Конденсаторы: назначение, устройство, принцип действия

Что такое конденсатор?

Конденсатор – распространенное двухполюсное устройство, применяемое в различных электрических цепях. Он имеет постоянную или переменную ёмкость и отличается малой проводимостью, он способен накапливать в себе заряд электрического тока и передавать его другим элементам в электроцепи.
Простейшие примеры состоят из двух пластинчатых электродов, разделенных диэлектриком и накапливающих противоположные заряды. В практических условиях мы используем конденсаторы с большим числом разделенных диэлектриком пластин.

Принцип действия

Назначение конденсатора и принцип его работы – это распространенные вопросы, которыми задаются новички в электротехнике. В электрических схемах данные устройства могут использоваться с различными целями, но их основной функцией является сохранение электрического заряда, то есть, такое устройство получает электрический ток, сохраняет его и впоследствии передает в цепь. Для лучшего понимания принципа работы посмотрите статью про то, как сделать простой конденсатор своими руками.

Заряд конденсатора начинается при подключении электронного прибора к сети. В момент подключения прибора на электродах конденсатора много свободного места, потому электрический ток, поступающий в цепь, имеет наибольшую величину. По мере заполнения, электроток будет уменьшаться и полностью пропадет, когда ёмкость устройства будет полностью наполнена.

В процессе получения заряда электрического тока, на одной пластине собираются электроны (частицы с отрицательным зарядом), а на другой – ионы (частицы с положительным зарядом). Разделителем между положительно и отрицательно заряженными частицами выступает диэлектрик, в качестве которого могут использоваться различные материалы.

В момент подключения электрического устройства к источнику питания, напряжение в электрической цепи имеет нулевое значение. По мере заполнения ёмкостей напряжение в цепи увеличивается и достигает величины, равной уровню на источнике тока.

При отключении электрической цепи от источника питания и подключении нагрузки, конденсатор перестает получать заряд и отдает накопленный ток другим элементам. Нагрузка образует цепь между его пластинами, потому в момент отключения питания положительно заряженные частицы начнут двигаться по направлению к ионам.

Начальный ток в цепи при подключении нагрузки будет равняться напряжению на отрицательно заряженных частицах, разделенному на величину сопротивления нагрузки. При отсутствии питания конденсатор начнет терять заряд и по мере убывания заряда в ёмкостях, в цепи будет снижаться уровень напряжения и величины тока. Этот процесс завершится только тогда, когда в устройстве не останется заряда.

На рисунке выше представлена конструкция бумажного конденсатора:
а) намотка секции;
б) само устройство.
На этой картинке:

1. Бумага;
2. Фольга;
3. Изолятор из стекла;
4. Крышка;
5. Корпус;
6. Прокладка из картона;
7. Оберточная бумага;
8. Секции.

Ёмкость конденсатора считается важнейшей его характеристикой, от него напрямую зависит время полной зарядки устройства при подключении прибора к источнику электрического тока. Время разрядки прибора также зависит от ёмкости, а также от величины нагрузки. Чем выше будет сопротивление R, тем быстрее будет опустошаться ёмкость конденсатора.

В качестве примера работы конденсатора можно рассмотреть функционирование аналогового передатчика или радиоприемника. При подключении прибора к сети, конденсаторы, подключенные к катушке индуктивности, начнут накапливать заряд, на одних пластинах будут собираться электроды, а на других – ионы. После полной зарядки ёмкости устройство начнет разряжаться. Полная потеря заряда приведет к началу зарядки, но уже в обратном направлении, то есть, пластины имевшие положительный заряд в этот раз будут получать отрицательный заряд и наоборот.

Назначение и использование конденсаторов

В настоящее время их используют практически во всех радиотехнических и различных электронных схемах.
В электроцепи переменного тока они могут выступать в качестве ёмкостного сопротивления. К примеру, при подключении конденсатора и лампочки к батарейке (постоянный ток), лампочка светиться не будет. Если же подключить такую цепь к источнику переменного тока, лампочка будет светиться, причем интенсивность света будет напрямую зависеть от величины ёмкости используемого конденсатора. Благодаря этим особенностям, они сегодня повсеместно применяются в цепях в качестве фильтров, подавляющих высокочастотные и низкочастотные помехи.

Конденсаторы также используются в различных электромагнитных ускорителях, фотовспышках и лазерах, благодаря способности накапливать большой электрический заряд и быстро передавать его другим элементам сети с низким сопротивлением, за счет чего создается мощный импульс.

Во вторичных источниках электрического питания их применяют для сглаживания пульсаций при выпрямлении напряжения.

Способность сохранять заряд длительное время дает возможность использовать их для хранения информации.

Использование резистора или генератора тока в цепи с конденсатором позволяет увеличить время заряда и разряда ёмкости устройства, благодаря чему эти схемы можно использовать для создания времязадающих цепей, не предъявляющих высоких требований к временной стабильности.

В различной электрической технике и в фильтрах высших гармоник данный элемент применяется для компенсации реактивной мощности.

Конденсаторы для «чайников»

Если вы регулярно занимаетесь созданием электрических схем, вы наверняка использовали конденсаторы. Это стандартный компонент схем, такой же, как сопротивление, который вы просто берёте с полки без раздумий. Мы используем конденсаторы для сглаживания пульсаций напряжения/тока, для согласования нагрузок, в качестве источника энергии для маломощных устройств, и других применений.

Но конденсатор – это не просто пузырёк с двумя проводочками и парой параметров – рабочее напряжение и ёмкость. Существует огромный массив технологий и материалов с разными свойствами, применяемых для создания конденсаторов. И хотя в большинстве случаев для любой задачи сгодится практически любой конденсатор подходящей ёмкости, хорошее понимание работы этих устройств может помочь вам выбрать не просто нечто подходящее, а подходящее наилучшим образом. Если у вас когда-нибудь была проблема с температурной стабильностью или задача поиска источника дополнительных шумов – вы оцените информацию из этой статьи.

Начнём с простого

Лучше начать с простого и описать основные принципы работы конденсаторов, прежде чем переходить к настоящим устройствам. Идеальный конденсатор состоит из двух проводящих пластинок, разделённых диэлектриком. Заряд собирается на пластинах, но не может перетекать между ними – диэлектрик обладает изолирующими свойствами. Так конденсатор накапливает заряд.

