В можно.

Чем больше рабочее напряжение электролитического конденсатора при равной ёмкости, тем больше его габариты. Рабочее напряжение на керамических и других конденсаторах может явно не указываться или не указываться вообще — особенно, если конденсатор имеет маленькие размеры. ESR (Equivalent Series Resistance) — эквивалентное последовательное сопротивление. Выводы конденсатора и их контакты с обкладками имеет не нулевое, хотя и очень небольшое сопротивление. Это сопротивление активное, поэтому, в соответствии с законами Ома и Джоуля-Ленца, при протекании тока на этом сопротивление будет рассеиваться тепло.

Маркировка конденсаторов.

Это приведет к нагреву конденсатора. Поэтому на электролитических конденсаторах обычно указывает максимальную рабочую температуру. В компьютерных блоках питания и материнских платах используются специальные конденсаторы — с пониженным ESR. Величина ESR может для таких конденсаторов быть в пределах от сотых до десятых долей Ома. Что будет, если вместо конденсатора с пониженным ESR при ремонте блоков питания или материнских плат поставить обычный? Некоторое время он поработает. Но так как его ESR больше, то через цепь такого конденсатора будет протекать больший ток, который вызовет ускоренную деградацию конденсатора. Поэтому он быстро выйдет из строя.

Величиной ESR можно узнать по специальной маркировке (чаще всего 2 латинских буквы) на корпусе конденсатора. Соответствие этих букв реальным значениям ESR указывается в даташите.

Параллельное соединение

Несколько конденсаторов могут включаться последовательно или параллельно. При параллельном соединении ёмкости всех конденсаторов суммируются. При последовательном соединении общая ёмкость батареи конденсаторов меньше самой маленькой, так как складываются величины, обратные емкости. Но зато напряжение, при котором можно работать такая батарея, будет больше рабочего напряжения одного конденсатора.

Материал в тему: все о переменном конденсаторе.

На материнских платах в цепи низковольтного источника напряжения, питающего ядро процессора, используется несколько однотипных конденсаторов, соединенных параллельно. Интересный вопрос: почему бы не поставить один конденсатор емкостью, эквивалентной емкости батареи конденсаторов? Дело в том, что у параллельно соединенных конденсаторов суммарное ESR будет гораздо меньше, чем ESR одного конденсатора. Потому что при параллельном соединении сопротивлений общее сопротивление уменьшается.

Соединения конденсаторов.

Что будет если перепутать полярность

Если ошибиться с полярностью электролитического конденсатора – он обязательно выйдет из строя! Сопротивление конденсатора при обратной полярности небольшое, поэтому через его цепь потечет значительный ток. Это вызовет быстрый перегрев, закипание электролита, пары которого разорвут  корпус. Такой же эффект вызовет и увеличение рабочего напряжения выше указанного на корпусе. Чтобы исключить нехорошие последствия, верхняя крышка корпуса делается профилированной, с канавками-углублениями на верхней крышке.

При повышенном давлении внутри крышка расходится по этим канавкам, выпуская пары наружу. Следует отметить, что электролитические конденсаторы, использующиеся в компьютерных блоках питания и материнских платах, могут выйти из строя после нескольких лет эксплуатации в нормальном рабочем режиме. Дело в том, что в конденсаторах из-за наличия электролита постоянно протекают электрохимические процессы, усугубляющиеся тяжелым режимом работы и повышенной температурой.

Как определить полярность электролитического конденсатора

Если у вас оказался оксидная емкость со стертой маркировкой, то прежде чем задействовать ее в какой-либо радиолюбительской схеме, нужно обязательно определить полярность, т.к эти радио компоненты нельзя включать, не соблюдая полярность. Иначе из-за огромного тока утечки конденсатор не будет работать правильно Итак, чтобы узнать полярность нужно всего лишь заряжать емкость низким током, сравнимым с этими самыми утечками. При их появлении их, этот компонент, не сумеет зарядиться до напряжения, подаваемого от источника питания.

Если его подсоединить в правильной полярности, подавая плюс на положительный, а минус на отрицательный вывод, то конденсатор медленно зарядится. При обратной полярности, он зарядится до меньшего уровня- наполовину или даже ниже.

В последнем случае напряжение будет зависеть от соотношения зарядного тока, определяемого сопротивлением, и тока утечки. Но в любом случае, оно будет заметно ниже. Аналогичным способом определить полярность можно и при помощи миллиамперметра, включенного в разрыв цепи. Если он будет показывать наличие повышенного тока утечки, то конденсатор подключен неправильно.

Как определить полярность электролитического конденсатора.

Полярные и неполярные конденсаторы – в чем отличие

Всевозможные типы конденсаторов, используемые сегодня практически всюду в электронике и электротехнике, в качестве диэлектрика содержат различные вещества. Однако, что касается конкретно электролитических конденсаторов, в частности также танталовых и полимерных, то для них при включении в схему важно строгое соблюдение полярности. Если такой конденсатор включить в цепь неправильно, то он не сможет нормально работать. Данные конденсаторы называются поэтому полярными. В чем же заключается принципиальное отличие полярного конденсатора от неполярного, почему одним конденсаторам все равно как быть включенными в схему, а другим принципиально важно соблюдение полярности?

В этом и попробуем сейчас разобраться. Дело здесь в том, что процесс изготовления электролитических конденсаторов сильно отличается от, скажем, керамических или полипропиленовых. Если у последних двух как обкладки, так и диэлектрик однородны по отношению друг к другу, то есть нет различия в структуре на границе обкладка-диэлектрик с обеих сторон диэлектрика, то электролитические конденсаторы (цилиндрические алюминиевые, танталовые, полимерные) имеют различие в структуре перехода диэлектрик-обкладка с двух сторон диэлектрика: анод и катод отличаются по химическому составу и физическим свойствам.

Интересный материал для ознакомления: что такое вариасторы.

Когда изготавливают электролитический алюминиевый конденсатор, то не просто скручивают в рулон две одинаковые обкладки из фольги, проложенные пропитанной электролитом бумагой. Со стороны анодной обкладки (на которую подается +) присутствует слой оксида алюминия, нанесенный на травленую поверхность фольги особым способом. Анод призван отдавать электроны через внешнюю цепь катоду в процессе заряда конденсатора. Отрицательная обкладка (катод) – просто алюминиевая фольга, на нее в процессе заряда приходят электроны по внешней цепи. Электролит здесь служит проводником ионов.

Полярные и неполярные конденсаторы.

Так же обстоит дело и с танталовыми конденсаторами, где в качестве анода служит порошок тантала, на котором формируется пленка пентаоксида тантала (анод связан с оксидом!), несущего функцию диэлектрика, затем идет слой полупроводника — диоксида марганца в качестве электролита, затем серебряный катод, с которого будут уходить электроны в процессе разряда.

Полимерные электролитические конденсаторы в качестве катода используют легкий проводящий полимер, а в остальном все процессы аналогичны. Суть — окислительная и восстановительная реакции, как в аккумуляторной батарее. Анод окисляется во время электрохимической реакции разрядки, а катод восстанавливается.

Когда электролитический конденсатор заряжен, то имеет место избыток электронов на его катоде, на минусовой обкладке, сообщающий как раз отрицательный заряд этой клемме, а на аноде — недостаток электронов, дающий положительный заряд, таким образом получаем разность потенциалов. Если заряженный электролитический конденсатор замкнуть на внешнюю цепь, то избыточные электроны побегут от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду, и заряд будет нейтрализован. В электролите положительные ионы движутся в этот момент от катода к аноду.

Если включить такой полярный конденсатор в цепь неправильно, то описанные реакции не смогут нормально протекать, и конденсатор не будет нормально работать. Неполярные же конденсаторы могут работать в любом включении, поскольку в них нет ни анода, ни катода, ни электролита, и их обкладки взаимодействуют с диэлектриком одинаково, ровно как и с источником.

Полярность конденсатора.

