Selgitades, mis on kondensaator, peame selgelt mõistma iga enam-vähem tõsise elektroonikaseadme selle asendamatu elemendi toimimise ja konstruktsiooni füüsilisi aluseid.
Kondensaator on elektriahela element, mis koosneb kahest juhtivast plaadist, millest igaüks sisaldab vastupidise märgiga elektrilaengut. Plaadid on eraldatud dielektrikuga, mis aitab neil seda laengut säilitada.
Kondensaatorites kasutatakse mitut tüüpi isolatsioonimaterjale, sealhulgas keraamikat, vilgukivi, tantaal ja polüstüreen. Kondensaatorite valmistamisel kasutatakse laialdaselt ka selliseid isolaatoreid nagu õhk, paber ja plastik. Kõik need materjalid takistavad tõhus alt kondensaatoriplaatidel üksteisega kokku puutumast.
Mis on kondensaatori mahtuvus?
Mõte "kondensaatori mahtuvus" iseloomustab selle võimet koguda elektrilaengut. Mahtuvusühik on Farad.
Kui kondensaator säilitab 1 ripatsi laengu ja selle plaatide potentsiaalide erinevus on 1 V, siis on selle võimsus üks Farad. Tegelikult on see seade enamiku praktiliste rakenduste jaoks liiga suur. Tüüpilised väärtusedmahtuvus kondensaatorite kasutamisel langeb vahemikku mifarad (10-3 F), mikrofarad (10-6 F) ja picofarad (10-12 F).
Mis on kondensaatorid?
Et mõista, mis on kondensaator, tuleb arvestada selle komponendi põhitüüpidega, olenev alt eesmärgist, kasutustingimustest ja dielektriku tüübist.
Elektrolüütkondensaatoreid kasutatakse ahelates, kus on vaja suurt mahtuvust. Enamik neist elementidest on polaarsed. Levinud materjalid nende jaoks on tantaal või alumiinium. Alumiiniumist elektrolüütkondensaatorid on palju odavamad ja nende kasutusala on laiem. Tantaalil on aga oluliselt suurem mahuline kasutegur ja parem elektriline jõudlus.
Tantaalkondensaatorites on dielektrikuna tantaaloksiid. Neid eristab kõrge töökindlus, head sagedusomadused, lai töötemperatuuri vahemik. Neid kasutatakse laialdaselt elektroonikaseadmetes, kus väikeses pakendis on vaja suurt mahtuvust. Nende eeliste tõttu toodetakse neid suurtes kogustes elektroonikatööstuse vajadusteks.
Tantaalkondensaatorite puudused hõlmavad tundlikkust voolu pulsatsiooni ja ülepinge suhtes, samuti nende toodete suhteliselt kõrget hinda.
Toitekondensaatoreid kasutatakse tavaliselt kõrgepingesüsteemides. Neid kasutatakse laialdaselt elektriliinide kadude kompenseerimiseks, samuti võimsusteguri parandamisekstööstuslikud elektripaigaldised. Valmistatud kvaliteetsest metalliseeritud propüleenkilest, mis on spetsiaalselt immutatud mittetoksilise isoleerõliga.
Võib omada sisemiste kahjustuste puhul iseparanevat funktsiooni, mis annab neile täiendava töökindluse ja pikendab nende kasutusiga.
Keraamiliste kondensaatorite dielektriliseks materjaliks on keraamika. Neil on kõrge tööpinge funktsionaalsus, töökindlus, väikesed kaod ja madal hind.
Mahtuvuste vahemik varieerub mõnest pikofaraadist umbes 0,1 uF-ni. Need on praegu üks elektroonikaseadmetes kõige laialdasem alt kasutatavaid kondensaatoritüüpe.
Hõbedased vilgukivist kondensaatorid on asendanud varem lai alt levinud vilgukivielemendid. Omab suurt stabiilsust, suletud korpust ja suurt võimsust mahuühiku kohta.
Hõbedast vilgukivist kondensaatorite laialdast kasutamist takistab nende suhteliselt kõrge hind.
Paber- ja metall-paberkondensaatoritel on õhukesest alumiiniumfooliumist plaadid ning dielektrikuna kasutatakse tahke (sula) või vedela dielektrikuga immutatud spetsiaalset paberit. Neid kasutatakse kõrge vooluga raadioseadmete madalsageduslikes ahelates. Need on suhteliselt odavad.
Mis on kondensaator
Seal on mitmeidnäited kondensaatorite kasutamisest väga erinevatel eesmärkidel. Eelkõige kasutatakse neid laialdaselt analoogsignaalide ja digitaalsete andmete salvestamiseks. Telekommunikatsioonis kasutatakse sageduse reguleerimiseks ja telekommunikatsiooniseadmete häälestamiseks muutuvaid kondensaatoreid.
Tüüpiline näide nende kasutamisest on kasutamine toiteallikates. Seal täidavad need elemendid nende seadmete väljundis alaldatud pinge tasandamise (filtrimise) funktsiooni. Neid saab kasutada ka pingekordistites, et tekitada sisendpingest mitu korda kõrgemaid pingeid. Kondensaatoreid kasutatakse laialdaselt erinevat tüüpi pingemuundurites, arvutiseadmete katkematutes toiteallikates jne.
Selgitades, mis on kondensaator, ei saa jätta ütlemata, et see element võib olla ka suurepärane elektronide hoidla. Kuid tegelikkuses on sellel funktsioonil teatud piirangud kasutatud dielektriku isolatsiooniomaduste ebatäiuslikkuse tõttu. Sellegipoolest on kondensaatoril võime laadimisahelast lahtiühendatuna salvestada elektrienergiat üsna pikka aega, nii et seda saab kasutada ajutise toiteallikana.
Oma ainulaadsete füüsikaliste omaduste tõttu on need elemendid leidnud elektroonika- ja elektritööstuses nii laialdast kasutust, et tänapäeval on harvaesinev olukord, kus elektritoode ei sisalda vähem alt üht sellist komponenti.
Kokkuvõttes võime väita, et kondensaator onhindamatu osa paljudest elektroonika- ja elektriseadmetest, ilma milleta poleks mõeldav edasine areng teaduses ja tehnoloogias.
See on kondensaator!
