Hva er en fast kapasitans?

1. Definisjon

Det som ofte refereres til som en "permanent kondensator" er sannsynligvis et populært begrep. Strengt tatt kan det referere til en fast kondensator. En fast kondensator er en type kondensator med en konstant kapasitetsverdi. I et krets vil dens kapasitet ikke forandre seg på grunn av vanlige spenninger, strømvariasjoner eller andre vanlige eksterne forhold. Dens hovedfunksjoner inkluderer lagring av elektrisk energi, filtrering, kobling og bypassing.

2. Struktur og Prinsipp

Struktur

Ta den vanlige keramiske kondensatoren som eksempel. Den består hovedsakelig av en keramisk dielektrikum, elektroder og emballasjematerialer. Keramisk dielektrikum er den nøkkelkomponenten som bestemmer kapasitetsverdien og andre egenskaper. Elektrodene er vanligvis laget av metallmaterialer (som sølv, palladium, etc.) og brukes for å trekke ut ladninger. Emballasjematerialene har rollen som å beskytte den interne strukturen.

Prinsipp

Kondensatorer fungerer basert på prinsippet om lagring av elektrisk energi i et elektrisk felt. Når en spenning legges over de to polene til en kondensator, vil ladninger akkumulere seg på de to polene, danner et elektrisk felt. Energien i det elektriske feltet lagres i kondensatoren i form av elektrisk energi. For en fast kondensator, avhenger størrelsen på dens kapasitet hovedsakelig av arealet av de to plater, avstanden mellom platene, og dielektrisk konstanten til mediumet mellom platene. Ifølge formelen c=εs/d (der C er kapasiteten, ε er dielektrisk konstant, S er platearealet, og d er platespillet), er disse parametrene nesten faste etter produksjon, så kapasitetsverdien forblir konstant.

3. Klassifisering og Anvendelse

Klassifisering

• Keramiske kondensatorer: De har egenskapene av liten størrelse, god frekvensytelse og relativ høy stabilitet. De er delt inn i klasse I (temperatur-kompensert type), klasse II (høy-permittivitetstype) og klasse III (semiconductor-type). Klasse I keramiske kondensatorer brukes ofte i høyfrekvensosillasjonskretser, nøyaktige instrumenter, og andre anledninger med ekstremt høye krav til kapasitetsstabilitet. Klasse II keramiske kondensatorer er egnet for bypass, filtrering, og andre generelle kretser.

• Elektrolytkondensatorer: De er delt inn i aluminiumselektrolytkondensatorer og tantal-elektrolytkondensatorer. Aluminiumselektrolytkondensatorer har stor kapasitet, men relativt stor lekkasjesstrøm. De brukes hovedsakelig i lavfrekvensfiltrering, strømforsyningssmoothing, og andre kretser. Tantal-elektrolytkondensatorer presterer bedre enn aluminiumselektrolytkondensatorer og brukes vidt i strømforsyningssirkler, signalkobling, og andre anledninger med høyere krav.

• Foliekondensatorer: De inkluderer polyesterfoliekondensatorer, polypropylene-foliekondensatorer, etc. Polyesterfoliekondensatorer brukes ofte i DC og lavfrekvens AC-kretser i generelle elektroniske enheter. Polypropylene-foliekondensatorer, med sine fordeler som lav tap og god isolasjonsegenskaper, brukes vidt i høyfrekvenskretser og høyspenningskretser.

Anvendelse

• Strømforsyningssirkler: I rettiferings- og filtreringskretser i strømforsyninger, brukes elektrolytkondensatorer for å glatte DC-utgangsspennings og filtrere ut riplene etter rettifisering. For eksempel, i en datastrømforsyning, kan store elektrolytkondensatorer effektivt redusere spenningsfluktueringer i strømforsyningen og gi en stabil strømforsyning til ulike komponenter i datamaskinen.

• Koblingskretser: I lydforsterkningskretser, brukes kondensatorer for å koble lydsignaler. For eksempel, mellom to steg av lydforsterkere, brukes en kondensator for å koble utgående signal fra forrige forsterkersteg til inngangen av neste forsterkersteg. Samtidig blokkerer den DC-signalet og lar bare AC-lydsignal passere, slik at lydsignalet kan overføres og forsterkes effektivt.

• Oscillasjonskretser: I oscillasjonskretser for radioutsendere og -mottakere, dannes en oscillasjonsløkke sammen med induktorer og andre komponenter ved hjelp av faste kondensatorer som keramiske kondensatorer eller foliekondensatorer, for å generere et stabilt høyfrekvensoscillasjonssignal. For eksempel, i lokaloscillatorkretsen i en radio, samarbeider den faste kondensatoren og induktoren for å bestemme oscillasjonsfrekvensen, slik at radioen kan motta udsendelser på en spesifikk frekvens.