Навіщо використовувати конденсатори?

Чому потрібно зберігати напругу деякий час в конденсаторі? Я завжди вважав, що схеми спрацьовують, коли ви вмикаєте та зупиняєте, коли ви вимикаєте.

Чому не можна вивести контур конденсатора всім контуром? Якщо він призначений для зберігання, чому б просто не використовувати триггер?

Якби все, що ви хотіли побудувати, - це цифрові схеми, і ваші джерела напруги справді тримали постійну напругу, незалежно від того, скільки струму від них виводилося, і нічого не виробляло електричного шуму, вам не знадобляться конденсатори.

Але джерела напруги провисають, коли ви черпаєте з них струм. Моторні щітки (та безліч інших компонентів) створюють жахливі сплески напруги, які ви хочете відфільтрувати з цифрової схеми. Деякі люди також мають справу з аналоговою схемою, де сигнали напруги та струму постійно змінюються в широкому діапазоні. Для такого типу схеми, що змінюється за часом, потрібні конденсатори.

Цифрові схеми можуть бути особливо поганими, але загалом ви намагаєтесь зробити так, щоб силова рейка залишалася джерелом постійного струму. Більшість контурів, коли вони раптом черпають живлення від силової рейки, не були б надто задоволені, якби силова рейка відреагувала зануренням.

Коли ви переходите на більш високу швидкість, індуктивність викликає більшу проблему, ніж опір. Конденсатор виступає дуже близьким джерелом живлення. Ви витягаєте свою швидкісну потужність з конденсатора, і джерело живлення повільно заряджає конденсатор.

При правильному виконанні все працює на спец. Виконуючи комерційний продукт та зробивши його неналежним чином, ви отримуєте виріб із дуже незвичайними помилками, як правило, прив’язаними до високого навантаження, оскільки напруга справді падає (опускається = опускається нижче, ніж воно повинно бути). У гіршому випадку високошвидкісні сигнали проходять ваші лінії електропередач, і FCC не схвалює ваш продукт, оскільки він випромінює енергію високої частоти.

Конденсатори також широко використовуються в ланцюгах генераторів , фільтрів і синхронізаторів , тому що їх швидкість зарядки та швидкість розряду можуть бути точно обчислені.

У ланцюзі RC значення постійної часу (у секундах) дорівнює добутку опору ланцюга (в омах) та ємності ланцюга (у фарадах), тобто R × C. Це час, необхідний для зарядки заряду конденсатор через резистор до 63,2% повного заряду; або розрядити його до 36,8% від початкової напруги. Ці дивні відсотки виводяться з математичної константи e (2.71828, основа для природних логарифмів), зокрема 1 - 1 / e та 1 / e відповідно.

Осцилятори та схеми синхронізації зазвичай використовуються в цифрових системах для забезпечення генераторів частоти та синхронізації. Осцилятори та фільтри, як правило, знаходяться в аналогових схемах, тобто аудіо- або радіочастотах.

Одне з найпопулярніших застосувань конденсаторів у промисловій електротехніці - це забезпечення корекції коефіцієнта потужності. Конденсатори накопичують енергію і випускають її кожен цикл в мережі розподільного струму змінного струму, щоб компенсувати той факт, що високоіндуктивні навантаження, такі як електродвигуни, подають струм, який 'відстає' від прикладеної напруги. Це призводить до поганого коефіцієнта потужності в електророзподільній мережі, що, як правило, означає, що мережеві активи не можуть бути використані для їх очевидних показників потужності.

Використовуючи корекцію коефіцієнта потужності, яка для індуктивних навантажень означає перемикання конденсаторів в мережу живлення, коефіцієнт потужності можна збільшити близько до одиниці, що означає, що мережеві активи, такі як великі трансформатори, не потребують надмірного розміру.

Крім того, більшість органів з електропостачання будуть штрафувати користувачів, які мають дуже низький коефіцієнт потужності, оскільки вони, як правило, несуть додаткові витрати за розміром і недостатньо використаними розподільними активами. Тому існує велике фінансове стимулювання для великих промислових користувачів встановити обладнання для корекції коефіцієнта потужності.

Конденсатори також використовуються для фільтрування пульсації при випрямленні живлення змінного струму в постійний струм (наприклад: на вхідному етапі приводу змінної швидкості або ланцюга інвертора).

Також конденсатори використовуються для 'посилення' джерел живлення постійного струму (наприклад: для перетворення джерела живлення 5В постійного струму на вихід 9В постійного струму). Вони називаються "чопперними" схемами.

Привіт, користувач1424 Ви, здається, задаєте багато запитань щодо багатьох речей в електронній формі. Я можу порекомендувати вам знайти хорошу книгу, наприклад «Мистецтво електроніки» Горовіца та Хілла, і прочитати її добре.

Чому не можна вивести контур конденсатора всім контуром?

Іноді схеми малюються без конденсаторів, оскільки мається на увазі, що вони будуть включені на кожен логічний штифт живлення. Очевидно, що якщо використовується інструмент EDA, вони повинні бути десь на схемі (як правило, вимкнені в якомусь куті), але мається на увазі, що на кожному штирі буде принаймні по одному (декілька кришок можуть охоплювати більш широкий діапазон частот), і як як можна ближче.

Для прототипів - особливо для прототипів - обхідні конденсатори ще важливіші. У кулі проводів часто буде набагато більша індуктивність, ніж звичайна. Навіть якщо частота перемикання низька, спектральний вміст країв може бути надзвичайно високим.

Дивіться це запитання:
Що таке конденсатор для роз'єднання і як мені знати, чи потрібен він?

Роз'єднувальні конденсатори виконують декілька цілей. По-перше, вони є захистом від перепадів живлення. Якщо конденсатор не був, то занурення може скинути всю схему. Так само деякі частини електричної ланцюга, які відчувають потужність, можуть включатися та вимикатися під час роботи. Увімкнення також створює занурення; велика кількість струму, яка раптово потрібна в одному місці, означає, що вона більше не доступна в іншому місці. Конденсатор - це буферне сховище, що забезпечує достатній струм для всіх компонентів у ці моменти комутації.

Хороший приклад - ємнісні сенсорні екрани (наприклад, сенсорний екран в iPhone).

Ємнісні сенсорні екрани використовують шар ємнісного матеріалу для утримання електричного заряду. Дотик до поверхні екрана призводить до спотворення електростатичного поля екрану, створюючи падіння напруги, яке вимірюється як зміна ємності. Це точне місце падіння напруги підбирається контролером і передається процесору.