Embedded Files
Rakenne
Tyypillinen kondensaattori koostuu kahdesta elektrodista, joista kumpikin varastoi samansuuruisen mutta erimerkkisen sähkövarauksen. Elektrodit voivat olla esimerkiksi tasomaisia levyjä (levykondensaattori) tai sisäkkäisiä pallokuoria (pallokondensaattori).
Elektrodit on eristetty toisistaan, mutta kun kondensaattori kytketään jännitelähteeseen, ne saavat sähköisen varauksen ja niiden välille muodostuu sähkökenttä.
Kondensaattorin sähkökenttä on elektrodien välissä.
Sen voimakkuus saadaan jakamalla kondensaattorin jännite levyjen etäisyydellä.
Kondensaattorin kapasitanssi:
Kondensaattorin kapasitiivinen reaktanssi (´vaihtosähkövastus´):
Kondensaattorin levyjen välille muodostunut sähkökenttä:
jää olemaan, vaikka jännitelähde irrotetaan, koska sähkökenttä pitää varaukset paikoillaan.
Sähkökenttä säilyttää varauksen pitkään.
Varauksen säilyminen riippuu eristeen laadusta. Parhaankin eristeen läpi tulee pieni vuotovirta, joka purkaa varauksen vähitellen.
Jos jännite ylittää eristeen kestokyvyn, tapahtuu läpilyönti. Tämän estämiseksi valmistaja määrittelee kondensaattorin suurimman sallitun käyttöjännitteen.
Levyjen koon kasvaessa varauksen määrä kasvaa. Myös levyjen välisen etäisyyden pienentyessä varauskyvyn määrä kasvaa, mutta samalla pienenee jännitteen sietokyky eristeen ohi-/läpilyönnin vuoksi.
Kondensaattorin merkinnät värikoodeilla
Esimerkiksi viiden väriraidan koodi:
Raidat 1, 2 ja 3 katsotaan vastusten värikooditaulukosta.
Loput koodit on tässä:
Kondensaattorityypit
1. Muovieristeiset kondensaattorit
Muovikalvokondensaattori on kulutuselektroniikassa yleisin kondensaattori, joka valetaan epoksiin ja niitä valmistetaan radiaali- sekä aksiaalirakenteisina.
Ominaisuuksia. Suosio johtuu:
suuresta C * U -tulosta tilavuusyksikköön nähden,
pienistä häviöistä,
suuresta pulssinsietokyvystä ja
kohtalaisesta lämpötilavakaudesta.
Esimerkki muovikondensaattoreiden valmistajasta: Wima.
Wima-kondensaattorien tyyppejä rakenteen mukaan (klikkaa kuva isommaksi):
Polyesterikondensaattorit (KT, KS) ovat hyvin tavallisia, koska ne ovat:
halpoja,
mutta ominaisuuksiltaan aika heikkoja.
Rakenne:
Eristeenä käytetään polyesterikalvoa ja
levyinä metallifolioliuskoja, jotka ovat yleensä alumiinia.
KT-lyhenne tulee saksan sanoista 'Kunststoff, Teraftalat'.
F tyyppimerkinnän edessä tarkoittaa tulenkestävää materiaalia.
Metalloitu Polyesterikondensaattorit (MKT, MKS) ovat hyvin pitkälti samanlaisia kuin polyesterikondensaattorit, mutta
niissä ei ole erillistä metallikalvoa, vaan muovikalvonpintaan on höyrystetty ohut metallikalvo toiselle puolelle.
Ominaisuuksia:
Nämä kondensaattorit ovat sikäli hyviä, että ne voivat itse korjaantua läpilyönnistä, koska metallikalvo höyrystyy ja läpilyöntikohta poistuu, koska metallit eivät kosketa toisiaan.
Lisäksi MKT:t ovat pienempiä kuin KT:t, mutta
eivät kestä suuria taajuuksia.
Polykarbonaattikondensaattorit ovat ominaisuuksiltaan:
hieman parempia kuin polyesterikondensaattorit.
Niitä voidaan käyttää esimerkiksi kytkentäkondensaattoreina.
Polystyreenikondensaattorit soveltuvat:
melkoisen vaativiin käyttötarkoituksiin, kuten
aikavakiopiireihin ja
suurtaajuuskäyttöön.
Harvemmin käytettyjä muovieristeisiä kondensaattoreita ovat
polypropyleeni- (tässä kuvassa metalloitu)ja
polytetrafuorieteenikondensaattorit.
2. Keraamiset kondensaattorit
Keraamisia kondensaattoreita käytetään:
Ominaisuuksia:
pääasiassa suurtaajuuskytkennöissä ja
pienikokoisissa laitteissa.
pieni toleranssi,
pienet häviöt,
hyvä stabiilisuus tai
pieni koko.
murtuvat helposti, joten niitä on käsiteltävä varovasti.
keraamisia kondensaattoreita on saatavana:
kapasitanssiltaan 1 pF–1 μF ja
jännitekestoisuudeltaan 16–15 000 volttia.