Ёмкость измеряется в фарадах: конденсатор в один фарад выдаёт напряжение в один вольт, если в нём находится заряд в один кулон. Как и у многих других единиц системы СИ, у неё непрактичный размер, поэтому, если не брать в расчёт суперконденсаторы, о которых мы здесь говорить не будем, вы скорее всего встретитесь с микро-, нано- и пикофарадами. Ёмкость любого конденсатора можно вывести из его размеров и свойств диэлектрика – если интересно, формулу для этого можно посмотреть в Википедии. Запоминать её не нужно, если только вы не готовитесь к экзамену – но в ней содержится один полезный факт. Ёмкость пропорциональна диэлектрической проницаемости ε_r использованного диэлектрика, что в результате привело к появлению в продаже различных конденсаторов, использующих разные диэлектрические материалы для достижения больших ёмкостей или улучшения характеристик напряжения.

Паразитные индуктивность и сопротивление реального конденсатора

С использованием диэлектриков в конденсаторах есть одна проблемка, наряду с тем, что диэлектрик с нужными характеристиками обладает неприятными побочными эффектами. У всех конденсаторов есть небольшие паразитные сопротивление и индуктивность, которые иногда могут влиять на его работу. Электрические постоянные меняются от температуры и напряжения, пьезоэлектричества или шума. Некоторые конденсаторы стоят слишком дорого, у некоторых существуют состояния отказа. И вот мы подошли к основной части статьи, в которой расскажем о разных типах конденсаторов, и об их свойствах, полезных и вредных. Мы не будем освещать все возможные технологии, хотя большинство обычных мы опишем.

Алюминиевые электролитические

Алюминиевые электролитические конденсаторы используют анодно-оксидированный слой на алюминиевом листе в качестве одной пластины-диэлектрика, и электролит из электрохимической ячейки в качестве другой пластины. Наличие электрохимической ячейки делает их полярными, то есть напряжение постоянного тока должно прикладываться в одном направлении, и анодированная пластина должна быть анодом, или плюсом.

На практике их пластины выполнены в виде сэндвича из алюминиевой фольги, завёрнутой в цилиндр и расположенной в алюминиевой банке. Рабочее напряжение зависит от глубины анодированного слоя.

У электролитических конденсаторов наибольшая среди распространённых ёмкость, от 0,1 до тысяч мкФ. Из-за плотной упаковки электрохимической ячейки у них наблюдается большая эквивалентная последовательная индуктивность (equivalent series inductance, ESI, или эффективная индуктивность), из-за чего их нельзя использовать на высоких частотах. Обычно они используются для сглаживания питания и развязывания, а также связывания на аудиочастотах.

Танталовые электролитические

Танталовый конденсатор поверхностного размещения

Танталовые электролитические конденсаторы изготавливаются в виде спечённого танталового анода с большой площадью поверхности, на которой выращивается толстый слой оксида, а затем в качестве катода размещается электролит из диоксида марганца. Комбинация большой площади поверхности и диэлектрических свойств оксида тантала приводит к высокой ёмкости в пересчёте на объём. В результате такие конденсаторы выходят гораздо меньше алюминиевых конденсаторов сравнимой ёмкости. Как и у последних, у танталовых конденсаторов есть полярность, поэтому постоянный ток должен идти в строго одном направлении.

Их доступная ёмкостью варьируется от 0,1 до нескольких сотен мкФ. У них гораздо меньше сопротивление утечки и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), в связи с чем они используются в тестировании, измерительных приборах и высококачественных аудиоустройствах – там, где эти свойства полезны.

В случае танталовых конденсаторов необходимо особенно следить за тем, чтобы они не вышли из строя — бывает, что в таком случае они загораются. Аморфный оксид тантала – хороший диэлектрик, а в кристаллической форме он становится хорошим проводником. Неправильное использование танталового конденсатора – например, подача слишком большого пускового тока может привести к переходу диэлектрика в другую форму, что увеличит проходящий через него ток. Правда, репутация, связанная с возгораниями, появилась у более ранних поколений танталовых конденсаторов, и улучшенные методы производства привели к созданию более надёжной продукции.

Полимерные плёнки

Целое семейство конденсаторов использует полимерные плёнки в качестве диэлектриков, а плёнка либо находится между витыми или перемежающимися слоями металлической фольги, либо имеет металлизированный слой на поверхности. Их рабочее напряжение может доходить до 1000 В, но высокими ёмкостями они не обладают – это обычно от 100 пФ до единиц мкФ. У каждого вида плёнки есть свои плюсы и минусы, но в целом всё семейство отличается более низкими ёмкостью и индуктивностью, чем у электролитических. Посему они используются в высокочастотных устройствах и для развязывания в электрически шумных системах, а также в системах общего назначения.

Полипропиленовые конденсаторы используются в схемах, требующих хорошей тепловой и частотной стабильности. Также они используются в системах питания, для подавления ЭМП, в системах, использующих переменные токи высокого напряжения.

Полиэстеровые конденсаторы, хотя и не обладают такими температурными и частотными характеристиками, получаются дешёвыми и выдерживают большие температуры при пайке для поверхностного монтажа. В связи с этим они используются в схемах, предназначенных для использования в некритичных приложениях.

Полиэтилен-нафталатовые конденсаторы. Не обладают стабильными температурными и частотными характеристиками, но могут выдерживать гораздо большие температуры и напряжения по сравнению с полиэстеровыми.

Полиэтилен-сульфидовые конденсаторы обладают температурными и частотными характеристиками полипропиленовых, и в дополнение выдерживают высокие температуры.

В старом оборудовании можно наткнуться на поликарбонатные и полистиреновые конденсаторы, но сейчас они уже не используются.

Керамика

История керамических конденсаторов довольно длинная – они использовались с первых десятилетий прошлого века и по сей день. Ранние конденсаторы представляли собою один слой керамики, металлизированной с обеих сторон. Более поздние бывают и многослойными, где пластины с металлизацией и керамика перемежаются. В зависимости от диэлектрика их ёмкости варьируются от 1 пФ до десятков мкФ, а напряжения достигают киловольт. Во всех отраслях электроники, где требуется малая ёмкость, можно встретить как однослойные керамические диски, так и многослойные пакетные конденсаторы поверхностного монтажа.

