Wat is een vaste capaciteit?

1. Definitie

Wat vaak wordt aangeduid als een "permanente condensator" is waarschijnlijk een populaire term. Strikt genomen kan het verwijzen naar een vaste condensator. Een vaste condensator is een type condensator met een constante capaciteitwaarde. In een schakeling zal de capaciteit niet veranderen door normale spanning- of stroomvariaties of andere algemene externe omstandigheden. De belangrijkste functies zijn het opslaan van elektrische energie, filteren, koppelen en omzeilen.

2. Structuur en Principe

Structuur

Neem bijvoorbeeld de veelvoorkomende keramische condensator. Deze bestaat voornamelijk uit een keramisch dielectriek, elektroden en verpakkingsmaterialen. Het keramische dielectriek is het sleuteldeel dat de capaciteitwaarde en andere eigenschappen bepaalt. De elektroden worden meestal gemaakt van metalen materialen (zoals zilver, palladium, enz.) en worden gebruikt om lading af te voeren. De verpakkingsmaterialen spelen een rol in de bescherming van de interne structuur.

Principe

Condensatoren werken volgens het principe van het opslaan van elektrische energie in een elektrisch veld. Wanneer er een spanning over de twee polen van een condensator wordt aangebracht, zullen ladingen zich op de twee polen ophopen, wat een elektrisch veld vormt. De energie van het elektrisch veld wordt in de condensator opgeslagen in de vorm van elektrische energie. Voor een vaste condensator hangt de grootte van de capaciteit voornamelijk af van de oppervlakte van de twee platen, de afstand tussen de platen en de dielektrische constante van het medium tussen de platen. Volgens de formule c=εs/d (waarbij C de capaciteit is, ε de dielektrische constante, S de platenoppervlakte en d de platenafstand), zijn deze parameters in een vaste condensator na de fabricage in principe vast, waardoor de capaciteitwaarde constant blijft.

3. Classificatie en Toepassing

Classificatie

• Keramische Condensatoren: Ze hebben de eigenschappen van kleine afmetingen, goede hoogfrequentieprestaties en relatief hoge stabiliteit. Ze worden ingedeeld in Klasse I (temperatuur-compensatie type), Klasse II (hoog-permittiviteit type) en Klasse III (halfgeleider type). Keramische condensatoren van Klasse I worden vaak gebruikt in hoogfrequente oscillatiecircuits, precisie-instrumenten en andere toepassingen waar extreem hoge stabiliteit van de capaciteit vereist is. Keramische condensatoren van Klasse II zijn geschikt voor bypass, filtering en andere algemene circuits.

• Elektrolytische Condensatoren: Ze worden onderverdeeld in aluminium-elektrolytische condensatoren en taantal-elektrolytische condensatoren. Aluminium-elektrolytische condensatoren hebben een grote capaciteit, maar een relatief grote lekstroom. Ze worden voornamelijk gebruikt in laagfrequentiefiltering, powersmoothing en andere circuits. Taantal-elektrolytische condensatoren presteren beter dan aluminium-elektrolytische condensatoren en worden breed toegepast in powersupply-circuits, signaalkoppeling en andere toepassingen met hogere eisen.

• Foliecondensatoren: Ze omvatten polyesterfoliecondensatoren, polypropyleenfoliecondensatoren, enz. Polyesterfoliecondensatoren worden vaak gebruikt in DC- en laagfrequentie AC-circuits van algemene elektronische apparaten. Polypropyleenfoliecondensatoren, met hun voordelen van lage verliezen en goede isolatie-eigenschappen, worden breed toegepast in hoogfrequentie- en hoogspanningscircuits.

Toepassing

• Powersupply-Circuits: In de rectifier- en filtercircuits van powersupplies worden elektrolytische condensatoren gebruikt om de DC-uitgangsspanning glad te maken en de rimpels na rechtopgaande spanning te filteren. Bijvoorbeeld, in een computerpowersupply kunnen grote-capaciteit elektrolytische condensatoren effectief de spanningsfluctuaties van de powersupply-uitgang verminderen en een stabiele powersupply bieden voor de diverse componenten van de computer.

• Koppelcircuits: In audioversterkercircuits worden condensatoren gebruikt om audiosignalen te koppelen. Bijvoorbeeld, tussen twee-staps audioversterkers wordt een condensator gebruikt om het uitgangssignaal van de vorige versterkertrap te koppelen aan de ingang van de volgende versterkertrap. Tegelijkertijd blokkeert hij het DC-signaal en laat alleen het AC-audiosignaal door, waardoor het audiosignaal effectief wordt overgedragen en versterkt.

• Oscillatiecircuits: In de oscillatiecircuits van radiozend- en -ontvangapparatuur vormen vaste condensatoren, zoals keramische condensatoren of foliecondensatoren, samen met spoelen en andere componenten, een oscillatieloop om een stabiel hoogfrequent oscillatiesignaal te genereren. Bijvoorbeeld, in het lokale oscillatorcircuit van een radio bepalen de vaste condensator en de spoel samen de oscillatiefrequentie, waardoor de radio uitzendingssignalen van een specifieke frequentie kan ontvangen.