Vad är en fast kapacitans?

1. Definition

Det som ofta kallas en "permanent kondensator" är troligen ett populärt uttryck. Strikt taget kan det hänvisa till en fast kondensator. En fast kondensator är en typ av kondensator med en konstant kapacitansvärde. I en krets kommer dess kapacitans inte att ändras på grund av normala variationer i spänning, ström eller andra vanliga externa förhållanden. Dess huvudsakliga funktioner inkluderar lagring av elektrisk energi, filtrering, koppling och omkrets.

2. Struktur och princip

Struktur

Ta den vanliga keramiska kondensatorn som exempel. Den består huvudsakligen av en keramisk dielektrik, elektroder och förpackningsmaterial. Den keramiska dielektriken är den viktigaste delen som bestämmer kapacitansvärdet och andra egenskaper. Elektroderna är vanligtvis gjorda av metallmaterial (som silver, palladium, etc.) och används för att dra ut laddningar. Förpackningsmaterialen spelar en roll i skydd av den interna strukturen.

Princip

Kondensatorer fungerar baserat på principen att lagra elektrisk energi i ett elektriskt fält. När en spänning appliceras över de två polerna av en kondensator, kommer laddningar att ackumuleras på de två polerna, vilket bildar ett elektriskt fält. Energien i det elektriska fältet lagras i kondensatorn i form av elektrisk energi. För en fast kondensator beror storleken på dess kapacitans huvudsakligen på arean av de två plattorna, avståndet mellan plattorna och dielektrisk konstanten för mediumet mellan plattorna. Enligt formeln c=εs/d (där C är kapacitansen, ε är dielektrisk konstant, S är plattarealen och d är plattavståndet), i en fast kondensator är dessa parametrar i stort sett fasta efter tillverkningen, så kapacitansvärdet förblir konstant.

3. Klassificering och tillämpning

Klassificering

• Keramiska kondensatorer: De har egenskaperna att vara små, ha bra högfrekvensprestanda och relativt hög stabilitet. De delas in i klass I (temperaturkompenserad typ), klass II (högpermittivitetstyp) och klass III (halvledartyp). Keramiska kondensatorer i klass I används ofta i högfrekvensoscillationskretsar, precisioninstrument och andra situationer där stabiliteten hos kapacitansen krävs i extremt hög grad. Keramiska kondensatorer i klass II passar för omkrets, filtrering och andra allmänna kretsar.

• Elektrolytkondensatorer: De delas in i aluminiumelektrolytkondensatorer och tantal-elektrolytkondensatorer. Aluminiumelektrolytkondensatorer har stor kapacitans men relativt stor läckageström. De används huvudsakligen i lågfrekvensfiltrering, strömnivåjämning och andra kretsar. Tantal-elektrolytkondensatorer presterar bättre än aluminiumelektrolytkondensatorer och används flitigt i strömkällskretsar, signalkoppling och andra situationer med högre krav.

• Foliekondensatorer: Dessa inkluderar polyesterfoliekondensatorer, polypropylenfoliekondensatorer, etc. Polyesterfoliekondensatorer används ofta i DC- och lågfrekvens-AC-kretsar i allmänna elektroniska enheter. Polypropylenfoliekondensatorer, med sina fördelar av låg förlust och bra isoleringsprestanda, används flitigt i högfrekvenskretsar och högspänningkretsar.

Tillämpning

• Strömkällskretsar: I rektifierings- och filtreringskretsar av strömkällor används elektrolytkondensatorer för att jämna ut DC-utspänningen och filtrera bort ripples efter rektifiering. Till exempel, i en datorströmkälla kan storkapacitativa elektrolytkondensatorer effektivt minska spänningsvariationerna i strömkällans utgång och ge en stabil strömkälla för de olika komponenterna i datorn.

• Kopplingskretsar: I ljudförstärkningskretsar används kondensatorer för att koppla ljudsignaler. Till exempel, mellan två ljudförstärkningssteg använder man en kondensator för att koppla utgångssignalen från det föregående förstärkningssteget till ingången av det nästa förstärkningssteget. Samtidigt blockerar den DC-signalen och tillåter endast AC-ljudsignalen att passera, vilket möjliggör effektiv transmission och förstärkning av ljudsignalen.

• Oscillationskretsar: I oscillationskretsar för radiotransmissions- och mottagandeenheter, formerar fasta kondensatorer som keramiska kondensatorer eller foliekondensatorer, tillsammans med induktorer och andra komponenter, en oscillationsloop för att generera en stabil högfrekvensoscillationssignal. Till exempel, i den lokala oscillatorkretsen i en radio, samarbetar den fasta kondensatorn och induktorn för att bestämma oscillationsfrekvensen, vilket gör att radion kan ta emot sändningssignaler av en specifik frekvens.