Проще всего классифицировать керамические конденсаторы по диэлектрикам, поскольку именно они придают конденсатором все свойства. Диэлектрики классифицируют по трёхбуквенным кодам, где зашифрована их рабочая температура и стабильность.

C0G лучшая стабильность в ёмкости по отношению к температуре, частоте и напряжению. Используются в высокочастотных схемах и других контурах высокого быстродействия.

X7R не обладают такими хорошими характеристиками по температуре и напряжению, посему используются в менее критичных случаях. Обычно это развязывание и различные универсальные приложения.

Y5V обладают гораздо большей ёмкостью, но характеристики температуры и напряжения у них ещё ниже. Также используются для развязывания и в различных универсальных приложениях.

Поскольку керамика часто обладает и пьезоэлектрическими свойствами, некоторые керамические конденсаторы демонстрируют и микрофонный эффект. Если вы работали с высокими напряжениями и частотами в аудиодиапазоне, например, в случае ламповых усилителей или электростатики, вы могли услышать, как «поют» конденсаторы. Если вы использовали пьезоэлектрический конденсатор для обеспечения частотной стабилизации, вы могли обнаружить, что его звук модулируется вибрацией его окружения.

Как мы уже упоминали, статья не ставит целью охватить все технологии конденсаторов. Взглянув в каталог электроники вы обнаружите, что некоторые технологии, имеющиеся в наличии, здесь не освещены. Некоторые предложения из каталогов уже устарели, или же имеют такую узкую нишу, что с ними чаще всего и не встретишься. Мы надеялись лишь развеять некоторые тайны по поводу популярных моделей конденсаторов, и помочь вам в выборе подходящих компонентов при разработке собственных устройств. Если мы разогрели ваш аппетит, вы можете изучить нашу статью по катушкам индуктивности.

Об обнаруженных вами неточностях и ошибках прошу писать через личные сообщения сайта. Спасибо.

Для чего нужен конденсатор

Современные бытовые приборы, компьютеры, электроинструмент, сложные станки и промышленное оборудование не смогли бы нормально функционировать без такого устройства, как конденсатор (накопитель электрического заряда, кондер). Несмотря на простую конструкцию и часто небольшие размеры, эти накопители играют большую роль в работе различных электрических схем, выполняя большой набор функций: от выпрямления напряжения до фильтрации токов с определёнными частотами. В этой статье будет рассказано о том, что собой представляет и как работает конденсатор, каких видов бывает. Также будут рассмотрено, где применяется и для чего служит конденсатор, как маркируется.

История

Прототип современного конденсатора был сконструирован в 1745 году одновременно двумя учеными: голландским физиком Питером ван Мушенбруком и немецким лютеранским клириком Эвальдом Юргеном фон Клейстом. Первый назвал свое изобретение «Лейденской банкой», второй – медицинской банкой. Сходство в названиях было неслучайным – устройство, как немца, так и голландца, представляло собой стеклянную банку с двумя оловянными обкладками, расположенными на ее наружной и внутренней поверхностях, с вставленной в горлышко пробкой из диэлектрика, которую пронизывал металлический стержень с цепью. Заряжалось такое устройство от очень популярной в те времена электрофорной машины. Накапливаемый при этом на обкладках заряд был небольшой – не более 1 микрокулона.

Изобретённые в 1745 году «банки» в течение последующих 200 лет практически не изменились. Только в середине 50-х годов XX века во время активного развития производства различных радиодеталей стали выпускаться первые накопители сравнительно небольших размеров. При этом они стали использоваться в различных бытовых приборах, электрическом инструменте, позднее – компьютерах.

К сведению. Современные радиодетали данного вида обладают большим разнообразием форм, размеров и характеристик: от самых больших и мощных ионисторов до мелких накопителей, применяемых в печатных платах компьютеров, в контроллерах бытовой техники.

Устройство

Устройство простейшего конденсатора включает в себя следующие компоненты:

• Корпус цилиндрической формы;
• Две обкладки – скрученные в рулон две полоски токопроводящего материала (алюминиевой или медной фольги);
• Слой диэлектрика (бумаги) между обкладками;
• Два электрода, припаянные к обкладкам и применяемые для соединения устройства с электрической цепью.

Принцип работы

Принцип работы конденсатора следующий:

1. При подключении электродов накопителя к источнику питания на его обкладках начинает накапливаться заряд. Значение напряжения при этом на обкладках очень быстро увеличивается.
2. Как только напряжение на обкладках становится таким же, как у источника питания, накопитель считается заряженным.
3. Если к заряженному конденсатору подключить нагрузку, через нее начинает протекать электрический ток. Заряд, накопленный на обкладках, при этом расходуется – происходит разряд кондера.

Для того чтобы понять, что делает простой конденсатор в процессе зарядки и разрядки, можно посмотреть следующее видео.

Основные характеристики

К основным характеристикам накопителей относятся следующие:

• Ёмкость – это способность конденсатора к накоплению электрического заряда определенной величины. Измеряется емкость в Фарадах.
• Удельная ёмкость – соотношение емкости к объему (массе) диэлектрика.
• Плотность энергии – соотношение выделяемой при разряде накопителя энергии к его объему. Выражается в Дж/кг или Дж/л.
• Номинальное (рабочее) напряжение – разность потенциалов, при которой накопитель наиболее эффективно выполняет свои функции. Измеряется в вольтах (В).
• Опасность разрушения (взрыва) – данная характеристика оценивает вероятность разрушения конденсатора в процессе работы.

На заметку. Современные накопители имеют емкость значительно меньше 1 Фарада. Основными единицами измерения, используемыми для данных конденсаторов, являются нано,- пико,- и микрофарады.

Основными критериями, используемыми при классификации конденсаторов, являются их полярность, материал диэлектрика, форма корпуса, возможность изменения емкости.

В зависимости от полярности, накопители бывают двух видов:

• Полярные – электролитические накопители, одна из обкладок которых является анодом, вторая – катодом. Используются только в электрической цепи, подключенной к источнику питания постоянного тока. Несоблюдение полярности при подключении такого накопителя может привести к выходу его из строя.
• Неполярные – накопители, которые не имеют полярности подключения электродов. Используются в цепях, запитываемых переменным током.

