From Wikipedia, the free encyclopedia
Конденса́тор (от лат. condensare — «ҡуйыртылған» йәки баш лат. condensatio — «туплау, йыйыу») — ике полюслы даими йәки үҙгәреүсән һыйҙырышлы[1] электр зарядын һәм электр ҡыры энергияһын туплау ҡоролмаһы.
Конденсатор пассив электрон компоненты булып тора. Конденсаторҙың һыйҙырышлылығы фарадаларҙа үлсәнә.
1745 йылда немец кононыгы Эвальд Юрген фон Клейст һәм унан айырмалы эшләгән голланд физигы Питер ван Мушенбрук электр конденсаторының конструкция-прототибын «лейден банкаһын»[2] уйлап таба[2]. Эпинус конденсаторы тип аталған ток үткәрмәй торған диэлектрик менән айырылып торған ике ток үткәргес сымдан йәки пластинканан эшләнгән ҡорамалдар элегерәк тә билдәле булған[3].
Конденсатор пассив электрон компоненты булып тора[4]. Конструкцияһының иң ябай вариантында диэлектрик менән бүленгән пластина формаһындағы ике электродтан (конденсатор түшәмәһе тип аталған) тора, диэлектриктың ҡалынлығы түшәмәләрҙең үлсәмдәре менән сағыштырғанда бәләкәй (һүрәтте ҡарағыҙ). Практикала ҡулланылған конденсаторҙар күп ҡатлы диэлектриктарҙан һәм күп ҡатлы электродтарҙан, йәки, цилиндрға йәки параллелепипедҡа төрөлгән диэлектриктың һәм электродтарҙың сиратлашып килгән таҫмаларынан тора.
Даими электр тогында конденсатор электр тогын үткәрмәй, тик электр тогын ҡабыҙғын һәм һүндергән ваҡытта ғына үткәрә. Алмаш ток сылбырында эшләгән конденсатор электр тогы тирбәлеүҙәрен үткәрә. Алмаш токта конденсатор пластинкалары алмашлап зарядлана һәм зарядһыҙлана, даими токта пластинкалар бер тапҡыр ғына зарядлана.
Комплекслы амплитудалар ысулы күҙлегенән конденсатор комплекслы импедансҡа (ҡаршылыҡҡа) эйә
бында — уйланма берәмек, — ағыусы синусоидаль токтың циклик йышлығы (радиан/с), — йышлыҡ герцтарҙа, — конденсаторҙың һыйҙырышлылығы (фарад). Бынан шулай уҡ конденсаторҙың реактив ҡаршылығы тигеҙ булыуы килеп сыға. Даими ток өсөн йышлыҡ нулгә тигеҙ, ошонан сығып, конденсаторҙың реактив ҡаршылығы сикһеҙ (идеаль осраҡта).
Йышлыҡ үҙгәргәндә диэлектриктың диэлектрик үткәреүсәнлеге һәм зыянлы параметрҙарҙың йоғонтоһо дәрәжәһе — үҙ индуктивлығы һәм тәләф ҡаршылығы үҙгәрә. Теләһә ниндәй конденсаторҙы юғары йышлыҡтарҙа, һыйҙырышлығы , үҙ индуктивлығы һәм тәләф ҡаршылығы тәшкил иткән, эҙмә-эҙлекле тирбәлеүсе контур итеп ҡарап була.
Конденсаторҙың Резонанс йышлығы:
тигеҙ.
булғанда конденсатор алмаш ток сынйырында үҙен индуктивлыҡ катушкаһы һымаҡ тота. Тимәк, конденсаторҙы тик йышлыҡтарында ҡулланыу маҡсатҡа ярашлы, бында уның ҡаршылығы һыйҙырышлыҡ характерҙа була. Ғәҙәттә конденсаторҙың максималь эшсе йышлығы резонанслы йышлыҡтан сама менән 2—3 тапҡыр түбән.