А что если под рукой есть только полярные электролитические конденсаторы, а нужно осуществить включение конденсатора в цепь тока с меняющейся полярностью? Для этого существует одна хитрость. Нужно взять два одинаковых полярных электролитических конденсатора, и соединить их между собой последовательно одноименными клеммами. Получится один неполярный конденсатор из двух полярных, емкость которого будет в 2 раза меньше каждого из двух его составляющих.

На этой основе, кстати, изготавливают неполярные электролитические конденсаторы, в которых слой оксида присутствует на обеих обкладках. По этой причине неполярные электролитические конденсаторы имеют значительно больший размер, чем полярные аналогичной емкости. Основываясь на данном принципе, изготавливают также электролитические пусковые неполярные конденсаторы, рассчитанные на работу в цепях переменного тока частотой 50-60 Гц.

Полярный и неполярный конденсатор

Есть два способа увеличения ёмкости конденсатора: либо увеличивать размер его пластин, либо уменьшать толщину диэлектрика. Чтобы минимизировать толщину диэлектрика, в конденсаторах большой ёмкости (выше нескольких микрофарад) применяется специальный диэлектрик в виде оксидной плёнки. Этот диэлектрик нормально работает только при условии правильно приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Если перепутать полярность напряжения, электролитический конденсатор может выйти из строя. Метка полярности всегда маркируется на корпусе конденсатора.

Это может быть либо значок «+», но чаще всего в современных конденсаторах полосой на корпусе маркируется вывод «минус». Другой, вспомогательный способ определения полярности: плюсовой вывод конденсатора длиннее, но ориентироваться на этот признак можно только до того, как выводы радиодетали обрезаны. На печатной плате также присутствует метка полярности (как правило, значок «+»). Поэтому при установке электролитического конденсатора обязательно совмещайте метки полярности и на детали, и на печатной плате.

полярный и неполярный конденсатор

Как правило, в радиолюбительских конструкциях допустима замена некоторых конденсаторов на близкие по номиналу. Также допустима замена конденсатора на аналогичный с большим значением допустимого рабочего напряжения. Например, вместо конденсатора 330 мкФ 25В набор можно применить конденсатор 470 мкФ 50В, и это не отразится на работе готовой конструкции.

В данной статье были рассмотрены основные особенности трансформаторов.  Больше информации можно найти в скачиваемой версии учебника по электромеханике Электрические конденсаторы В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.nauchebe.net

www.masterkit.ru

www.radiostorage.net

www.texnic.ru

www.radioelementy.ru

КонденсаторыЧто такое плоские конденсаторы

КонденсаторыСколько стоят керамические конденсаторы?

Что произойдет, если мы неправильно подключим полярный конденсатор?

Что происходит, когда вы подключаете электролитический поляризованный конденсатор с обратной полярностью?

Существуют различные типы конденсаторов, такие как полярные (конденсаторы постоянной емкости, например, электролитические, псевдоконденсаторы, ELD и суперконденсаторы) и неполярные конденсаторы (керамические, слюдяные, пленочные, бумажные и переменные конденсаторы). Конденсаторы играют активную и важную роль в цепях переменного и постоянного тока (например, фильтры, RC-цепи, связь и развязка, улучшение коэффициента мощности, генераторы, демпфер и пускатели двигателей и т. Д.).Остановимся на теме поляризованных электролитических конденсаторов.

Электролитический полярный конденсатор — это тип полярного конденсатора, полярность которого на выводах обозначена катодом и анодом (положительный и отрицательный выводы).

В электролитическом конденсаторе есть изолирующий слой, используемый в качестве диэлектрика (твердый, жидкий или газовый материал), расположенный между двумя электродами. Есть две металлические пластины, на которых первая пластина в качестве положительного «анода» покрыта изолирующим оксидным слоем посредством анодирования, а электролит используется в качестве второй клеммы, известной как «катод».Электролитические конденсаторы бывают трех типов: алюминиевые, танталовые и ниобиевые.

В алюминиевых электролитических конденсаторах электроды состоят из чистого алюминия, однако анодный (положительный) электрод выполнен путем формирования изолирующего слоя оксида алюминия (Al ₂ O ₃ ) путем анодирования. Электролит (твердый или нетвердый) помещается на изолирующую поверхность анода. Этот электролит технически действует как катод. Второй алюминиевый электрод помещается поверх электролита, который действует как его электрическое соединение с отрицательной клеммой конденсатора.

Алюминиевая фольга с бумагой между ними наматывается. Они пропитываются электролитом, а затем покрываются алюминиевым кожухом. Хватит брифинга, давайте сосредоточимся на теме прямо сейчас.

Мы знаем, что конденсатор блокирует постоянный ток и пропускает переменный ток. Полярный, т.е. электролитический конденсатор, должен быть подключен к правым клеммам источника питания постоянного тока для правильной работы при использовании в цепях постоянного тока.Другими словами, положительный и отрицательный источники постоянного тока должны быть подключены к положительной и отрицательной клеммам конденсатора соответственно.

Несчастные случаи реальны и часто происходят намеренно или случайно. Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если полярный или электролитный конденсатор подключен к обратному выводу источника питания постоянного тока, т. Е. От отрицательного к положительному и наоборот.

Давайте обсудим последний сценарий как первый, чтобы обезопасить себя в первую очередь.В случае обратного подключения конденсатор не будет работать вообще, а если приложенное напряжение выше номинального значения конденсатора, начнет протекать больший ток утечки и нагревать конденсатор, что приведет к повреждению диэлектрической пленки (алюминий слой очень тонкий и его легко сломать) по сравнению с приложенным постоянным напряжением) даже конденсатор взорвать.

Следует соблюдать осторожность при подключении поляризованного конденсатора к источнику постоянного тока с соответствующими клеммами.В противном случае обратное напряжение может повредить конденсатор в целом за очень короткое время (несколько секунд). Это может привести к серьезным травмам или опасному возгоранию (танталовые конденсаторы прекрасно справляются с этим).

Алюминиевые слои в электролитическом конденсаторе выдерживают только прямое напряжение постоянного тока (то же, что и диод прямого смещения). Обратное постоянное напряжение на полярном конденсаторе приведет к выходу конденсатора из строя из-за короткого замыкания между его двумя выводами через диэлектрический материал (то же самое, что и диод обратного смещения, работающий в области пробоя).Это явление известно как эффект клапана.

Имейте в виду, что электролит, используемый в фольге и электролитическом конденсаторе, может залечить и вернуть конденсатор в нормальное положение, если через конденсатор пройдет очень низкое обратное напряжение. Поэтому, если вы применили обратное напряжение к полярному конденсатору и используете его для хобби-проектов, вы должны протестировать и проверить конденсатор перед включением в цепь или заменить его новым в случае коммерческого и промышленного использования.

В случае обратного напряжения (отрицательный источник на положительный вывод и наоборот) взорвется алюминиевый электролитический конденсатор в соответствии с теорией ионов водорода.В этом неправильном подключении проводки на электролитическом катоде возникает положительное напряжение, а на оксидном слое появляется отрицательное напряжение. В этой ситуации ионы водорода (H ₂ ), собранные в оксидном слое, пройдут через диэлектрическую среду между двумя пластинами и достигнут металлического слоя, где они преобразуются в газообразный водород. Давление, создаваемое газообразным водородом, достаточно, чтобы сломать конденсатор, и корпус может разорваться от взрыва и пара.

При обратном подключении положительной и отрицательной клемм.Водород будет генерироваться без образования оксидной пленки, которая необходима для диэлектрической среды. По этой причине удельное сопротивление электролитического конденсатора с обратным подключением меньше по сравнению с правильным подключением, то есть положительным и отрицательным источником к положительной и отрицательной клеммам соответственно. Весь этот процесс выйдет из строя и повредит весь конденсатор.