В зависимости от материала диэлектрика:

• Танталовые;
• Ниобиевые;
• Керамические;
• Полиэтилентерефталатные;
• Полиамидные (пленочный тип);
• Полипропиленовые.

Реже встречаются старые советские конденсаторы с диэлектриком из слюды или промасленной бумаги.

По форме корпуса накопитель может быть:

• Цилиндрический;
• Плоский;
• Шарообразный.

В зависимости от возможности изменения емкости конденсаторы бывают:

• Постоянные – наиболее многочисленный и распространённый вид накопителей, обладающих постоянной емкостью.
• Переменные – регулировка ёмкости таких устройств производится механически или с помощью изменения напряжения, температуры.
• Посдстроечные – емкость таких накопителей регулируется до включения аппаратуры, в которой они установлены.

Маркировка

Маркировка современных накопителей производится следующими способами:

• Тремя цифрами – при такой маркировке две первые цифры являются мантиссой, а третья – степенью основания 10;
• Четырьмя цифрами – в такой маркировке мантиссой являются первые три цифры, четвертая – степень основания 10;
• Буквенно-цифровая – в таком обозначении цифры обозначают значение емкости, а буква – десятичную запятую (п или p – пикофарады; н – нанофарады; µ или м – микрофарады).

В накопителях, имеющих большой корпус, рабочее напряжение и емкость указываются на нем в виде двух чисел. Так, например, если на корпусе имеется маркировка «1 µF 50V», это означает, что накопитель обладает емкостью 1 микрофарад и рабочим напряжением 50 вольт.

Обозначение на схемах

Требования по условному обозначению конденсаторов на электрических схемах регламентированы ГОСТ 2.728-74.

Применение

Основными применениями конденсаторов являются следующие устройства:

• Фильтры сетевых пульсаций;
• Частотные фильтры;
• Балластные блоки питания;
• Конденсаторный блок питания;
• Снабберы;
• Умножитель напряжения трамблера;
• Зарядный аппарат для автомобильных АКБ;
• Устройство плавного запуска электродвигателя (пусковой блок);
• Установка конденсаторной сварки.

Во всех данных устройствах основным назначением конденсатора является сглаживание скачков напряжения. Достигается это благодаря многократно повторяющемуся циклу заряда-разряда накопителя.

Понимать, что собой представляет и для чего нужен конденсатор, какой он имеет принцип действия, необходимо не только занимающемуся ремонтом бытовой и компьютерной техники специалисту, но и простому человеку, не имеющему дело с радиоэлектроникой. Подобные знания помогут самостоятельно найти вышедший из строя накопитель, произвести его замену.

Видео

О том, что собой представляет конденсатор, как он устроен и какими характеристиками обладает, можно узнать также в следующем видео (простой и понятной презентации школьного урока физики 10 класса).

Конденсатор это. Виды конденсаторов, их принцип работы и применение в технике

Конденсатор — это устройство с постоянным или переменным значением емкости и малой проводимостью, предназначенное для накопления заряда и энергии электрического поля (от латинского condensare, что значит уплотнять или сгущать; condensatio — накопление). Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Его емкость измеряется в фарадах.

Рассмотрим принцип работы конденсатора, узнаем какие процессы внутри него происходят и зачем нужен данный компонент.

Как работает конденсатор — устройство и принцип взаимодействия

Вначале разберемся, что такое конденсатор. Для этого рассмотрим, как данная радиодеталь изображается на схемах:

Как видно по маркировке конденсатора — это две металлические пластины, расположенные рядом с небольшим зазором. Как правило, между ними прокладывается слой диэлектрика. Также бывают конденсаторы просто с воздушным зазором.

У незнающего человека может возникнуть вопрос, какую роль играют рядом расположенные металлические пластины? Разберемся в данном вопросе:

Дело в том, что если подать на эти пластины напряжение, то они накопят электрический заряд и будут некоторое время его держать.

Как конденсаторы накапливают и держат заряд:

Например мы возьмем элемент питания, между контактами которого есть напряжение. Электрическое напряжение можно представить как стремление заряженных частиц перескочить от одного контакта к другому для устранения разности потенциалов. Подключая к источнику питания конденсатор, заряженные частицы устремляются друг к другу через него. Расстояние между платинами конденсатора невелико, но все же они разделены диэлектриком, что не позволяет частицам перескочить друг к другу. Но между ними возникает электрическое поле, которое подобно магнитному удерживает в притянутом друг к другу состоянии отрицательно заряженные частицы на одной пластине, а положительно заряженные — на другой. Соответственно происходит накопление в конденсаторе заряда.

Логично предположить, что чем больше пластин и чем они ближе друг к другу, тем больше заряженных частиц можно удержать на их плоскостях.

Как уже упоминалось, заряженные частицы устремляются друг к другу и заполняют всю площадь пластин. Движение заряжает их — это и есть электрический ток. Получается, что в момент зарядки конденсатора элемент питания отдает свой заряд. Но в отличие от аккумуляторов сила тока накопления и отдачи заряда конденсаторов ограничивается сопротивлением проводников и некоторыми нюансами, зависящими от типов компонентов.

Емкость конденсаторов

Свойство конденсатора накапливать электрический заряд характеризуется физической величиной — электроемкостью.

Электроемкость обозначается буквой C и определяется по формуле: C=q ⁄ U, где q — заряд конденсатора, U — напряжение между обкладками конденсатора. Электроемкость конденсатора зависит от площади перекрытия пластин и расстояния между ними, а также от свойств используемого диэлектрика: C ∼ S ⁄ d, где S — площадь каждой обкладки, d — расстояние между обкладками.

За единицу электроемкости в СИ принимается Фарад (Ф). 1 Фарад равен емкости конденсатора, при которой заряд 1 Кулон создает между его обкладками напряжение 1 Вольт: 1 Фарад = 1 Кулон ⁄ 1 Вольт.

1 Ф — это большая емкость для конденсатора. Чаще всего конденсаторы имеют электроемкость, равную дольным единицам Ф: микрофарад (мкФ) — это 10 в минус 6 степени Ф, пикофарад (пФ) — это 10 в минус 12 степени Ф.