Конденсатор электр энергияһын туплай ала. Зарядланған конденсаторҙың энергияһы:
бында — зарядланған конденсатор көсөргәнеше (разность потенциалдар айырмаһы), — түшәмәләрҙең береһендәге электр заряды.
Рәсәйҙә конденсаторҙарҙы схемаларҙа шартлы график тамғалау өсөн ГОСТ 2.728-74[5] йәки халыҡ-ара ассоциация стандарты IEEE 315—1975 ҡулланырға тәҡдим ителә:
Принципиаль электр схемаларҙа конденсаторҙарҙың номиналь һыйҙырышлығы ғәҙәттә микрофарадтарҙа (1 мкФ = 1·106 пФ = 1·10−6 Ф) һәм пикофарадтарҙа (1 пФ = 1·10−12 Ф), шулай ҙа йыш ҡына нанофарадтарҙа (1 нФ = 1·10−9 Ф) күрһәтелә. Конденсаторҙың һыйҙырышлығы 0,01 мкФ-тан артмаһа, пикофарадтарҙа күрһәтәләр, шуның менән бергә үлсәү берәмеген күрһәтмәҫкә мөмкин, йәғни «пФ» постфиксын төшөрөп ҡалдыралар. Һыйҙырышлыҡ номиналын башҡа берәмектәрҙә тамғалағанда үлсәү берәмеге күрһәтелә. Электролитик конденсаторҙар өсөн, шулай уҡ юғары вольтлы конденсаторҙар өсөн схемаларҙа, һыйҙырышлыҡ номиналын тамғалағандан һуң, вольттарҙа (В) йәки киловольттарҙа (кВ) уларҙың максималь эш көсөргәнешен күрһәтәләр. Мәҫәлән ошолай: «10 мкФ × 10 В». Үҙгәреүсән конденсаторҙар өсөн һыйҙырышлығы үҙгәреү диапазонын күрһәтәләр, мәҫәлән ошолай: «10—180».
Конденсаторҙың төп характеристикаһы булып уның һыйҙырышлығы тора, ул конденсаторҙың электр зарядын туплау һәләтен характерлай. Конденсаторҙың тамғаланышында номиналь һыйҙырышлығы ҡиммәте күрһәтелә, шул уҡ ваҡытта реаль һыйҙырышлығы күп факторҙарға бәйле һиҙелерлек үҙгәрергә мөмкин. Конденсаторҙың реаль һыйҙырышлығы уның электр үҙсәнлектәрен билдәләй. Шулай, һыйҙырышлыҡтың билдәләмәһе буйынса, конденсатор түшәмәһендәге заряд түшәмәләр араһындағы көсөргәнешкә (q = CU) пропорциональ. Конденсаторҙар һыйҙырышлығының ғәҙәттәге ҡиммәттәре берәмек пикофарадтан мең микрофарадҡа тиклем тәшкил итә. Ләкин һыйҙырышлығы тиҫтәләрсә фарад тәшкил иткән конденсаторҙар (ионисторҙар) бар.
Һәр береһенең майҙаны S-ҡа тигеҙ булған, бер-береһенән d алыҫлығында урынлашҡан ике параллель металл пластинанан тоған яҫы конденсаторҙың һыйҙырышлығы, СИ системаһында түбәндәге формула менән күрһәтелә: , бында — пластиналар араһындағы арауыҡты тултырған мөхиттең диэлектрик үткәреүсәнлеге (вакуумда берәмеккә тигеҙ), — һан ҡиммәте 8,854187817·10−12 Ф/м тигеҙ булған электр даимиһы. Был формула d пластиналарҙың һыҙыҡлы үлсәмдәренән күпкә бәләкәй булғанда ғына дөрөҫ.
Ҙур һыйҙырышлы конденсаторҙар алыу өсөн уларҙы параллель тоташтыралар. Шуның менән бергә конденсаторҙарҙың бөтә түшәмәләре араһындағы көсөргәнеш бер төрлө. Параллель тоташтырылған конденсаторҙар батареяһының дөйөм һыйҙырышлығы батареяға ингән бөтә конденсаторҙарҙың һыйҙырышлыҡтары суммаһына тигеҙ.
