Зачем использовать конденсаторы?

Зачем вам нужно какое-то время хранить напряжение в конденсаторе? Я всегда предполагал, что цепи работают, когда вы включаете его, и останавливаете, когда вы выключаете его.

Почему вся цепь не может быть отключена от конденсатора? Если он предназначен для хранения, почему бы просто не использовать триггер?

Если бы все, что вы хотели построить, - это цифровые схемы, а ваши источники напряжения действительно имели постоянное напряжение, независимо от того, какой ток у них был получен, и ничего не создавало электрических помех, вам не понадобились бы конденсаторы.

Но источники напряжения провисают, когда вы получаете ток от них. Моторные щетки (и множество других компонентов) создают ужасные скачки напряжения, которые вы хотите отфильтровать из вашей цифровой схемы. Некоторые люди также имеют дело с аналоговыми схемами, где сигналы напряжения и тока постоянно меняются в широком диапазоне. Для такого типа изменяющейся во времени схемы необходимы конденсаторы.

Цифровые схемы могут быть особенно плохими, но в целом вы пытаетесь заставить шину питания оставаться источником постоянного тока. большинство цепей, когда они внезапно получают питание от силовой шины, не были бы слишком счастливы, если бы силовая шина отреагировала падением.

При увеличении скорости индуктивность создает большую проблему, чем сопротивление. Конденсатор действует как очень близкий источник энергии. Вы вытягиваете свою высокоскоростную мощность из конденсатора, и источник питания медленно заряжает конденсатор.

Когда все сделано правильно, все работает по спец. Когда вы делаете коммерческий продукт и делаете его ненадлежащим образом, вы получаете продукт с очень странными ошибками, обычно привязанными к высокой нагрузке, поскольку напряжение действительно падает (sags = опускается ниже необходимого уровня). В худшем случае высокоскоростные сигналы проходят через линии электропередачи, и FCC не одобряет ваш продукт, поскольку он излучает высокочастотную энергию.

Конденсаторы также широко используются в цепях генератора , фильтра и синхронизации , потому что их скорость зарядки и скорость разряда могут быть точно рассчитаны.

В RC- цепи значение постоянной времени (в секундах) равно произведению сопротивления цепи (в омах) и емкости цепи (в фарадах), то есть R × C. Это время, необходимое для зарядки конденсатор через резистор до 63,2% от полного заряда; или разрядить его до 36,8% от его начального напряжения. Эти странные проценты получены из математической константы e (2.71828, основание для натуральных логарифмов), а именно 1 - 1 / e и 1 / e соответственно.

Цепи генератора и синхронизации обычно используются в цифровых системах для обеспечения частотных генераторов и синхронизации. Генераторы и фильтры обычно находятся в аналоговых цепях, т. Е. Аудио или радиочастотных (RF).

Одним из наиболее популярных применений конденсаторов в промышленной электротехнике является обеспечение коррекции коэффициента мощности. Конденсаторы накапливают энергию и выдают ее каждый цикл в сети распределения электроэнергии переменного тока, чтобы компенсировать тот факт, что высокоиндуктивные нагрузки, такие как электродвигатели, потребляют ток, который «отстает» от приложенного напряжения. Это приводит к плохому коэффициенту мощности в электрической распределительной сети, что обычно означает, что сетевые активы не могут быть использованы до их номинальной мощности.

Используя коррекцию коэффициента мощности, которая для индуктивных нагрузок означает переключение конденсаторов в сеть питания, коэффициент мощности может быть увеличен почти до единицы, что означает, что сетевые активы, такие как большие трансформаторы, не должны быть излишне завышенными.

Кроме того, большинство органов по электроснабжению будут наказывать пользователей, которые имеют очень низкий коэффициент мощности, так как они обычно несут дополнительные расходы на распределенные и чрезмерно распределенные активы. Поэтому у крупных промышленных пользователей существует финансовый стимул для установки оборудования для коррекции коэффициента мощности.

Конденсаторы также используются для фильтрации пульсаций при выпрямлении переменного тока в постоянный ток (например, на входной ступени привода с регулируемой скоростью или цепи инвертора).

Кроме того, конденсаторы используются для «усиления» источников питания постоянного тока (например, для преобразования источника питания 5 В постоянного тока в выход 9 В постоянного тока). Это так называемые схемы прерывателя.

Здравствуйте, user1424 Вы, кажется, задаете много вопросов о многих вещах в электронном виде. Позвольте мне порекомендовать вам найти хорошую книгу, такую ​​как «Искусство электроники» Горовица и Хилла, и хорошо ее прочитать.

Почему вся цепь не может быть отключена от конденсатора?

Схемы иногда рисуются без конденсаторов, так как подразумевается, что они будут включены в каждый логический вывод питания. Очевидно, что при использовании инструмента EDA, они должны быть где-то на схеме (как правило, в каком-то другом месте), но подразумевается, что на каждом выводе будет по крайней мере один (несколько заглушек могут охватывать более широкий диапазон частот), и как как можно ближе.

Для опытных образцов - особенно для опытных образцов - конденсаторы обхода еще более важны. Часто в шарике проводов будет намного больше индуктивности, чем обычно. Даже если ваша частота переключения низкая, спектральное содержание краев может быть очень высоким.

Посмотрите на этот вопрос:
что такое развязывающий конденсатор и как узнать, нужен ли он мне?

Разъединяющие конденсаторы служат нескольким целям. Во-первых, они являются защитой от изменений в блоке питания. Если бы конденсатора не было, провал мог бы сбросить всю цепь. Аналогично, некоторые энергозатратные части схемы могут включаться и выключаться во время работы. Включение также создает провал; большой ток, внезапно необходимый в одном месте, означает, что он больше не доступен в другом месте. Конденсатор является буферным хранилищем, которое обеспечивает достаточный ток для всех компонентов в эти моменты переключения.

Хорошим примером являются емкостные сенсорные экраны (например, сенсорный экран в iPhone).

Емкостные сенсорные экраны используют слой емкостного материала для удержания электрического заряда. Прикосновение к поверхности экрана приводит к искажению электростатического поля экрана, создающему падение напряжения, которое можно измерить как изменение емкости. Это точное местоположение падения напряжения контролируется контроллером и передается на процессор.