Для получения требуемой емкости конденсаторы соединяют в батареи:

	Если конденсаторы соединены параллельно, то общая емкость равна сумме емкостей: Cоб = C1 + C2 + C3.
	Если конденсаторы соединены последовательно, то общая емкость будет равна: 1 ⁄ Cоб = 1 ⁄ C1 + 1 ⁄ C2 + 1 ⁄ C3.

Виды конденсаторов в зависимости от конструкции

Прежде чем переходить к классификации, нужно отметить, что пластины конденсаторов правильнее называть обкладками. Это обусловлено тем, что не всегда используются именно пластины.

Электролитические конденсаторы (оксидные)

Электролитические конденсаторы (оксидные) — это разновидность конденсаторов, в которых диэлектриком между обкладками является пленка оксида металла, где анод выполнен из металла, а катод представляет собой твердый, жидкий или гелевый электролит.

В алюминиевых электролитических конденсаторах используется алюминиевая фольга, свернутая для экономии пространства в рулон, а в качестве второй обкладки используется жидкий электролит. Такие конденсаторы имеют достаточно большую емкость, так как электролит ввиду своего агрегатного состояния очень плотно прилегает к первой обкладке. А разделяет эти слои тончайший диэлектрик в виде оксидной пленки на алюминиевой фольге.

Электролитические (оксидные) конденсаторы имеют полярность («+», «-»), и ее нужно соблюдать при подключении. При смене полярности из-за химических процессов слой оксидной пленки разрушается, но электролит подобран таким образом, что при повторном подключении уже с правильной полярностью разрушенные участки оксидной пленки восстанавливаются.

Восстановительный процесс называется анодированием. При этом выделяется газ, и конденсатор может вздуться. На электролитических конденсаторах сверху делаются насечки, чтобы при сильном вздутии он не взорвался, а просто раскрылся в этом ослабленном месте.

Из недостатков электролитических (оксидных) конденсаторов можно также выделить, что из-за свернутой в рулон обкладки она имеет паразитную индуктивность. Из-за такой индуктивности на высокой частоте конденсатор может вести себя как дроссель. Такие конденсаторы ввиду неидеальности электролита как проводника также имеют паразитное сопротивление. Данное сопротивление со временем увеличивается из-за высыхания электролита.

К электролитическим конденсаторам относятся и следующие типы:

• В танталовых конденсаторах в роли анода (обкладки, к которой подключается плюсовой контакт) используется танталовая губка, которая находится в среде электролита (катода). Обкладки разделяет оксидная пленка на металле. Танталовые конденсаторы не подвержены паразитной индуктивности и используются в высокочастотных цепях.
• В ниобиевых электролитических конденсаторах пассивированный металлический ниобий или монооксид ниобия рассматривается в качестве анода, а на анод добавляется изолирующий слой пятиокиси ниобия, так что он действует как диэлектрик. Твердый электролит укладывается на поверхность оксидного слоя, который действует как катод. Основным преимуществом ниобиевых конденсаторов является способность выдерживать высокие температуры во время пайки и довольно большая удельная емкость. Данные компоненты легко встраиваются в печатную плату и требуют соблюдения идеальной полярности. Любое обратное напряжение или ток пульсации, превышающий указанный разрушит диэлектрик и сам конденсатор.

Керамические конденсаторы

Керамический конденсатор — это накапливающий электронный компонент, у которого диэлектриком служит керамика на основе титанатов циркония (ZrTiO3), кальция (CaTiO3), никеля (NiTiO3) и бария (BaTiO3) (в особых случаях применяют конденсаторную керамику на базе Al2O3, SiO2, MgO).

Керамические конденсаторы дополнительно можно разделить на два подвида:

• Дисковые керамические конденсаторы состоят из двух обкладок, которые разделены между собой керамическим диэлектриком.
• В многослойных элементах обкладки представлены в виде пачек из металлических пластин, которые входят друг в друга, и которые все так же разделены керамическим диэлектриком.

В отличие от электролитических конденсаторов, керамические имеют меньшую емкость. При этом они более надежны и не имеют паразитной индуктивности, так как обкладки не свернуты в рулон. А благодаря современным технологическим процессам в какой-то степени нивелируется недостаток с малой емкостью (конденсаторы могут иметь емкость десятки микрофарад).

Основной недостаток данного типа конденсаторов кроется в самой керамике. Такой диэлектрик очень сильно подвержен термическому воздействию. От перепадов температуры меняется емкость конденсатора. Также в зависимости от приложенного напряжения емкость может колеблется.

Существуют более качественные керамические диэлектрики — керамика первого класса. С такими изоляторами описанные выше проблемы исчезают. Но ухудшается показатель емкости к объему, и увеличивается цена компонента.

Пленочные конденсаторы

Для того, чтобы избежать недостатков керамических конденсаторов, применяют другой тип — пленочные, которые используют в качестве диэлектрика между обкладок пленку из разных материалов (полистирол, полипропилен, тефлон).

Пленочные конденсаторы можно считать почти идеальными. Они очень стабильно держат емкость, не имеют индуктивности, умеют самостоятельно восстанавливаться после пробоя. Но, к сожалению, их соотношение емкости к объему одно из самых худших. Их используют в ответственных и важных местах схем, где нужно пожертвовать пространством на плате в угоду надежности и стабильности.

Применение конденсаторов в электротехнике

В данном пункте разберемся с типами конденсаторов, но уже не по конструкции, а по применению.

Начнем изучение с пусковых конденсаторов. Как известно у электродвигателей пусковой ток гораздо выше, чем номинальный рабочий ток. И так как конденсатор может отдать ток очень большой величины, то параллельно лини питания подключается элемент большей емкости. Если таким же образом установить конденсатор после трансформатора и диодного моста, то его уже можно будет называть сглаживающим. Дело в том, что скорость зарядки конденсатора велика, и он будет заряжаться пиками, полученными от выпрямленного переменного напряжения.

Может возникнуть вопрос, почему после выпрямления переменного тока напряжение поднимается? Переменное напряжение обычно считается как среднеквадратичное, но в вершине своей амплитуды оно имеет гораздо выше значение, и конденсатор заряжается этими пиками и стремится держать это максимальное напряжение.