Pienikin murtuma saattaa johtaa siihen, että kondensaattorin sisäosat altistuvat ilman kosteudelle ja kondensaattori tuhoutuu ajan kuluessa.
3. Elektrolyyttikondensaattorit
Elektrolyyttikondensaattorissa:
kondensaattorilevyjen välisenä eristeenä toimii metallioksidikerros, joka syntyy, kun sopivasta metallista (tantaali tai alumiini) valmistetut kondensaattorin levyt upotetaan elektrolyyttinesteeseen ja niiden välille tuodaan tasajännite.
Paksuuteensa nähden oksidikerros kestää erittäin suuren jännitteen. Siten on mahdollista saada
suuri kapasitanssi todella pieneen tilaan.
Jos elektrolyyttikondensaattori kytketään napaisuudeltaan väärin päin tai vaihtojännitteeseen, se saattaa tuhoutua, koska oksidikerrosta ei muodostu kunnolla ja levyt menevät oikosulkuun.
Alumiinielektrolyyttikondensaattorit tarjoavat suuren kapasitanssin pienessä koossa. Ominaisuuksia:
Alumiinielektrolyyttikondensaattorin levyt ovat
Niitä käytetään pääasiassa jännitelähteissä suotokondensaattoreina,
mutta ne soveltuvat myös muihin tarkoituksiin,
Stabiilius on heikko, joten tarkkuutta vaativiin sovelluksiin ne eivät käy. Myöskään
suurtaajuuskytkentöihin elektrolyyttikondensaattorit eivät käy suurten häviöiden vuoksi.
Ne usein ikääntyvät laitteen muita komponentteja nopeammin ja
pakkasen kestävyys on heikohko.
ohuet alumiinifoliot, joiden väliin on laitettu
glykolipohjaisella elektrolyytillä kostutettu paperi. Nämä
kerrokset on pyöritetty rullaksi ja
suljettu elektrolyytillä täytettyyn koteloon.
Pitkään käyttämättömänä ollut alumiinielektrolyyttikondensaattori saattaa menettää oksidikerroksensa, jolloin
se on korjattava syöttämällä kondensaattorille tasajännitettä muutaman kilo-ohmin vastuksen läpi.
Mikäli vastusta ei käytetä,
virta voi kasvaa ennen oksidikerroksen muodostumista niin suureksi, että kondensaattori tuhoutuu samalla tavalla kuin väärin päin tai vaihtojännitteeseen kytketty alumiinielektrolyyttikondensaattori.
Tantaalikondensaattorin toimintaperiaate on likimain sama, eli anodina toimivan tantaalipalan pintaan tehdään elektrolyyttisesti tantaalioksidikalvo (Ta2O5), joka siis toimii eristeenä. Sen päälle muodostetaan katodi hopeoidusta grafiittikerroksesta.
Tantaalikondensaattorin värikoodit:
Käyttämättömänä olleen tantaalikondensaattorin oksidikerros ei vaadi korjausta.
4. Säädettävät kondensaattorit
Säädettäviä kondensaattoreita käytetään yleensä suurtaajuuspiireissä:
oskillaattoreiden ja
resonanssipiirien värähtelytaajuuden säätämiseen.
Säädettävät kondensaattorit jaetaan kahteen ryhmään:
jatkuvasäätöisiin säätökondensaattoreihin ja
työkalusäätöisiin trimmerikondensaattoreihin.
Rakenteeltaan kaikki säädettävät kondensaattorit ova lähes samanlaisia, eli koostuvat:
kahdesta levypakasta, joista
kiinteä on nimeltään staattori ja
liikkuva on roottori.
Kapasitanssi määräytyy sen mukaan, kuinka paljon levyt ovat toistensa kanssa limittäin.
Eristeenä säädettävissä kondensaattoreissa käytetään
ilmaa,
kiillettä tai
muovia.
Säädettävä kondensaattori ja työkalusäätöinen kondensaattori (trimmeri):
5. Muut kondensaattorit
Edellä mainittujen kondensaattorityyppien lisäksi on olemassa mm. paperi-, metallipaperi-, kiille-, lasi- ja kuivia alumiinielektrolyyttikondensaattoreita. 1970-luvulle saakka käytettiin suurissa kondensaattoreissa eristeaineena yleisesti polykloorattuja bifenyylejä (PCB), joista kuitenkin on luovuttu niiden myrkyllisyyden ja ympäristöhaittojen vuoksi.
Nykyään on olemassa myös ns. superkondensaattoreita.
kapasitanssi voi olla tuhansia faradeita, mutta
jännitekesto on hyvin alhainen.
Kondensaattorin vianhaku
Vika:
Kondensaattorin tuhoaa:
Vianhaku:
Komponenttitestereitä:
Page updated
Google Sites
Report abuse