йәки
Әгәр бөтә параллель тоташтырылған конденсаторҙарҙың түшәмәләре араһындағы алыҫлыҡ һәм диэлектриктары үҙсәнлектәре бер төрлө булһа, ул саҡта был конденсаторҙарҙы бәләкәйерәк майҙанлы фрагменттарҙан торған бер ҙур конденсатор итеп ҡарап була.
Конденсаторҙарҙы эҙмә-эҙ тоташтырғанда бөтә конденсаторҙарҙың зарядтары бер төрлө, сөнки энергия сығанағынан улар тик тышҡы электродтарға ғына инәләр, ә элек бер-береһен нейтралләштергән эске электродтарҙа улар зарядтар бүленеше иҫәбенә генә барлыҡҡа киләләр. Эҙмә-эҙ тоташтырылған конденсаторҙар батареяһының дөйөм һыйҙырышлығы тигеҙ:
йәки
Был һыйҙырышлыҡ батареяға ингән конденсаторҙың минималь һыйҙырышлығынан һәр саҡ бәләкәй. Ләкин эҙмә-эҙ тоташтырғанда конденсаторҙарҙың тишелеү мөмкинлеге кәмей, сөнки һәр конденсаторға көсөргәнеш сығанағының потенциалдар айырмаһының бер өлөшө генә тура килә.
Әгәр бөтә эҙмә-эҙ тоташтырылған конденсаторҙарҙың түшәмәләре майҙаны тигеҙ булһа, был конденсаторҙарҙы, түшәмәләре араһында бөтә конденсаторҙарҙың диэлектрик пластиналары өйөмө урынлашҡан, бер ҙур конденсатор итеп ҡарап була.
Конденсаторҙар шулай уҡ сағыштырма һыйҙырышлыҡ — һыйҙырышлыҡтың диэлектрик күләменә (йәки массаһына) сағыштырмаһы менән характерланалар. Диэлектриктың ҡалынлығы минималь булғанда сағыштырма һыйҙырышлыҡтың ҡиммәте максималь була, ләкин был осраҡта уның тишелеү көсөргәнеше кәмей.
Электролитик конденсаторҙың энергия тығыҙлығы уның төҙөлөшөнә бәйле. Корпусының массаһы түшәмәһенең һәм электролиттың массаһы менән сағыштырғанда бәләкәй булған ҙур конденсаторҙарҙа тығыҙлыҡ максималь була. Мәҫәлән, 12 000 мкФ һыйҙырышлы, максималь рөхсәт ителә торған көсөргәнеше 450 В һәм массаһы 1,9 кг булған EPCOS B4345 конденсаторҙарының энергия тығыҙлығы максималь көсөргәнештә 639 Дж/кг йәки 845 Дж/л тәшкил итә. Был параметр бигерәк тә, конденсаторҙы артабан кинәт бушатыу өсөн энергия туплаусы сифатында ҡулланғанда мөһим, мәҫәлән, Гаусс пушкаһында.
Конденсаторҙарҙың икенсе мөһим характеристикаһы булып номиналь көсөргәнеш — конденсаторҙа күрһәтелгән, хеҙмәт итеү срогы дауамында бирелгән шарттарҙа, параметрҙарҙы рөхсәт ителгән сиктәрҙә һаҡлап эшләй алған көсөргәнеш ҡиммәте тора. Номиналь көсөргәнеш конденсаторҙың төҙөлөшөнә һәм ҡулланылған материалдарҙың үҙсәнлегенә бәйле. Конденсаторҙа эксплуатация көсөргәнеше номиналь көсөргәнештән юғары булырға тейеш түгел.
Күп оксидлы диэлектриклы (электролит) конденсаторҙар, электролиттың диэлектрик менән үҙ-ара тәьҫир итешеүе химик үҙенсәлектәре арҡаһында, көсөргәнештең корректлы полярлығы ваҡытында ғына эшләй. Көсөргәнештең кире полярлығы ваҡытында электролит конденсаторҙар ғәҙәттә, диэлектриктың химик емерелеүе һәм токтың артабанғы артыуы, эстә электролиттың ҡайнауы, эҙемтә булараҡ корпустың шартлау ихтималлығы арҡаһында, эштән сығалар.