В импульсных блоках питания для сглаживания применяются одновременно разные типы конденсаторов (обычно оксидные и керамические), подключенных параллельно. Электролитические элементы ввиду своей большой емкости хорошо сглаживают низкочастотные пульсации большой амплитуды. А керамические конденсаторы хороши тем, что имеют минимальное внутреннее сопротивление и хорошо сглаживают высокочастотные пульсации.

Чтобы перейти к следующим сценариям применения, нужно принять тот факт, что конденсатор проводит переменный ток. Разберемся подробнее. В тот момент, пока конденсатор заряжается, по цепи передвигаются заряженные частицы (что и является течением тока). При постоянном токе движение частиц в цепи происходит только в то время, пока конденсатор заряжается. При переменном же токе полярность постоянно меняется и конденсатор будет постоянно заряжаться, и из-за этого будет поддерживаться течение тока. Уменьшая емкость конденсатора можно ограничивать мощность, подаваемую к нагрузке. При одинаковой емкости, но увеличивая частоту переменного тока и соответственно процесса зарядки, можно пропустить через конденсатор ток большей величины. Использующие такой принцип работы конденсаторы называются гасящими или балластными.

Разделительные конденсаторы (межкаскадные) как правило используют на звуковом усилении. Для того, чтобы транзистор усиливал сигнал, нужно переменный звуковой сигнал сместить полностью в постоянную сторону (перемещение переменного синуса в одну из полярностей). По сути получается постоянный, но пульсирующий ток. Транзистор полученный результат усиливает, и остается подать сигнал на динамик. Но это невозможно, так как ток имеет постоянную составляющую. Если после усиливающего каскада поставить конденсатор, то он вычтет из сигнала всю постоянную составляющую. В итоге получится чистый синусоидальный сигнал. Если уменьшить емкость используемого конденсатора, то можно обрезать низкие частоты. Данные частоты имеют большую ширину волны и не впишутся в меньшую емкость компонента.

В заключение стоит отметить, что конденсаторы применяются в паре с другими радиокомпонентами. Такие связки используются для создания всевозможных колебательных контуров, частотных фильтров и цепей обратной связи.

Компьютерные кресла для подростков

1. Плюсы и минусы
2. Советы по выбору
3. Виды

Хорошее компьютерное кресло для подростка призвано прежде всего сберечь нормальную осанку и сохранить зрение в норме как можно дольше. Достаточно понаблюдать, как именно ребенок выполняет домашнее задание. Даже дисциплинированные дети через некоторое время, сами того не осознавая, стараются занять максимально расслабленную позицию. В этом не было бы ничего плохого, но обычно такая компенсирующая поза вредит опорно-двигательному аппарату. Потому без специального кресла для компьютера, которое позволит избежать необходимости непрерывно контролировать посадку ребенка, сложно обойтись.

Плюсы и минусы

Особые кресла позволят постоянно поддерживать спину подростка в пправильном положении. Они при этом гарантируют и оптимальный уровень комфорта без постоянных «ерзаний». Позвоночник будет разгружен и станет испытывать лишь минимальное давление. Гарантируется и отсутствие проблем с кровотоком. Минус у них только один: за компьютерное кресло придется отдать приличные деньги, а использовать его как-то еще очень сложно.

Советы по выбору

Для ученика начальной школы стоит воздержаться от покупки моделей на роликах. А вот подростки 12-15 лет уже достаточно хорошо контролируют себя, и не станут превращать сидячее место в постоянную игрушку. Они гораздо больше концентрируются на том занятии, ради которого садятся за компьютер.

Чтобы кресло прослужило дольше и адаптировалось к разным ситуациям, нужно выбирать модели с газлифтом или гидравлическим подъемником. Предпочтение стоит отдавать моделям с анатомической спинкой.

Распространенная ошибка – полагать, что выбрать кресло можно только по его стоимости. Наиболее дешевые модели крайне редко оправдывают ожидания. А наиболее дорогие часто означают банальную переплату за громкое имя. Еще важно учитывать уровень нагрузки, которую может перенести кресло. Радиус крестовины у хороших моделей – минимум 0,53 м.

Для девочки и для мальчика компьютерное кресло может отличаться минимально. Главное, чтобы оно нравилось ребёнку и вписывалось в дизайн комнаты. Каких-либо анатомических особенностей у них не бывает, нужно только учесть требования к расцветке. Еще стоит обратить внимание на:

использование стопорной системы на роликах, которая не даст креслу самовольно катиться, когда на него встают или садятся;

возможность отрегулировать наклон спинки и глубину посадочного места;

качество обработки деталей;

отсутствие малейших сколов и трещин;

использование в обивке строго гипоаллергенных материалов;

ТОП-15 лучших детских компьютерных кресел: рейтинг 2021 года и какое выбрать для домашнего пользования ребенку

Данный рейтинг детских компьютерных кресел на нашем сайте Vyborcen.com — отличный вариант быстро выбрать нужную модель. Для более простой навигации мы разбили рейтинг на категории:

В начале сентября все острее встает вопрос приобретения детской мебели для школьника, ведь он будет проводить много времени в своем рабочем уголке, выполняя домашние задания, читая или играя.

И выбор компьютерного кресла — совсем не такая простая задача, как кажется — ведь оно должно быть не только красивым и удобным, но и максимально эргономичным, поддерживающим осанку и дающим ребенку возможность слегка расслабиться и изменить положение тела во время долгих занятий.

Чтобы помочь родителям сделать правильный выбор, мы рассмотрели представленные в интернет-магазинах компьютерные кресла, изучили их особенности, характеристики и функциональность, просмотрели обзоры и отзывы, и включили в наш рейтинг только лучшие модели, способные стать настоящими помощниками подрастающему школьнику.