Диэлектрическая среда, используемая между двумя электродами электролитического конденсатора, является однонаправленной i.е. он будет пропускать ток только и только в одном направлении, как и диод с PN переходом. В случае обратного подключения диэлектрическая среда не будет действовать как сопротивление или изоляционный материал. Газообразный водород будет генерироваться в течение нескольких секунд, и конденсатор будет действовать как короткое замыкание для источника постоянного тока, что приведет к выходу конденсатора из строя (с выпуклым верхом или общим износом компонента).

Полезно знать:

• Поляризованный и электролитический конденсатор не будут подключаться к источнику переменного тока (как прямое, так и обратное соединение), поскольку они специально разработаны для правильной эксплуатации только и только в цепях постоянного тока .В этом случае конденсатор немедленно взорвется. Мы обсудим весь сценарий в следующей статье.
• Неполярный электролитический конденсатор на самом деле представляет собой два последовательно соединенных друг с другом электролитических конденсатора (то же самое, что и два последовательно соединенных диода). Эти конденсаторы используются иногда из-за низкой надежности и эффективности, большого количества потерь и способности выдерживать низкое напряжение.

Связанное сообщение: Разница между переменным и постоянным током (ток и напряжение)

Внимание:

Всегда проверяйте положительную и отрицательную клеммы электролитических и полярных конденсаторов.Тот, на котором напечатан знак «-» (отрицательная полоса или полоса стрелки) или короткая ножка, называется «катодом» или отрицательной клеммой, а другая с длинной ножкой называется «анодом» или положительной клеммой.

Маленький чувак, как поляризованный конденсатор, очень опасен и радостно взрывается и вытягивает кровь в случае изменения и обратного направления его клемм или большей утечки или прямого тока и напряжения, отличного от номинального напряжения. Надевайте защитные очки и не прикасайтесь к каким-либо частям схемы во время игры и проектирования схем с использованием конденсаторов.

Похожие сообщения:

Что не делать с крышками

Неправильное использование конденсаторов

Что такое конденсаторы и как они работают?

Конденсатор предназначен для хранения энергии.Отрицательный вывод принимает электроны от источника питания, а положительный вывод теряет электроны. При необходимости конденсатор высвобождает накопленную энергию. Он работает аналогично аккумулятору, но может полностью разрядить его за доли секунды.

Обычными типами конденсаторов являются керамические конденсаторы, бумажные или пленочные конденсаторы и электролитические конденсаторы. Существует также семейство суперконденсаторов с высокой емкостью.

Применение конденсатора:

Выбор конденсатора:

Напряжение конденсатора пропорционально заряду, накопленному в конденсаторе. Они способны блокировать сигналы постоянного тока при прохождении переменного тока. Конденсаторы также могут устранить рябь. Если линия, по которой проходит постоянное напряжение, имеет пульсации, конденсатор может выровнять напряжение, поглощая пики и заполняя впадины.

Напряжение на конденсаторе — это не номинал, а то, какое напряжение вы можете подвергнуть конденсатору. Например, если ваш источник напряжения составляет 9 вольт, вы должны выбрать конденсатор, который как минимум в два раза больше напряжения, 18 вольт или даже 27 вольт, чтобы быть в безопасности.

Электролитические конденсаторы переменного тока или биполярные конденсаторы имеют два анода, подключенных с обратной полярностью. Электролитические конденсаторы постоянного тока поляризованы в процессе производства и поэтому могут работать только с постоянным напряжением. Напряжение с обратной полярностью, напряжение или пульсирующий ток выше, чем указано, могут разрушить диэлектрик и конденсатор. Разрушение электролитических конденсаторов может иметь катастрофические последствия, такие как пожар или взрыв. Если поляризованный конденсатор установлен неправильно, конденсатор со свистом взрывается.С другой стороны, неполяризованные конденсаторы в основном используются для фильтрации гармонических шумов почти в каждой цепи, более удобны в обращении.

«Некоторые большие электролитические конденсаторы могут сохранять заряд в течение длительного времени. Некоторые могут даже до некоторой степени заряжаться самостоятельно», — пояснил инженер технической поддержки Jameco. «Инженер-электронщик, с которым я работал, создавал прототип источника питания, настраивал схему, тестировал детали и т. Д. По своей привычке он вынул заглушку из схемы, чтобы заменить ее, и, не задумываясь, воткнул один из выводов. его рот.Конденсатор более или менее мгновенно разрядил всю свою нагрузку и фактически заставил его упасть со стула. Он был в порядке, но это было страшно. Через несколько месяцев ему пришлось вырвать зуб прямо в том месте, где выпал колпачок. Он ударил этот зуб электрическим током ».

Не забывайте работать безопасно при обращении с конденсаторами и всегда следуйте спецификациям для вашего устройства или проекта. Конденсатор может быть важным компонентом, но он также может привести к разрушительным и опасным последствиям, если его не использовать надлежащим образом.

Конденсаторы: все, что вам нужно знать | ОРЕЛ

Нет, мы здесь не говорим о Grand Theft Auto! Закрывание крышки в мире электроники нехорошо, если вам не нравится видеть, как ваш электролитический конденсатор горит в огне. Конденсаторы играют важную роль в семействе пассивных электронных компонентов, и их можно найти повсюду.

Помните вспышку в вашей цифровой камере? Конденсаторы делают это возможным. Или возможность переключать канал на телевизоре? Опять конденсаторы.Эти ребята — маленькие батарейки, которые «могут», и вам нужно знать все, что о них известно, прежде чем вы начнете работать над своим первым проектом в области электроники.

Это как бутерброд с мороженым

Для простоты — конденсатор накапливает электрический заряд , очень похоже на батарею. Также называемые caps , вы найдете этих парней в приложениях, где требуется накопление энергии, подавление напряжения и даже фильтрация сигналов. А как они выглядят? Ну бутерброд с мороженым!

Что бы вы сделали с баром «Клондайк»? Сравните это, конечно, с конденсатором! (Источник изображения)

Подумайте о том восхитительном бутерброде с мороженым, который вам понравился в тот знойный летний день.У вас есть восхитительная корочка с двух сторон и кремовый кусок ванильного мороженого посередине. Эта композиция из двух внешних слоев и одного внутреннего слоя — это то, как выглядит конденсатор. Вот из чего они сделаны:

• Начиная снаружи. Сверху и снизу конденсатора вы найдете набор металлических пластин, также называемых проводниками. Электрический заряд находит эти металлические пластины очень привлекательными.
• Сидит посередине. Среди этих двух металлических пластин вы найдете изолятор или материал, к которому не притягивается электричество. Этот изолятор обычно называют диэлектриком и может быть изготовлен из бумаги, стекла, резины, пластика и т. Д.
• Соединяем вместе. Две металлические пластины сверху и снизу крышки соединены двумя электрическими клеммами, которые соединяют ее с остальной частью цепи. Один конец конденсатора подключается к источнику питания, а другой — к земле.

Внутренняя анатомия конденсатора, у нас есть две металлические пластины, внутренний диэлектрик и соединительные клеммы.

Конденсаторы всех форм и размеров

бывают разных форм и размеров, каждый из которых определяет, насколько хорошо они могут удерживать заряд. Три наиболее распространенных типа конденсаторов, с которыми вы столкнетесь, включают керамический конденсатор, электролитический конденсатор и суперконденсатор:

Конденсаторы керамические

Это конденсаторы, с которыми вы, вероятно, будете работать в своем первом электронном проекте с использованием макета.В отличие от своих электролитических аналогов, керамические конденсаторы удерживают меньший заряд, но и меньше пропускают ток. Они также оказываются самыми дешевыми конденсаторами из всей группы, так что запасайтесь! Вы можете быстро определить керамический конденсатор со сквозным отверстием, посмотрев на маленькие желтые или красные лампочки с двумя торчащими из них клеммами.