Электролит конденсаторҙарҙың шартлауы — йыш таралған күренеш. Шартлауҙың төп сәбәбе булып күп осраҡта, иҫкереү арҡаһында ағып кәмеү йәки эҙмә-эҙ ҡаршылыҡтың артыуы барлыҡҡа килтергән, конденсаторҙың үтә йылыныуы тора (импульслы ҡоролмаларға хас). Хәҙерге заман компьютерҙарында конденсаторҙарҙың үтә йылыныуы — йылылыҡ сығанағына яҡын тороуы арҡаһында уларҙың сафтан сығыуының йыш сәбәбе.
Башҡа деталдәрҙең боҙолоуын һәм персоналдарҙың йәрәхәтләнеүен кәметеү өсөн хәҙерге заман ҙур һыйҙырышлы конденсаторҙарҙа бәреп сығарылмалы һаҡлағыс клапан ҡуялар йәки корпуста киртек яһайҙар (йыш ҡына уны сатраш йәки X, K, Т хәрефтәре формаһында цилиндрик корпусы киҫемендә күрергә мөмкин, ҡайһы берҙә, ҙур конденсаторҙарҙа, ул пластик менән ҡапланған). Эстә баҫым артҡанда клапандың пробкаһы атылып сыға йәки корпус киртек буйынса емерелә, электролит парҙары әсе газ, хатта, шыйыҡлыҡ сәсрәүе рәүешендә сығалар. Был ваҡытта конденсатор корпусының емерелеүе шартлауһыҙ була, түшәмәләре һәм сепаратор туҙҙырып ташланмай.
Элекке электролит конденсаторҙар герметик корпустарҙа сығарылған һәм уларҙың корпустары конструкцияһында шартлау хәүефһеҙлеге күҙ уңында тотолмаған. Иҫкергән конденсаторҙарҙың корпусы шартлағанда ярсыҡтарҙың сәселеү тиҙлеге кешене йәрәхәтләү өсөн етерлек булырға мөмкин.
Электролит конденсаторҙарҙан айырмалы рәүештә, оксидлы ярымүткәргесле (танталлы) конденсаторҙарҙың шартлау ҡурҡынысы, бындай конденсаторҙарҙың ысынында щартлағыс ҡатышманан тороуы менән бәйле: яғыулыҡ сифатында тантал хеҙмәт итә, ә окислаштырыусы сифатында — марганец двуокисы, һәм был ике компонент та конденсатор конструкцияһында йоҡа порошок рәүешендә аралаштырылған. Конденсатор тишелгәндә йәки яңылыш уның полюстарын бутағанда, ток бүлеп сығарған йылылыҡ был компоненттар араһында, шартлау тауышы һәм көслө балҡыу күренешендәге реакция тыуҙыра, ул осҡондар һәм корпус ярсыҡтары һибелеү менән бергә бара. Бындай шартлау көсө ҙур, бигерәк тә ҙур конденсаторҙарҙа, һәм яҡындағы радиоэлементтарға ғына түгел, платаға ла зыян килтерергә һәләтле. Бер нисә конденсатор яҡын урынлашҡан булһа, эргәләге конденсаторҙарҙың корпусы янып тишелергә мөмкин, был бөтә коденсаторҙарҙың бер үк ваҡытта шартлауына килтерергә мөмкин.
Ысынбарлыҡта булған конденсаторҙар, һыйҙырышлыҡтан тыш, шулай уҡ үҙ эҙмә-эҙ һәм параллель ҡаршылыҡҡа һәм индуктивлыҡҡа эйә булалар. Практика өсөн етерлек теүәллек менән реаль конденсаторҙың эквивалентлы схемаһын һүрәттә күрһәтелгәнсә күҙ алдына килтерергә мөмкин, бында бөтә ике полюслылар идеаль тип уйланыла.
