چه چیزی ظرفیت ثابت است
۱. تعریف
چیزی که معمولاً به عنوان "کندانسور دائمی" شناخته میشود، ممکن است یک اصطلاح رایج باشد. دقیقاً گفته شود، ممکن است به یک کندانسور ثابت اشاره داشته باشد. کندانسور ثابت نوعی کندانسور با مقدار ثابت ظرفیت است. در مدار، ظرفیتش به دلیل تغییرات نرمال ولتاژ، جریان یا سایر شرایط خارجی معمول تغییر نمیکند. وظایف اصلی آن شامل ذخیره انرژی الکتریکی، فیلتر کردن، کوپلینگ و دور زدن است.
۲. ساختار و اصل کار
ساختار
به عنوان مثال، کندانسور سرامیکی رایج را در نظر بگیرید. این کندانسور عمدتاً از دی الکتریک سرامیکی، الکترودها و مواد پوششی تشکیل شده است. دی الکتریک سرامیکی قسمت کلیدی است که مقدار ظرفیت و ویژگیهای دیگر را تعیین میکند. الکترودها معمولاً از مواد فلزی (مانند نقره، پالادیوم و غیره) ساخته شدهاند و برای خروج بار استفاده میشوند. مواد پوششی نقش محافظت از ساختار داخلی را ایفا میکنند.
اصل کار
کندانسورها بر اساس اصل ذخیره سازی انرژی الکتریکی در یک میدان الکتریکی کار میکنند. وقتی ولتاژی بین دو قطب کندانسور اعمال میشود، بارها در دو قطب تجمع مییابند و میدان الکتریکی را تشکیل میدهند. انرژی میدان الکتریکی به صورت انرژی الکتریکی در کندانسور ذخیره میشود. برای یک کندانسور ثابت، مقدار ظرفیت آن عمدتاً به مساحت دو صفحه، فاصله بین صفحات و ثابت دی الکتریک محیط بین صفحات بستگی دارد. بر اساس فرمول c=εs/d (که در آن C ظرفیت، ε ثابت دی الکتریک، S مساحت صفحه و d فاصله صفحات است)، در یک کندانسور ثابت، این پارامترها بعد از ساخت عملاً ثابت هستند، بنابراین مقدار ظرفیت ثابت میماند.
۳. طبقهبندی و کاربرد
طبقهبندی
کندانسورهای سرامیکی: آنها دارای ویژگیهای حجم کوچک، عملکرد بالا در فرکانسهای بالا و ثبات نسبتاً بالا هستند. آنها به سه دسته تقسیم میشوند: دسته I (نوع جبران دما)، دسته II (نوع پرمیتانس بالا) و دسته III (نوع نیمهرسانا). کندانسورهای سرامیکی دسته I معمولاً در مدارهای نوسانسازی فرکانس بالا، ابزارهای دقیق و موقعیتهایی با نیاز بسیار بالا به ثبات ظرفیت استفاده میشوند. کندانسورهای سرامیکی دسته II برای کاربردهای دور زدن و فیلتر کردن مناسب هستند.
کندانسورهای الکترولیتی: آنها به دو دسته کندانسورهای الکترولیتی آلومینیومی و تنگستانی تقسیم میشوند. کندانسورهای الکترولیتی آلومینیومی دارای ظرفیت بزرگ اما جریان نشتی نسبتاً زیاد هستند. آنها عمدتاً در مدارهای فیلتر کردن فرکانس پایین و صاف کردن ولتاژ تغذیه استفاده میشوند. کندانسورهای الکترولیتی تنگستانی نسبت به کندانسورهای الکترولیتی آلومینیومی عملکرد بهتری دارند و در مدارهای تغذیه، کوپلینگ سیگنال و موقعیتهایی با نیاز بالاتر کاربرد دارند.
کندانسورهای فیلمی: آنها شامل کندانسورهای فیلمی پلی استر و پلی پروپیلن میشوند. کندانسورهای فیلمی پلی استر معمولاً در مدارهای جریان مستقیم و جریان متناوب با فرکانس پایین دستگاههای الکترونیکی عمومی استفاده میشوند. کندانسورهای فیلمی پلی پروپیلن با مزایای ضریب اتلاف کم و عملکرد عایقی خوب، در مدارهای فرکانس بالا و فشار بالا کاربرد گستردهای دارند.
کاربرد
مدارهای تغذیه: در مدارهای مستقیمسازی و فیلتر کردن تغذیه، از کندانسورهای الکترولیتی برای صاف کردن ولتاژ خروجی مستقیم و فیلتر کردن نوسانات بعد از مستقیمسازی استفاده میشود. به عنوان مثال، در تغذیه کامپیوتر، کندانسورهای الکترولیتی با ظرفیت بزرگ میتوانند نوسانات ولتاژ خروجی تغذیه را کاهش داده و منبع تغذیه پایداری برای اجزای مختلف کامپیوتر فراهم کنند.
مدارهای کوپلینگ: در مدارهای تقویت صوت، از کندانسورها برای کوپلینگ سیگنالهای صوتی استفاده میشود. به عنوان مثال، بین دو مرحله تقویت کننده صوتی، از یک کندانسور برای کوپلینگ سیگنال خروجی مرحله قبلی به ورودی مرحله بعدی استفاده میشود. همزمان، این کندانسور سیگنال مستقیم را مسدود میکند و فقط سیگنال صوتی جریان متناوب را اجازه عبور میدهد، بنابراین انتقال و تقویت مؤثر سیگنال صوتی را ممکن میسازد.
مدارهای نوسان: در مدارهای نوسان دهنده دستگاههای ارسال و دریافت رادیویی، کندانسورهای ثابت مانند کندانسورهای سرامیکی یا فیلمی، با همکاری القایی و اجزای دیگر، یک حلقه نوسان را تشکیل میدهند تا سیگنال نوسانی فرکانس بالای ثابتی تولید کنند. به عنوان مثال، در مدار نوسان محلی رادیو، کندانسور ثابت و القایی با همکاری فرکانس نوسان را تعیین میکنند و امکان دریافت سیگنالهای پخش با فرکانس مشخص را برای رادیو فراهم میکنند.