Три типа керамических конденсаторов, вы будете использовать их на макетных платах. (Источник изображения)

Конденсаторы электролитические

Эти парни выглядят как маленькие консервные банки, которые вы найдете на печатной плате, и в их крошечном следе могут удерживаться огромные электрические разряды.Это также единственный тип конденсатора, который поляризован, а это означает, что они будут работать только при подключении с определенной ориентацией. На этих электролитических конденсаторах есть положительный вывод, называемый анодом, и отрицательный вывод, называемый катодом. Анод всегда нужно подключать к более высокому напряжению. Если вы подключите его наоборот, когда на катоде будет более высокое напряжение, приготовьтесь к взрыву крышки!

Электролитический конденсатор, обратите внимание на положительный вывод и более длинный (анод) и более короткий отрицательный вывод (катод).(Источник изображения)

Несмотря на то, что электролитические колпачки способны удерживать большое количество электрического заряда, они также хорошо известны тем, что пропускают ток быстрее, чем керамические колпачки. Из-за этого они не лучший выбор, когда вам нужно хранить энергию.

Суперконденсаторы

Supercaps — супергерои семейства конденсаторных, они могут хранить большое количество энергии! К сожалению, суперкапс не очень хорошо справляется с повышенным напряжением, и вы окажетесь без колпачка, если превысите максимальное напряжение, указанное в таблице данных.ПОП!

В отличие от электролитических конденсаторов, вы обнаружите, что суперконденсаторы используются для хранения и разряда энергии, как и батареи. Но в отличие от аккумулятора, суперкапсы высвобождают свой заряд сразу, и вы никогда не получите такой же срок службы, как от обычного аккумулятора.

Посмотрите на этот мощный supercap ! Он имеет огромную емкость 3000F. (Источник изображения)

Обозначения конденсаторов

Идентифицировать конденсатор на вашей первой схеме очень просто, так как они бывают только двух типов: стандартные и поляризованные.Обратите внимание на символ стандартного конденсатора ниже. Вы заметите, что это всего лишь две простые линии с пробелом между ними. Это две металлические пластины, которые вы найдете сверху и снизу физического конденсатора.

Поляризованный конденсатор выглядит немного иначе и имеет дугообразную линию в нижней части, а также положительный вывод наверху. Этот положительный вывод очень важен и указывает, как этот поляризованный конденсатор должен быть подключен. Положительная сторона всегда подключается к источнику питания, а сторона дуги подключается к земле.

Два наиболее распространенных типа конденсаторов, которые вы увидите на схеме для США, стандартные и поляризованные.

Кто изобрел эти вещи?

Хотя многие считают английского химика Майкла Фарадея пионером современного конденсатора, он не был первым, кто его изобрел. То, что сделал Фарадей, было важно — он продемонстрировал первые практические примеры конденсатора и то, как использовать его для хранения электрического заряда в своих экспериментах. И благодаря Фарадею у нас также есть способ измерить заряд, который может удерживать конденсатор, известный как емкость, который измеряется в Фарадах!

Гениальный английский химик Майкл Фарадей, пионер конденсаторов, которые мы используем сегодня.(Источник изображения)

До Майкла Фарадея, некоторые записи указывают на то, что покойный немецкий ученый Эвальд Георг фон Клейст изобрел первый конденсатор в 1745 году. Спустя несколько месяцев голландский профессор по имени Питер ван Мушенбрук придумал похожий дизайн, теперь известный как Лейденская банка. Странное время, правда? Однако все это было просто совпадением, и оба ученых в равной степени получили признание за их первоначальные изобретения конденсатора.

Самый ранний образец конденсатора, лейденская банка.(Источник изображения)

Знаменитый Benjamin Franklin позже усовершенствовал дизайн Лейденской банки, созданный Musschenbroek. Франклин также смог обнаружить, что использование плоского куска стекла было отличной альтернативой целой банке. Так родился первый плоский конденсатор, получивший название площади Франклина.

Крышки в действии — как они работают

Давайте подробно рассмотрим, как работают эти мощные конденсаторы, на практическом примере. Вы ведь раньше пользовались цифровым фотоаппаратом? Тогда вы знаете, что есть несколько коротких моментов между нажатием кнопки, чтобы сделать снимок, и моментом срабатывания вспышки.

Что здесь происходит? К вспышке прикреплен конденсатор, который заряжается после того, как вы нажмете кнопку, чтобы сделать снимок. Как только этот конденсатор полностью заряжается аккумулятором камеры, вся эта энергия взрывается наружу в ослепляющей вспышке света!

Обратите внимание, конденсатор, который делает возможной вспышку в этой камере. (Источник изображения)

Так как же все это произошло? Заглянем изнутри в загадочный мир конденсатора:

1. Начинается с зарядки. Электрический ток от источника питания сначала течет в конденсатор и застревает на первой пластине. Почему застревает? Потому что есть изолятор, который не пропускает отрицательно заряженную электронику.
2. Накапливаются заряды. По мере того, как все больше и больше электронов прилипает к этой первой пластине, она становится отрицательно заряженной и в конечном итоге отталкивает все лишние электроны, с которыми она не может справиться, к другой пластине. Затем эта вторая пластина становится положительно заряженной.
3. Заряд сохраняется. Пока две пластины конденсатора продолжают заряжаться, отрицательные и положительные электроны отчаянно пытаются соединиться, но этот противный изолятор в середине не позволяет им, создавая электрическое поле. Вот почему колпачок продолжает удерживать и накапливать заряд, потому что существует бесконечный источник напряжения между отрицательной и положительной сторонами двух пластин, которые не разрешены.
4. Заряд высвободился. Рано или поздно две пластины в нашем конденсаторе не смогут удерживать заряд, поскольку они на пределе емкости.Но что происходит сейчас? Если в вашей цепи есть путь, по которому электрический заряд может течь в другом месте, то все электроны в вашей крышке будут разряжены на , а , наконец, прекратят свое напряжение, когда они будут искать другой путь друг к другу.

Измерение заряда

Как можно измерить, сколько заряда хранится в конденсаторе? Каждый колпачок рассчитан на определенную емкость. Он измеряется в фарадах по имени английского химика Майкла Фарадея. Поскольку в одном фараде содержится тонна электрического заряда, вы обычно видите конденсаторы, измеряемые в пикофарадах или микрофарадах.Вот полезная диаграмма, которая показывает, как разбиваются эти измерения:

Теперь, чтобы выяснить, сколько заряда в настоящее время хранит конденсатор, вам понадобится это уравнение:

В этом уравнении общий заряд представлен как (Q) , и отношение этого заряда можно найти, умножив емкость конденсатора ( C ) на приложенное к нему напряжение ( В ). Следует отметить, что емкость конденсатора напрямую зависит от его напряжения.Таким образом, чем больше вы увеличиваете или уменьшаете источник напряжения в цепи, тем больший или меньший заряд будет у вашего конденсатора.

Емкость в параллельных и последовательных цепях

Когда вы размещаете конденсаторы в цепи параллельно, вы можете определить общую емкость, сложив все отдельные емкости вместе.

Получить общую емкость в параллельной цепи так же просто, как 1 + 1, просто сложите их все вместе! (Источник изображения)

При последовательном размещении конденсаторов общая емкость вашей цепи является обратной величиной всех ваших суммированных емкостей.Вот краткий пример. Если у вас есть два конденсатора по 10 Ф, соединенные последовательно, то они будут давать общую емкость 5 Ф.

Получить общую емкость в последовательной цепи немного сложнее. Емкость уменьшается вдвое. (Источник изображения)

Начало работы

Теперь, когда у нас есть твердое представление о том, что такое конденсаторы, как они работают и как измеряются, давайте рассмотрим три распространенных приложения, в которых используются конденсаторы. Сюда входят такие приложения, как развязывающие конденсаторы, накопители энергии и емкостные сенсорные датчики.

Конденсатор развязки

В наши дни вам будет сложно найти схему, в которой нет интегральной схемы или ИС. В этих типах схем конденсаторы должны выполнять важную работу, удаляя весь высокочастотный шум, обнаруживаемый в сигналах источника питания, которые питают ИС.

