Kondensator to urządzenie, które służy do przechowywania energii. Jest również znany z zastosowania w redukcji szumów, czujnikach i nadajnikach radiowych dużej mocy.
Samoindukcyjność
Samoindukcyjność kondensatora jest mierzona na podstawie tego, jak prąd przez niego przepływający generuje pole magnetyczne. Oprócz generowania pola magnetycznego, mniejsza indukcyjność własna wytwarza niższe napięcie. Ten efekt jest również znany jako absorpcja dielektryczna lub DA.
Na ogół DA może się wahać od 0,02% do 10%, w zależności od materiału użytego do produkcji kondensatora. Większość nowoczesnych kondensatorów bez problemu wykazuje DA mniejsze niż 1%.
Jednym z najbardziej znaczących efektów pasożytniczych związanych z kondensatorami jest absorpcja dielektryczna. Zjawisko to jest najbardziej zauważalne w obwodach próbkowania i zatrzymywania, gdzie energia pierwotnego kondensatora o niskiej indukcyjności jest wyrzucana przez rurkę wyładowczą.
Oprócz indukcyjności kondensatora należy wziąć pod uwagę kilka rzeczy. Po pierwsze, moc kondensatora jest czynnikiem decydującym o mocy, jaką może on wytworzyć. Ponadto ESR i ESL kondensatora są ważne dla celów EMC.
Redukcja hałasu
Kondensator to dobry sposób na redukcję hałasu. Odpowiedni kondensator może pomóc w zapobieganiu wahaniom napięcia zasilania i zmniejszeniu szumów w obwodzie. Mają one również zdolność blokowania prądu stałego. Jednak użycie właściwego typu może mieć pozytywny lub negatywny wpływ na system.
Aby wybrać właściwy kondensator, warto wiedzieć, jakie są jego różne typy i jakie są ich specyficzne właściwości. Kondensatory są dostępne w różnych rozmiarach, o różnym napięciu znamionowym i w różnych przedziałach cenowych. W zależności od zastosowania możesz użyć większych kondensatorów, aby zapewnić lepszą redukcję hałasu.
Jeśli pojemność znamionowa kondensatora nie jest wystarczająca, możesz kupić dwa równolegle, aby zapewnić większą redukcję hałasu. Możesz też umieścić kondensator nad przewodami przenoszącymi hałas.
Magazynowanie energii
Kondensatory to elektrostatyczne urządzenia do magazynowania energii. Urządzenia te mają wysoką moc właściwą i dużą gęstość mocy. Stanowią dobrą alternatywę dla akumulatorów. Mają jednak pewne ograniczenia, takie jak niskie napięcie, opór wewnętrzny i wysokie wytwarzanie ciepła.
Typowe zastosowania superkondensatorów to pociągi, samochody i dźwigi. Urządzenia te są również wykorzystywane w systemach hamowania regeneracyjnego w samochodach. Ich zdolność do magazynowania energii ma zdecydowaną przewagę nad akumulatorami, zwłaszcza w zastosowaniach wymagających dużego obciążenia.
Gęstość energii kondensatora mierzy się w watogodzinach na litr. Jest to związane z powierzchnią właściwą (SSA) elektrolitu. Aby zwiększyć pojemność, stosuje się różne materiały elektrodowe.
Kondensatory mogą wytrzymać ponad milion cykli ładowania i rozładowania bez utraty pojemności. Mogą być używane jako pojedyncze źródło energii lub jako uzupełnienie innych źródeł energii.
Czujniki
Kondensator w czujnikach może nie być najbardziej oczywistym wyborem dla zastosowań czujnikowych, ale oferują one możliwość wykrywania zarówno celów przewodzących, jak i nieprzewodzących. Mogą być używane do pomiaru szerokiego zakresu właściwości fizycznych, w tym grubości, kąta i obecności obiektów przewodzących.
Kondensator do czujników jest zbudowany z membrany, która może być wykonana z różnych materiałów. Oprócz pojemności można je zaprojektować tak, aby miały niską wrażliwość na zmiany temperatury. Na przykład izolowane paski metalowe mogą wykrywać oblodzenie skrzydła samolotu.
Czujnikowi pojemnościowemu towarzyszy zwykle cewka indukcyjna. Taka kombinacja może być użyta do zmiany częstotliwości oscylatora. Może być również użyta do zmiany sprzężenia AC w obwodzie rezonansowym.
Czujniki pojemnościowe mają wiele cech, w tym niskie zużycie energii, niską histerezę i dobrą powtarzalność. Można je również skonfigurować do pracy w różnych środowiskach, w tym przemysłowych.
Nadajniki RF dużej mocy
Nadajniki RF dużej mocy wykorzystują kondensatory do przechowywania dużych ilości energii elektrycznej. Kondensatory mogą być zaprojektowane do pracy z bardzo niskim ESR (elektroniczna oporność własna). Kondensatory są przydatne do przechowywania i pobierania ogromnych ilości energii elektrycznej, a jednocześnie są bardzo tanie.
Kondensatory są używane do wygładzania obwodów zasilania oraz do rozdzielania sygnałów AC i DC. Pomagają też dostroić radioodbiorniki do określonej częstotliwości. Ponadto pomagają ustabilizować moc wyjściową wzmacniacza mocy.
Wysokiej jakości urządzenie pojemnościowe powinno być w stanie sprostać wymaganiom mocy wejściowej wzmacniacza mocy nadajnika. Aby to osiągnąć, urządzenie pojemnościowe musi mieć dużą zdolność magazynowania ładunku. Pojemność urządzenia pojemnościowego powinna być mniejsza niż 1 om.
Seria kondensatorów może być połączona szeregowo lub równolegle, tworząc matrycę. Tylko wtedy, gdy wszystkie wartości pojemności są takie same, rozkład napięcia w sieci równoległej do szeregowej będzie prawidłowy.