Рейтинг ТОП-15 лучших детских компьютерных кресел 2021 года

Место	Наименование	Цена
Лучшие детские компьютерные кресла по цене/качеству на 2021 год
1	TetChair Кидди	Узнать цену
2	Chairman Kids 110 детское	Узнать цену
3	Бюрократ CH-797 детское	Узнать цену
Лучшие детские компьютерные кресла с регулировкой глубины сиденья
1	Бюрократ CH-W299 детское	Узнать цену
2	Nowy Styl Ministyle	Узнать цену
3	MEALUX Mio-2	Узнать цену
Лучшие детские компьютерные кресла с поддержкой поясницы
1	Chairman Kids 122	Узнать цену
2	Бюрократ KD-9	Узнать цену
3	MEALUX Match	Узнать цену
Лучшие детские компьютерные кресла с колесиками
1	Бюрократ CH-W201NX	Узнать цену
2	Chairman Kids 103	Узнать цену
3	DUOREST Kids DR-289SG	Узнать цену
Лучшие детские компьютерные кресла с регулировкой наклона спинки
1	FUNDESK Primavera I	Узнать цену
2	Chairman Kids 108	Узнать цену
3	ТМ дэфо Престиж GTP	Узнать цену

Как выбрать детское компьютерное кресло в соотношении цена/качество?

Чтобы выбрать компьютерное кресло, которое будет ежедневно использоваться ребенком, стоит уделить внимание следующим параметрам и особенностям:

• рекомендуемый производителем вес пользователя — детские компьютерные кресла преимущественно имеют ограничения по весу в пределах от 60 кг для моделей, предназначенных для учеников младших и средних классов, до полноразмерных моделей с ограничением нагрузки в 120 кг, на которых можно разместиться даже взрослому человеку;
• рекомендуемый рост пользователя — современные компьютерные кресла зачастую могут «расти» вместе с ребенком за счет регулируемых параметров сиденья (его высоты над уровнем пола и глубины посадки), а также возможности подъема и наклона спинки с учетом роста малыша;
• ортопедическая функциональность — производители выпускают модели, которые поддерживают спину и поясницу ребенка, оснащены съемной подставкой, предназначенной для малышей, ножки которых еще не достают до пола, также встречаются модели с эргономичной формой спинки и изгибами сиденья для поддержания правильной посадки и осанки ребенка;
• удобство — самый важный, но сложнопрогнозируемый параметр, который обычно выявляется после некоторого времени использования; при этом, при наличии возможности стоит посидеть в собранном кресле перед его покупкой и отрегулировать его высоту и глубину, чтобы оценить, будет ли ребенку в нем комфортно и сможет ли он корректировать параметры кресла самостоятельно или потребуется привлечение взрослых;
• материал кресла — материал конструкции (тяжелый и надежный металл или прочный и более легкий пластик), сидений (комфортная тканевая или легко очищаемая кожаная обивка, в том числе — из экокожи), материал спинки (вентилируемая сетчатая или выполненная из того же материала, что и сиденье), наполнение (недорогой и мягкий поролон или дорогой наполнитель с эффектом памяти);
• дополнительная функциональность — некоторые кресла имеют удобные съемные подлокотники и подголовники, повышающие комфорт их использования, более дорогие кресла комплектуются дополнительными чехлами, которые можно снять и постирать по мере загрязнения, большинство моделей кресел оснащены колесиками, в том числе — с возможностью их фиксации, а отдельные модели имеют функцию качания, которая даст школьнику возможность немного расслабиться и сменить позу во время занятий.

Лучшие детские компьютерные кресла по цене/качеству на 2021 год

Лучшими детскими компьютерными креслами, одновременно качественными, функциональными и доступными по цене, в 2021 году стали следующие модели.

TetChair Кидди

Легкое, эргономичное и привлекательное кресло, которое наверняка станет настоящим украшением компьютерного уголка школьника и позволит ребенку получать только положительные эмоции во время игр и учебы, благодаря сочным расцветкам и интересному дизайну.

Прочная пластиковая спинка, изготовленная из жесткой сетки, не только обеспечит правильную анатомическую посадку ребенка и поддержит растущий позвоночник, но и будет препятствовать запотеванию спины ученика даже при длительном использовании.

Трехлучевая крестовина в основании оснащена 6-ю прорезиненными роликами и металлическим ободом-подножкой, что дарит максимальный комфорт передвижения и использования, а также исключает необходимость приобретения громоздкой подставки для ног.

Кресло рассчитано на нагрузку до 100 кг, благодаря чему оно выдержит даже вес родителей, если им потребуется ненадолго присесть за ученический стол.

Имеется возможность регулировки высоты спинки и сиденья, исходя из роста ребенка, а продуманная конструкция роликов даже при интенсивном катании не повредит самое требовательное напольное покрытие, одновременно обеспечивая устойчивое и надежное положение кресла на полу.

Характеристики:

• спинка — 83-94 см;
• сиденье (ширина, глубина, высота) — 43х37х40-51 см;
• нагрузка — 100 кг;
• особенности — варианты расцветок (однотонные), сетчатая спинка, газлифт, подставка-обод для ног.

Рейтинг лучших кресел для школьников (ТОП-7) 2021

Здоровье детей – главная задача родителей. Это касается не только полноценного питания и физической активности. Правильную осанку также необходимо беречь смолоду. Для этого надо выбрать хорошее кресло, которое будет несложно выбрать, зная всего несколько параметров.

Как правильно выбрать стул или кресло для школьника

Чтобы уменьшить нагрузку на позвоночник во время учёбы, необходимо правильно выбрать удобное сидение для ребенка с учетом важных факторов:

Ортопедическая спинка. Она точно повторяет изгибы позвоночника ребенка и формирует правильную осанку, за счет регулирования по высоте и глубине. В сидячем положении линия бедер и спина ребенка должны быть под прямым углом. Для этого можно просто сменить высоту стула. Стопы ребенка не должны болтаться, а стоять на полу или на подножке тоже под прямым углом.

Подлокотники. Желательно, с ними кресла не приобретать. Руки у ребенка должны находиться на столешнице. И вместо того, чтобы держать спину прямо ребёнку захочется облокотиться то на одну, то на другую сторону, что ведёт к искривлению позвоночника.

Колесики. Их наличие важно, так как ребенок не сможет кататься. Они регулируются механической или автоматической блокировкой. Механическая фиксация колесиков выполняется непосредственно родителями, а автоматическая срабатывает, когда вес сидящего составляет 30 кг и более.