Почему это необходимая работа для нашего конденсатора? Любые колебания напряжения могут быть фатальными для ИС и даже могут привести к неожиданному отключению питания микросхемы. Помещая конденсаторы между ИС и источником питания, они успокаивают колебания напряжения, а также действуют как второй источник питания, если первичный источник питания падает до уровня, достаточного для выключения ИС.

Разделительный конденсатор для контроля колебаний напряжения.

Накопитель энергии

имеют много общих характеристик с батареями, в том числе их способность накапливать энергию. Однако, в отличие от батареи, конденсаторы не выдерживают такой большой мощности. Но хотя они не могут угнаться за количеством, они компенсируют свое стремление разрядиться как можно быстрее! Конденсаторы могут поставлять энергию намного быстрее, чем аккумулятор, что делает их идеальными для питания вспышки в камере, настройки радиостанции или переключения каналов на телевизоре.

Емкостные сенсорные датчики

Одно из последних достижений в области применения конденсаторов связано с бурным ростом технологий сенсорных экранов. Стеклянные экраны, из которых состоят эти сенсорные датчики, имеют очень тонкое прозрачное металлическое покрытие. Когда ваш палец касается экрана, это вызывает падение напряжения, определяющее точное местоположение вашего пальца!

Емкостные сенсорные датчики в действии с защитной накладкой и печатной платой. (Источник изображения)

Практическое руководство — выбор конденсатора

Давайте перейдем к сфере практичности и поговорим о том, на что обращать внимание при выборе следующего конденсатора.Необходимо учитывать пять переменных, в том числе:

• Размер — сюда входит как физический размер вашего конденсатора, так и его общая емкость. Не удивляйтесь, если выбранный вами конденсатор будет самой большой частью вашей печатной платы, так как чем больше емкости вам нужно, тем больше они становятся.
• Допуск — Конденсаторы, как и их аналоги с резисторами, имеют переменный допуск. Вы найдете допуск для конденсаторов от ± 1% до ± 20% от заявленного значения.
• Максимальное напряжение — Каждый конденсатор имеет максимальное напряжение, с которым он может работать. В противном случае он взорвется! Вы найдете максимальное напряжение от 1,5 до 100 В.
• Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) — Как и любой другой физический материал, выводы конденсатора имеют очень маленькое сопротивление. Это может стать проблемой, если вам нужно помнить о потерях тепла и энергии.
• Ток утечки — В отличие от наших батарей, в конденсаторах происходит утечка накопленного заряда.И пока он истощается медленно, вам стоит обратить внимание на то, насколько сильно протекает ваш конденсатор, если его основная функция — накопление энергии.

Все заряжено

Итак, все, что вам нужно знать о конденсаторах, чтобы полностью зарядиться для вашего следующего электронного проекта! Конденсаторы — это очаровательная небольшая группа, способная накапливать электрический заряд для множества применений, и они даже могут выступать в качестве вторичного источника питания для этих чувствительных интегральных схем.При работе с конденсаторами внимательно следите за максимально возможным напряжением. В противном случае вы получите несколько взрывающихся крышек, как вы увидите на видео:

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE бесплатно включает тонну библиотек конденсаторов? Начните со своего следующего проекта в области электроники и забудьте о создании собственных деталей! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня.

Понимание полярности для бесшовной установки

Как и другие компоненты на печатной плате, полярность конденсатора будет иметь различную полярность, как положительную, так и отрицательную.Это помогает понять, как определить полярность конденсатора, даже если вы строите схему с нуля. Однако не все конденсаторы имеют полярность, а у тех, у которых есть одна хитрость в рукаве.

Прежде всего, полярность работает так, чтобы только одна клемма действовала на подаваемое напряжение. Чтобы иметь преимущество при подключении полярности конденсаторов, эта статья поможет вам больше узнать об этом. Дойдя до конца, вы должны лучше понять, почему так важно знать полярность конденсатора.

1.Что такое полярность конденсатора?

Конденсатор состоит из параллельных тонких металлических листов, разделенных диэлектрическим материалом. Два тонких металлических листа работают как электроды, а диэлектрик — изолятор. Изоляция жизненно важна, потому что она действует как перегородка между электродами. Стандартный символ конденсатора — четкое изображение этой внутренней структуры.

Диэлектрик может быть резиновым, бумажным, керамическим или стеклянным. С другой стороны, тонкие металлические листы состоят из тантала, алюминия или серебра.Углеродные нанотрубки иногда являются лучшим вариантом из-за их лучшей проводимости. Изначально полярность конденсатора является доказательством симметрии конденсатора. Но сначала вы должны знать, как работает баланс.

Неполяризованный конденсатор по-прежнему будет работать должным образом, независимо от того, как вы подключите его к своей цепи. Неважно, какой свинец куда идет. Это явный случай несимметрии. С другой стороны, полярный конденсатор очень чувствителен при его размещении на печатной плате. Часто конденсатор имеет две клеммы, хотя вы можете увидеть некоторые из них с большим количеством выводов.

Поляризованный конденсатор работает, только если размещение соответствует жизненно важным правилам контура. Это означает, что размещение элемента в цепи должно происходить в одном направлении. Неправильная установка конденсатора приведет к катастрофе.

Конденсатор может перегореть или выйти из строя. Следовательно, конденсатор должен быть в вашем списке проблем при построении схемы. Если вы хотите выполнить сварку на печатных платах или схемах сборки макетов, этот метод является наиболее точным.

Когда дело доходит до полярности конденсатора, есть много способов определить полярность. Довольно часто различия в отметках полярности зависят от того, из какого материала изготовлен корпус конденсатора. Например, электролитические конденсаторы имеют полосы, которые показывают катодный конец.

С другой стороны, конденсаторы с осевыми выводами имеют стрелки, которые показывают вывод, где находится катодный конец.Другой способ определить полярность конденсатора — проанализировать выводы. В этом случае более длинный вывод — это конец анода, а короткий — конец катода. Однако с конденсаторами такого типа следует проявлять особую осторожность, особенно если они бывшие в употреблении.

В любом случае выводы, вероятно, укорачиваются, и трудно различить полярность каждого конца. Некоторые конденсаторы, особенно танталовые, имеют знаки + и — для обозначения концов анода и катода. С другой стороны, другие будут иметь отметки «BP» и «NP», чтобы показать, что конденсатор неполярный.

К этим типам конденсаторов относятся бумажные, керамические, пленочные и полистирольные конденсаторы. Очень важно правильно определить полярность конденсатора перед установкой конденсатора на печатную плату. Если что-то пойдет не так, конденсатор может не работать и может взорваться, разрушив всю цепь.

(электролитический конденсатор)

Обычно существует три наиболее распространенных типа диодов; пластиковые, стеклянные и стержневые диоды.Отображение полярности на этих диодах различается незначительно. В пластиковом диоде белая полоса на одном конце показывает противоречие диода. Для стеклянного диода полоса черная. В этом случае будущее, близкое к полосе, противоположное.

Этот контур означает, что на этот конец будет течь положительный ток от положительного вывода, самого дальнего по полосе. Как и в случае с любым диодом, ветер не может двигаться в обратном направлении. На схематическом чертеже всегда будет буква «Т», обозначающая полосу. Он также может иметь маркировку «+» и «-» для обозначения концов анода и катода.

Наконец, для диода-шпильки конец с отметками резьбы показывает катод или противоположный конец. Таким образом, припаянный конец является анодом. Диод часто имеет этикетку на корпусе, но иногда вам, возможно, придется использовать увеличительное стекло, чтобы увидеть его.

(полупроводниковый диод)

Знать полярность светодиода очень просто. Эти единицы могут быть красными, белыми или зелеными.Все зависит от того, что вы предпочитаете. Стандартный светодиод будет иметь два вывода, один из которых длиннее другого. Как и полярность конденсатора, более полная информация — это положительный конец, а это означает, что более короткая информация вредна.