Конденсаторҙарҙы төп классификациялау конденсаторҙағы диэлектрик тибы буйынса башҡарыла. Диэлектрик тибы конденсаторҙарҙың төп электр параметрҙарын билдәләй: изоляция ҡаршылығын, һыйҙырышлығының тотороҡлоғон, юғалтыуҙар дәүмәлен һәм башҡалар.
Диэлектрик төрө буйынса булалар:
Бынан тыш, конденсаторҙар үҙҙәренең һыйҙырышлылығын үҙгәртеү мөмкинлеге буйынса төргә бүленәләр:
Тәғәйенләнешенә бәйле рәүештә конденсаторҙарҙы шартлы рәүештә дөйөм һәм махсус тәғәйенләнешле конденсаторҙарға бүлергә мөмкин. Дөйөм тәғәйенләнешле конденсаторҙар аппаратураларҙың күпселек төрҙәрендә һәм класында ҡулланылалар. Уларға айырым талаптар ҡуйылмаған киң таралған түбән вольтлы конденсаторҙарҙы индерәләря. Башҡа бөтә конденсаторҙар махсус конденсаторҙар булып торалар. Уларға юғары вольтлы, импульслы, ҡамасауҙы бөтөрөүсе, дозиметрлы, эшләтеп ебәреүсе һәм башҡа конденсаторҙар инә.
Шулай уҡ конденсаторҙарҙы түшәмәләренең формаһы буйынса төргә айыралар: яҫы, цилиндрик, сферик һәм башҡалар.
Конденсаторҙар электротехниканың бөтә өлкәләрендә лә ҡулланылалар.
Совет/Рәсәй конденсаторҙарын тамғалауҙың ике системаһы бар: хәрефле (элекке) һәм цифрлы (яңы).
Хәрефле система 1960 йылға тиклем эшләнгән конденсаторҙарға ҡулланыла. Был системала беренсе К хәрефе конденсатор тигәнде аңлата, икенсеһе — диэлектрик тибын (Б — ҡағыҙ, С — слюдалы, К — керамик, Э — электролитлы һәм башҡа шулай…), өсөнсө — конструктив үҙенсәлектәрен (герметик эшләнгәнлеген йәки эксплуатациялау шарттарын). Тамғалау системаһын ябайлаштырыу өсөн йыш ҡына, икенсе һәм артабанғы хәрефтәрҙе ҡалдырып, беренсе К хәрефен төшөрөп ҡалдыралар[8].
Яңы (цифрлы) системаға ярашлы конденсаторҙарҙың маркировкаһы диэлектрик төрө, тәғәйенләнеше һәм эшләнеү варианты буйынса төркөмдәргә бүленә[9]. Согласно этой системе, первая буква «К» означает «конденсатор», дальше следует цифра, обозначающая вид диэлектрика, и буква, указывающая, в каких цепях может использоваться конденсатор; после неё стоит номер разработки или буква, указывающая вариант конструкции[10].
Емергес көсөргәнеш һәм конденсатор ҡыҫҡыстарына был көсөргәнеш ҡуйылған ваҡыт араһында бәйләнеш. эмпирик формулаһы менән билдәләнә, бында — диэлектрик үҙсәнлектәренә бәйле даими коэффициент, .
Нормаль шарттарҙа 1 сәғәт эшләгәндән эштән туҡтау интенсивлығы. Уртаса беренсе ҡапыл туҡтау ваҡыты: , бында — диэлектрик үҙсәнлектәренә бәйле даими коэффициент, , — рөхсәт ителгән көсөргәнеш, — эшләү көсөргәнеше.
Температураның хеҙмәт итеү срогына тәьҫире ошо формула менән күрһәтелә: , бында даими һыйҙырышлы ҡағыҙлы, слюдалы һәм керамик конденсаторҙар өсөн, быяла пленкалы, һәм — конденсаторҙың ярашлы рәүештә һәм температураһында хеҙмәт итеү срогы.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.