Когда использовать конденсаторы?

36

Это, наверное, самый тупой вопрос, но я нублет. Я понимаю, что делают конденсаторы, и я читал книги для начинающих по электронике и тому подобное, но я не совсем понимаю, когда их использовать? Иногда в этих книгах они просто как бы добавляются. Я понимаю, что они предназначены для сглаживания тока, но я все еще не уверен, что понимаю, когда их использовать.

Как я уже сказал, это, наверное, самый сложный вопрос. Но большая часть информации, которую я нахожу, - это больше о том, чем они являются, а не когда их использовать.

Изменить: для ясности, я имею в виду в небольших электронных приложений. Подумайте, простые схемы и тому подобное.

ctype.h
источник
6
Очень сложно ответить на ваш вопрос, потому что конденсаторы имеют огромное количество применений. Можете быть более конкретными?
Даниэль Грилло,
связанных electronics.stackexchange.com/questions/4784/why-use-capacitors
Чиро Сантилли新疆改造中心法轮功六四事件

Ответы:

71

Когда я только начал заниматься электроникой, у меня возник тот же вопрос. Проблема заключается в том, что конденсаторы используются по-разному.

Однако, поскольку вы только начинаете изучать электронику, вам, вероятно, нужно знать только некоторые из них, чтобы начать с. Наиболее широко используемые и основные из них:

Блок питания сглаживающий

Это самое простое и широко используемое применение конденсатора. Если вы прикрепите большой мясистый электролитический конденсатор (чем больше, тем лучше), он заполнит все промежутки, созданные выпрямлением сигнала переменного тока, чтобы создать относительно плавный постоянный ток. Он работает путем многократной зарядки во время пиков и разряда во время промежутков. Однако чем больше нагрузка на него, тем быстрее он разрядит конденсатор и тем больше пульсаций вы получите.

тайминг

Если вы подаете питание на конденсатор через резистор, для зарядки потребуется время. Если вы подключите резистивную нагрузку к конденсатору, для разрядки потребуется время. Ключевая вещь, которую следует понимать здесь о цепях синхронизации, заключается в том, что конденсаторы выглядят так, как будто они имеют короткое замыкание во время зарядки, но как только они заряжаются, они кажутся разомкнутыми.

фильтрация

Если вы пропустите постоянный ток через конденсатор, он зарядится, а затем заблокирует дальнейший ток. Однако, если вы пропустите переменный ток через конденсатор, он будет течь. Сколько тока протекает, зависит от частоты переменного тока и значения конденсатора.


BG100
источник
2
Это очень полезно (извините за поздний комментарий)
1
@ Саурон: Нет проблем. Рад помочь. Когда у меня будет время, я могу отредактировать свой ответ и добавить дополнительную информацию.
BG100
5
Опоздал на вечеринку, но хотел сообщить, что ваш ответ все еще помогает людям. Спасибо за то, что сделали этот стек-обмен потрясающим.
кб.
Даже позже на вечеринку и согласен с @kb ^^
Марко
7

Область применения:

муфта переменного тока - блокировка - изоляция

синхронизация - время для зарядки или разрядки конденсатора очень приблизительно RC, где R - резистор, включенный последовательно с конденсатором.

Фильтр (часто фильтр питания)

развязка

настроенные схемы

http://opencircuits.com/Capacitors

russ_hensel
источник
3

How Stuff Works говорит

Иногда конденсаторы используются для хранения заряда для высокоскоростного использования. Это то, что делает вспышка. Большие лазеры также используют эту технику для получения очень ярких мгновенных вспышек.

Конденсаторы также могут устранить рябь. Если линия, несущая напряжение постоянного тока, имеет пульсации или пики, большой конденсатор может выровнять напряжение, поглощая пики и заполняя впадины.

Конденсатор может блокировать постоянное напряжение. Если вы подключите небольшой конденсатор к батарее, то ток не будет течь между полюсами батареи, как только конденсатор зарядится. Однако любой сигнал переменного тока (AC) проходит через конденсатор беспрепятственно. Это связано с тем, что конденсатор будет заряжаться и разряжаться при колебаниях переменного тока, создавая впечатление, что переменный ток течет.

В Википедии перечислены следующие приложения:

  • хранилище энергии
  • импульсная мощность
  • кондиционирование
  • поправка на коэффициент мощности
  • сигнальная связь
  • развязка
  • шумовые фильтры и демпферы
  • пускатели двигателей
  • обработка сигнала
  • настроенные схемы
  • считывание
RedGrittyBrick
источник
2
However, any alternating current (AC) signal flows through a capacitor unimpeded.Есть источники для этого? Из того, что я слышал, сопротивление конденсатора составляет $ R + \ frac {1} {j \ omega C} $, где R - сопротивление выводов, а $ \ frac {1} {j \ omega C} $ - реактивное сопротивление. конденсатора.
AndrejaKo
1
@andrejaKo Комментарий - это упрощение, предполагающее идеальный конденсатор с нулевым ESR среди других нереалистичных атрибутов. Ваше уравнение также является идеализированным упрощением, которое не учитывает всех реальных свойств конденсаторов. Например, вы игнорировали ESL, который является очень важным свойством во многих приложениях.
Марк
2
Конденсаторы не блокируют постоянные токи. Напряжение просто поднимается до бесконечности. :)
эндолит
@ Марк Что такое ESL?
AndrejaKo
1
@andrejaKo ESL = Эквивалентная последовательная индуктивность, она представляет последовательную индуктивность конденсатора и является в основном результатом выводов пакета. ESL может привести к резонансам, а также критичен для работы на высоких частотах для таких приложений, как развязка цифровой логики. ESR, эквивалентное последовательное сопротивление, R в приведенном выше уравнении, является не только результатом сопротивления свинца, но также и теряет диэлектрик, кроме того, оно является переменным по частоте. Существует также паразитная емкость, которую следует учитывать в реальной модели при работе на высокой частоте.
Mark
2

Еще несколько приложений:

  1. для создания разности фаз между напряжениями, как в случае потолочных вентиляторов. Даже если основным источником питания является переменный ток для работы однофазного двигателя, необходимо разделить фазу.
  2. Конденсаторы могут быть использованы для хранения энергии, суперконденсаторы, специально предназначенные для этих приложений. Эти колпачки будут иметь очень небольшое время зарядки по сравнению с батареями.
  3. компенсация реактивной мощности: для улучшения общего коэффициента мощности системы, чтобы отношение кВт / кВА было больше.
  4. Фильтрация: вы всегда можете увидеть конденсатор MLCC на входе микросхем, чтобы ограничить dv / dt и защитить микросхему.
Arihant
источник