(красный светодиод)

Выбрать транзистор очень просто из-за его маркировки. У них будет номер модели, нанесенный на корпус, вместо ожидаемого значения.Самое главное, что очертание будет отличаться в зависимости от модели.

Такой подход позволяет легко их идентифицировать, даже если у потенциальных клиентов другие имена. Форма транзистора всегда должна совпадать с формой на вашей печатной плате.

Точно так же номер модели присутствует на корпусе ИС, как и на транзисторе. У них также есть номер партии, который не всегда имеет какое-либо существенное значение при компоновке вашей схемы.Производитель может выбрать представление ориентации стандартной ИС несколькими способами.

Во-первых, на ИС может быть точка рядом с первым выводом, обозначенная «1». Во-вторых, он может иметь выемку на одной из частей своей конструкции. Эта выемка может присутствовать между первым и восьмым штифтом. Вы также найдете эту выемку на своей печатной плате.

(14-контактная ИС)

В идеале есть два типа конденсаторов; полярные и неполярные конденсаторы.Полярные конденсаторы имеют один или оба отрицательных и положительных конца. Напротив, неполярные конденсаторы не имеют четкой партии. Вы можете произвольно вставлять эти конденсаторы в свою печатную плату, не учитывая, какая партия куда идет.

Даже в этом случае не будет никакого неблагоприятного воздействия на вашу схему или выхода из строя ваших компонентов. Эти конструкции хорошо знакомы со схемами связи и развязки, колебательными схемами, компенсационными схемами и схемами обратной связи. В идеальном случае в конденсаторе не должно быть полярности.Однако это непрактично, в основном там, где важна большая емкость.

В этом случае корпус устройства выполнен из уникальных материалов. В конечном итоге это причина того, что они имеют различную полярность конденсатора. Яркими примерами таких полярных конденсаторов являются танталовые электролитические конденсаторы, электролит и алюминиевые конденсаторы. Неполярные конденсаторы часто бывают небольшого размера, поскольку большие из них сложно изготовить.

С одной стороны, полярные конденсаторы могут работать только в цепи, где напряжение действует в одном направлении, т.е.е., постоянное напряжение. Однако неполярные конденсаторы могут работать даже с переменным напряжением, когда напряжение работает с обеих сторон.

По этой причине неполярные конденсаторы имеют лучший край из-за их способности работать с переменным напряжением. Поскольку полярность конденсатора не является проблемой, неполярные конденсаторы могут заменить полярные конденсаторы в цепи. Единственное правило здесь — убедиться, что значения рабочего напряжения и емкости совпадают.

(неполяризованные конденсаторы)

Вот наиболее распространенные примеры неполяризованных конденсаторов:

• Конденсаторы полиэфирные
• Стеклянные конденсаторы
• Пленочные конденсаторы
• Конденсаторы полистирольные
• Слюдяные серебряные конденсаторы
• конденсаторы керамические

Идея работы как неполярных, так и полярных конденсаторов одинакова.Как правило, все они работают, чтобы накапливать и выделять электрическую энергию. Следовательно, уровни напряжения не могут внезапно измениться.

При сравнении элементов с полярностью конденсатора и элементов, у которых нет полярности, заметны очевидные различия. Ниже приведены некоторые различия между неполярными и полярными конденсаторами.

Polar содержат электролиты в качестве первичного диэлектрика, что помогает достичь высокой емкости. Диэлектрик в структуре в основном определяет возможную емкость.

Он также устанавливает уровень напряжения, которое выдерживает конденсатор. С другой стороны, те, у кого нет полярности, используют слой оксида металла в качестве диэлектрического вещества. Полиэстер — еще одно соединение, которое может работать как диэлектрик.

Производительность любого электрического компонента — это то, что в конечном итоге показывает точность вашей схемы. Вы можете обнаружить, что некоторые блоки питания нуждаются в металлооксидном диэлектрическом конденсаторе в качестве фильтра. В таком случае лучшим вариантом будет полярный конденсатор, часто более 1 MF.

Благодаря своим характеристикам он идеально подходит для фильтрации, связывания и развязки. Для сравнения, неполярный конденсатор обычно меньше 1 MF. Его характеристики делают его идеальным выбором для выбора частоты, резонанса и в качестве ограничителя тока. Таким образом, из-за отсутствия полярности конденсатора это устройство имеет ограничение, когда дело доходит до других функций схемы.

Так как в неполярных и полярных конденсаторах используются разные диэлектрические структуры; их возможности не могут быть одинаковыми. Неважно, если у них одинаковые объемы.Следовательно, противоположный блок может иметь более высокую емкость, чем неполярный.

Полярность конденсатора часто определяет форму конденсатора. Основным фактором здесь является точечный разряд элемента. Что касается полярных конденсаторов с электролитом, вы обнаружите, что большинство из них имеют круглую форму. Квадратные встречаются довольно редко. В зависимости от того, как вы собираетесь использовать его в цепи, конденсатор может быть прямоугольным, трубчатым, листовым или круглым.

Как упоминалось ранее, полярные конденсаторы могут иметь высокую емкость и другие элементы, которые делают их непригодными для высокочастотных операций.Хотя некоторые из них могут работать с высокими частотами, например танталовые конденсаторы, они, в свою очередь, могут быть довольно дорогими.

С другой стороны, неполярные конденсаторы имеют хорошие высокочастотные характеристики и намного меньше по размеру. Они относительно дешевы, но не идеальны для задач большой емкости.

(конденсатор, установленный в гибридном фильтре нижних и верхних частот)

• Алюминиевые электролитические конденсаторы — Эти типы электролитических конденсаторов имеют алюминиевую структуру, действующую как клапан.После подачи положительного напряжения через жидкость-электролит образуется слой оксида металла. Этот оксидный слой теперь является изолятором, заменяющим диэлектрик.

Поляризация происходит на оксидном слое, препятствуя прохождению электрического заряда. В алюминиевых электролитических конденсаторах в качестве катода используется диоксид марганца, а в качестве анода — алюминий.

（алюминиевый электролитический конденсатор）

• Ниобиевые и танталовые конденсаторы — Танталовые электролитические конденсаторы идеальны для устройств поверхностного монтажа, более распространенных в медицине, военном деле и космосе.При использовании тантала в качестве анода окисление происходит относительно легко, подобно алюминиевым электролитическим конденсаторам. Тантал обладает высокой проводимостью, особенно при контакте с проволокой. Как только на поверхности образуется оксид, появляется больше места для хранения заряда.

Ниобиевые конденсаторы работают путем окисления материала в проводе, чтобы создать изолятор. Изолятор действует как диэлектрик с гораздо более высокой диэлектрической проницаемостью по сравнению с конденсаторами на основе тантала. Сейчас они довольно популярны, так как дешевле, чем их танталовые аналоги.

• Электролитические конденсаторы основаны на формировании оксидного слоя в зависимости от полярности конденсатора. Оксид — гораздо более надежный диэлектрик со стимулирующими эффектами. По этой причине эти блоки могут достигать более высокого уровня емкости, чем другие конденсаторы. Вот некоторые из других преимуществ.
Типоразмер
• Танталовые конденсаторы — самые популярные конденсаторы. Остальные типы склонны к газовым пробоям.Возможная емкость выше по сравнению с устройствами без электролита. Неэлектролитные конденсаторы должны быть большего размера для достижения той же емкости.
• Greater Capacitance — Что касается объема, электролитные конденсаторы могут достичь высокой емкости для небольших работ. Таким образом, существует очень мало неэлектролитных конденсаторов с емкостью более десяти MFD.

Когда дело доходит до электролитических конденсаторов, всегда существует риск утечки тока.Время от времени утечка может быть относительно высокой. У них также гораздо более короткая продолжительность жизни.