Высота. Она подбирается исключительно по параметрам роста ребенка. Но не стоит забывать, что кресло лучше приобрести с запасом на вырост. Это позволит менять высоту сидения и спинки, когда ребенок подрастет. Это значительно сэкономит бюджет и не будет отвлекать ребенка от учебы.

Правильная посадка

При правильной посадке должны быть задействованы почти все части тела. Это спина, плечи, руки и ноги. Несложные правила помогут сохранить осанку и хорошо учиться.

• – Спина должна быть ровная, а плечи расправлены.
• – Руки должны быть согнуты и лежать на столе.
• – Ноги должны находиться в согнутом виде под углом 90 0 С и соприкасаться с полом.
• – Следует помнить про 3 прямых угла – это согнутые руки, линия бедер и спина, согнутые колени.

Когда делать перерыв

Долгое сидение на кресле вредно для здоровья. Чтобы предотвратить проблемы, следует делать перерывы. Каждые 30–50 минут необходимо делать легкую разминку или достаточно походить по комнате и обратно садиться за уроки.

Лучшие кресла для школьника

Мы составили обзор ТОП-7 кресел для школьников. Чтобы выбрать хорошее кресло своему ребенку стоит обратить внимание на следующие модели:

Chairman Kids 103

Модель имеет белый или черный каркас и яркую обивочную ткань, которая очень легко чистится. Выдерживает вес ребенка или взрослого до 120 кг. Несложный механизм позволяет легко регулировать высоту. Наполнитель в кресле мягкий, колесики очень маневренные.

• прочный пластик – подлокотники, ролики, спинка, сиденье
• в меру мягкое наполнение сиденья
• яркие, симпатичные расцветки
• легкая сборка
• мягкие колесики бесшумно передвигаются по полу, не царапают его

• согласно отзывам, великовато для детей до 10 лет, подходит скорее для подростков

TetChair Кидди

Модели данной марки выпускаются в 3 модных расцветках: салатовый, розовый и голубой. Мягкое сиденье и удобная спинка в виде сетки. Высота кресла регулируется с помощью рычага. Прочный каркас из пластика.

• качественные материалы
• необычный дизайн
• прорезиненные колесики
• сидушка поднимается и опускается очень легко
• на нем удобно сидеть детям

• иногда возникают проблемы при сборке, не все отверстия совпадают

Бюрократ CH-797

Кресло имеет подлокотники и качающуюся взад-вперед спинку. Выдерживает вес до 120 кг благодаря прочному пластиковому каркасу. Высота регулируется с помощью системы газлифт. Кресло мягкое и удобное. Спинка точно повторяет формы детского позвоночника и обтянута сеткой, что позволяет детским мышцам отдыхать даже во время выполнения домашних заданий.

• простота сборки
• мягкая сидушка
• удобная спинка
• маневренные колесики
• за счет сетчатой спинки на нем не жарко сидеть летом

• быстро вырывается сетка из крепления по контуру спинки
• встречаются случаи, когда подлокотники на разном уровне

Nowy Styl Ministyle

Это кресло имеет простые регулировки. Мягкое сиденье и спинка имеют органичную форму и обеспечивают удобную посадку. Оно без подлокотников, что позволяет сидеть правильно и держать спину ровно. Высота сиденья регулируется с помощью рычага. Для регулировки спинки сзади имеется винтовая рукоятка.

• прочная ткань
• компактный
• милые рисунки, смотрятся стильно
• очень прост в сборке
• колесики очень мягкие, стул легко передвигается

• не обнаружено

FUNDESK Primo с подставкой для ног

Это ортопедическое кресло с разделенной спинкой и подставкой для ног. Помогает сформировать ровные лопатки и правильную осанку. Встроенные стопперы блокируют движение колесиков, сразу же поле того, как ребёнок сел в кресло. Расположение колесиков в виде звезды препятствует опрокидыванию кресла. Конструкция выполнена из экологически чистых материалов.

• устойчивое
• мягкое сиденье
• автоматический стопор колесиков
• есть сменные чехлы с непромокаемой основой
• отлично держит спину

• согласно отзывам, подножка не регулируется по росту ребенка — ее функция теряется
• для автоматического стопора колес недостаточно веса ребенка 8 лет

RIFFORMA Comfort-33

Кресло с удобной системой регулирования высоты спинки и глубины сиденья. Все элементы закругленные в целях безопасности. Подходит для детей от 3-х лет. При весе от 20 кг можно блокировать колеса. Для ног предусмотрена удобная полукруглая форма, которая не мешает детским ножкам, в отличие от многих моделей.

• лёгкая сборка
• устойчивость
• детям удобно сидеть в этом кресле
• хорошо поддерживается спина
• безопасен для детей

• тяжелый (14.25 кг)

MEALUX Aladdin

Основание кресла выполнено из пластика, обивка мягкая разных расцветок. Здесь можно настроить под ребенка высоту спинку, что удобно для растущего организма и для семейного бюджета.

• регулировка высоты и глубины сиденья, высоты спинки
• мягкое сиденье
• прочный материал обивки
• удобно перемещать с помощью колес
• выдерживает до 80 кг

• не обнаружено

Какое кресло для школьника для дома выбрать?

Кресла, предназначенные для дома, существуют 2-х видов:

1. Компьютерный – имеет очень мягкие и глубокие сиденья, высокую опускающуюся спинку, подлокотники и вращающийся механизм. Он не всегда подходит под интерьер комнаты, да и ребенок на таком кресле часто отвлекается от учебы. Хочется удобно разложиться и покружиться.
2. Ортопедический – у них удобная и массивная спинка, что позволяет проводить несколько часов за уроками. Спинку и сидение можно регулировать по высоте и выбирать угол наклона спинки. Они часто имеют съемную подножку, ее также можно регулировать под рост ребенка.

Когда дело касается здоровья ребенка, то лучше не скупиться и выбрать самое лучшее.

Отзывы покупателей о креслах для детей школьного возраста

Отзыв о детском кресле Chairman kids 103

Красивое с приятным цветом, мягкое удобное и прочное, подвижное и устойчивое сидеть приятно удобно, мои дети пользуются рады очень довольны, советую всем.

Автор: igor260272
https://otzovik.com/review_9032932.html

Отзыв о детском компьютерном кресле TetChair Кидди