Поскольку полярность конденсатора является решающим фактором в электролитических конденсаторах, их использование требует большой осторожности. Неправильное размещение означает, что вы не получите точных результатов и можете вызвать взрыв устройства. Они также довольно чувствительны к температуре, поэтому необходимо учитывать температурные условия.e

Эти конденсаторы идеальны для уменьшения пульсаций напряжения от источника питания из-за их фильтрующих свойств. Они также наиболее предпочтительны в задачах, требующих большой емкости, таких как фильтрация высокочастотных сигналов.

Полярность конденсатора показывает, что полярный конденсатор должен быть смещен в прямом направлении. На анодном выводе должно быть высокое напряжение, чтобы заряд протекал должным образом.Вы можете сначала осмотреть устройство, чтобы увидеть разные полярности перед подключением.

Если вы случайно подключите блок из-за обратной полярности, диэлектрик сломается. В результате происходит короткое замыкание, вызывающее перегрев конденсатора и, в конечном итоге, утечку электролита.

(обозначение цепи для неполяризованного конденсатора)

В любом случае, вы должны знать, как показать полярность конденсатора, прежде чем размещать блок на печатной плате.В этом подходе есть разница между плохими результатами и функциональной надежной схемой.

Вот почему полярность конденсатора играет огромную роль при производстве, сборке и проектировании печатной платы. Здесь, в OurPCB, мы всегда рады возможности пообщаться с вами, поскольку мы получаем больше знаний о печатных платах.

Как определить полярность электролитического конденсатора

Обновлено 8 сентября 2019 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Конденсаторы имеют различные конструкции для использования в вычислительных приложениях и фильтрации электрического сигнала в схемах.Несмотря на различия в том, как они построены и для чего они используются, все они работают на одних и тех же электрохимических принципах.

Когда инженеры создают их, они принимают во внимание такие величины, как значение емкости, номинальное напряжение, обратное напряжение и ток утечки, чтобы убедиться, что они идеальны для своих целей. Если вы хотите сохранить большой заряд в электрической цепи, узнайте больше об электролитических конденсаторах.

Определение полярности конденсатора

Чтобы определить полярность конденсатора, полоса на электролитическом конденсаторе указывает отрицательный полюс.Для конденсаторов с осевыми выводами (в которых выводы выходят из противоположных концов конденсатора) может быть стрелка, указывающая на отрицательный конец, символизирующая поток заряда.

Убедитесь, что вы знаете полярность конденсатора, чтобы его можно было подключить к электрической цепи в нужном направлении. Установка в неправильном направлении может вызвать короткое замыкание или перегрев цепи.

В некоторых случаях положительный конец конденсатора может быть длиннее отрицательного, но вы должны быть осторожны с этим критерием, потому что многие конденсаторы имеют обрезанные выводы.Танталовый конденсатор иногда может иметь знак плюса (+), указывающий на положительный полюс.

Некоторые электролитические конденсаторы могут использоваться в биполярном режиме, что позволяет при необходимости менять полярность. Они делают это, переключаясь между потоками заряда через цепь переменного тока (AC).

Некоторые электролитические конденсаторы предназначены для биполярной работы неполяризованными методами. Эти конденсаторы состоят из двух анодных пластин, соединенных с обратной полярностью.В последовательных частях цикла переменного тока один оксид действует как блокирующий диэлектрик. Он предотвращает разрушение противоположного электролита обратным током.

Характеристики электролитического конденсатора

В электролитическом конденсаторе используется электролит для увеличения емкости или способности накапливать заряд, который он может получить. Они поляризованы, то есть их заряды выстраиваются в линию, позволяющую им сохранять заряд. Электролит в данном случае представляет собой жидкость или гель с большим количеством ионов, благодаря которым он легко заряжается.

Когда электролитические конденсаторы поляризованы, напряжение или потенциал на положительном выводе больше, чем на отрицательном, что позволяет заряду свободно проходить через конденсатор.

Когда конденсатор поляризован, он обычно обозначается минусом (-) или плюсом (+) для обозначения отрицательного и положительного полюсов. Обратите на это особое внимание, потому что, если вы неправильно подключите конденсатор в цепь, это может привести к короткому замыканию, как в случае, когда через конденсатор протекает настолько большой ток, что может его необратимо повредить.

Хотя большая емкость позволяет электролитическим конденсаторам накапливать большее количество заряда, они могут подвергаться токам утечки и могут не соответствовать соответствующим допускам по величине, величина емкости может варьироваться для практических целей. Определенные конструктивные факторы могут также ограничивать срок службы электролитических конденсаторов, если конденсаторы склонны к быстрому износу после многократного использования.

Из-за этой полярности электролитического конденсатора они должны быть смещены в прямом направлении.Это означает, что положительный конец конденсатора должен иметь более высокое напряжение, чем отрицательный, чтобы заряд проходил через цепь от положительного конца к отрицательному.

Подключение конденсатора к цепи в неправильном направлении может привести к повреждению материала оксида алюминия, изолирующего конденсатор, или к короткому замыканию. Это также может вызвать перегрев, в результате которого электролит слишком сильно нагревается или протекает.

Меры предосторожности при измерении емкости

Перед измерением емкости вы должны знать о мерах безопасности при использовании конденсатора.Даже после того, как вы отключите питание от цепи, конденсатор, скорее всего, останется под напряжением. Прежде чем прикоснуться к нему, убедитесь, что все питание схемы отключено, используя мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено, и вы разрядили конденсатор, подключив резистор к его выводам.

Для безопасной разрядки конденсатора подключите 5-ваттный резистор к клеммам конденсатора на пять секунд. Используйте мультиметр, чтобы убедиться, что питание отключено. Постоянно проверяйте конденсатор на предмет утечек, трещин и других признаков износа.

Символ электролитического конденсатора

••• Syed Hussain Ather

Символ электролитического конденсатора является общим обозначением конденсатора. Электролитические конденсаторы изображены на принципиальных схемах, как показано на рисунке выше для европейского и американского стилей. Знаки плюс и минус указывают на положительную и отрицательную клеммы, анод и катод.

Расчет электрической емкости

Поскольку емкость является величиной, присущей электролитическому конденсатору, вы можете рассчитать ее в единицах фарад как C = ε _r ε ₀ A / d для области перекрытия две пластины A в м ² , ε _r как безразмерная диэлектрическая проницаемость материала, ε ₀ как электрическая постоянная в фарадах / метр, а d как расстояние между плитами в метрах.

Экспериментальное измерение емкости

Для измерения емкости можно использовать мультиметр. Мультиметр измеряет ток и напряжение и использует эти два значения для расчета емкости. Установите мультиметр в режим измерения емкости (обычно обозначается символом емкости).

После того, как конденсатор был подключен к цепи и получил достаточно времени для зарядки, отключите его от цепи, соблюдая только что описанные меры безопасности.

Подключите выводы конденсатора к клеммам мультиметра. Вы можете использовать относительный режим для измерения емкости измерительных проводов относительно друг друга. Это может быть удобно при низких значениях емкости, которые может быть труднее обнаружить.

Попробуйте использовать различные диапазоны емкости, пока не найдете показание, которое является точным в зависимости от конфигурации электрической цепи.

Приложения при измерении емкости

Инженеры часто используют мультиметры для измерения емкости однофазных двигателей, оборудования и машин небольшого размера для промышленного применения.Однофазные двигатели работают за счет создания переменного потока в обмотке статора двигателя. Это позволяет току менять направление при протекании через обмотку статора в соответствии с законами и принципами электромагнитной индукции.

Электролитические конденсаторы особенно подходят для использования с высокой емкостью, например, для цепей питания и материнских плат компьютеров.

Индуцированный ток в двигателе затем создает собственный магнитный поток, противоположный потоку обмотки статора.Поскольку однофазные двигатели могут быть подвержены перегреву и другим проблемам, необходимо проверить их емкость и работоспособность с помощью мультиметров для измерения емкости.

Неисправности конденсаторов могут ограничить срок их службы. Короткозамкнутые конденсаторы могут даже повредить его части, так что он может больше не работать.

Конструкция электролитического конденсатора

Инженеры создают алюминиевых электролитических конденсаторов с использованием алюминиевой фольги и бумажных прокладок, устройств, которые вызывают колебания напряжения для предотвращения разрушительных вибраций, которые пропитаны электролитической жидкостью.Обычно они покрывают одну из двух алюминиевых фольг оксидным слоем на аноде конденсатора.

Оксид в этой части конденсатора заставляет материал терять электроны в процессе зарядки и накопления заряда. На катоде материал приобретает электроны в процессе восстановления конструкции электролитического конденсатора.

Затем производители продолжают укладывать пропитанную электролитом бумагу вместе с катодом, соединяя их друг с другом в электрическую цепь и свертывая их в цилиндрический корпус, который подключается к цепи.Инженеры обычно выбирают расположение бумаги либо в осевом, либо в радиальном направлении.

Осевые конденсаторы выполнены с одним штифтом на каждом конце цилиндра, а в радиальных конструкциях оба штифта используются на одной стороне цилиндрического корпуса.

Площадь пластины и электролитическая толщина определяют емкость и позволяют электролитическим конденсаторам быть идеальными кандидатами для таких приложений, как усилители звука. Алюминиевые электролитические конденсаторы используются в источниках питания, материнских платах компьютеров и бытовой технике.

Эти особенности позволяют электролитическим конденсаторам сохранять гораздо больший заряд, чем другие конденсаторы. Двухслойные конденсаторы или суперконденсаторы могут даже достигать емкости в тысячи фарад.

Алюминиевые электролитические конденсаторы

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют твердый алюминиевый материал для создания «клапана», так что положительное напряжение в электролитической жидкости позволяет ей образовывать оксидный слой, который действует как диэлектрик, изолирующий материал, который может быть поляризован до предотвратить утечку зарядов.Инженеры создают эти конденсаторы с алюминиевым анодом. Это используется для создания слоев конденсатора и идеально подходит для хранения заряда. Инженеры используют диоксид марганца для создания катода.

Эти типы электролитических конденсаторов могут быть далее разбиты на тонких пленок с гладкой фольгой и на протравленную фольгу типа . Типы простой фольги — это те, которые были только что описаны, в то время как в конденсаторах с протравленной фольгой используется оксид алюминия на аноде и катодной фольге, которые были протравлены для увеличения площади поверхности и диэлектрической проницаемости, что является мерой способности материала накапливать заряд.

Это увеличивает емкость, но также снижает способность материала выдерживать высокие постоянные токи (DC), тип тока, который проходит в одном направлении в цепи.

Электролиты в алюминиевых электролитических конденсаторах

Типы электролитов, используемых в алюминиевых конденсаторах, могут различаться: нетвердый, твердый диоксид марганца и твердый полимер. Обычно используются нетвердые или жидкие электролиты, потому что они относительно дешевы и подходят для различных размеров, емкостей и значений напряжения.Однако при использовании в цепях они действительно теряют много энергии. Этиленгликоль и борная кислота составляют жидкие электролиты.

Другие растворители, такие как диметилформамид и диметилацетамид, также могут быть растворены в воде для использования. Эти типы конденсаторов также могут использовать твердые электролиты, такие как диоксид марганца или твердый полимерный электролит. Диоксид марганца также экономичен и надежен при более высоких значениях температуры и влажности. Они имеют меньший ток утечки постоянного тока и высокую электрическую проводимость.

Электролиты выбраны для решения проблем высоких коэффициентов рассеяния, а также общих потерь энергии электролитических конденсаторов.

Ниобиевые и танталовые конденсаторы

Танталовые конденсаторы в основном используются в устройствах поверхностного монтажа в вычислительных приложениях, а также в военном, медицинском и космическом оборудовании.

Танталовый материал анода позволяет им легко окисляться, как алюминиевый конденсатор, а также позволяет им использовать преимущества повышенной проводимости, когда танталовый порошок прижимается к проводящей проволоке.Затем оксид образуется на поверхности и внутри полостей в материале. Это создает большую площадь поверхности для повышенной способности хранить заряд с большей диэлектрической проницаемостью, чем у алюминия.

Конденсаторы на основе ниобия используют массу материала вокруг проводника, который использует окисление для создания диэлектрика. Эти диэлектрики имеют большую диэлектрическую проницаемость, чем танталовые конденсаторы, но для данного номинального напряжения используется большая толщина диэлектрика. Эти конденсаторы в последнее время используются чаще, потому что танталовые конденсаторы стали более дорогими.

Полярность — learn.sparkfun.com

Что такое полярность?

В области электроники полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Неполяризованный компонент — деталь без полярности — может быть подключен в любом направлении и по-прежнему работать так, как должен. Симметричный компонент редко имеет более двух выводов, и каждый вывод на компоненте эквивалентен.Вы можете подключить неполяризованный компонент в любом направлении, и он будет работать точно так же.

Поляризованный компонент — деталь с полярностью — может быть подключен к цепи только в одном направлении. Поляризованный компонент может иметь два, двадцать или даже двести контактов, и каждый из них имеет уникальную функцию и / или положение. Если поляризованный компонент был неправильно подключен к цепи, в лучшем случае он не будет работать должным образом. В худшем случае неправильно подключенный поляризованный компонент будет дымить, искры и быть очень мертвой деталью.

Ассортимент поляризованных компонентов: батареи, интегральные схемы, транзисторы, регуляторы напряжения, электролитические конденсаторы и диоды, среди прочего.

Полярность — очень важная концепция, особенно когда речь идет о физическом построении цепей. Включаете ли вы детали в макет, припаиваете их к печатной плате или вшиваете их в проект электронного текстиля, очень важно уметь идентифицировать поляризованные компоненты и соединять их в правильном направлении.Так вот для чего мы здесь! В этом руководстве мы обсудим, какие компоненты имеют полярность, а какие нет, как определить полярность компонентов и как проверить некоторые компоненты на полярность.

Подумайте о прочтении

Если ваша голова еще не кружится, возможно, можно безопасно прочитать оставшуюся часть этого руководства. Полярность — это концепция, которая основывается на некоторых концепциях электроники более низкого уровня и усиливает некоторые другие. Если вы еще этого не сделали, подумайте о том, чтобы ознакомиться с некоторыми из приведенных ниже руководств, прежде чем читать это.

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Как использовать макетную плату

Добро пожаловать в чудесный мир макетов. Здесь мы узнаем, что такое макетная плата и как с ее помощью построить вашу самую первую схему.

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Полярность диодов и светодиодов

Колпачки электролитические (в них есть электролиты), похожие на маленькие консервные банки, поляризованы . Отрицательный штифт крышки обычно обозначается знаком «-» с отметкой и / или цветной полосой вдоль банки. У них также может быть более длинная положительная ветвь на .

Ниже приведены электролитические конденсаторы емкостью 10 мкФ (слева) и 1 мФ, на каждом из которых есть символ тире, обозначающий отрицательный вывод, а также более длинный положительный вывод.

Подача отрицательного напряжения на электролитический конденсатор в течение продолжительного периода времени приводит к кратковременному, но катастрофическому отказу. Они сделают грохот , и верхняя часть колпачка либо разбухнет, либо лопнет. С этого момента крышка будет практически мертвой, действуя как короткое замыкание.

Другие поляризованные компоненты

Батареи и блоки питания

Правильная полярность в вашей цепи начинается и заканчивается правильным подключением источника питания.Независимо от того, получает ли вы питание от настенной бородавки или от LiPo батареи, очень важно убедиться, что вы случайно не подключили их обратно и случайно не подали – 9 В или – 4,2 В.

Любой, кто когда-либо заменял батарейки, знает, как определить их полярность. На большинстве батарей положительные и отрицательные клеммы обозначаются символом «+» или «-». В других случаях это может быть красный провод для положительного и черный провод для отрицательного.