Mis on kondensaatorite kasutusiga ja töökindlus?

Kondensaatorid on paljude vooluahelate konstruktsioonide oluline element, kuid need võivad olla ka süsteemi kallis osa. Seetõttu on elektroonikaseadme komponentide ostmisel oluline teada, milline on erinevate kondensaatoritüüpide kasutusiga ja töökindlus.

Kondensaator on elektrilaengut salvestav seade, mis koosneb juhtmetest, mis on eraldatud isolatsioonimaterjaliga, mida nimetatakse "dielektriks". See võib olla õhk, paber, plast, vilgukivi või keraamika. Dielektrikul on mitmeid omadusi, mis on kondensaatori konstruktsioonis olulised, ja need omadused mõjutavad seda, kui suurt mahtuvust kondensaator suudab saavutada.

Kõige tavalisem kondensaatoritüüp on alumiiniumist elektrolüütkondensaator, mis on valmistatud kahest juhtivast alumiiniumfooliumist, millest ühel on isoleeriv oksiidikiht ja juhtivas vedelas elektrolüüdis leotatud vahetükk. See rullitakse kokku, asetatakse silindrilisse kesta ja on varustatud kahe ühendustihvti või jalaga.

Need korgid on polariseeritud, mis tähendab, et nendele rakendatavad alalispinged peavad olema orienteeritud vastavalt nende kehal olevatele positiivsetele või negatiivsetele märgistustele. Nende tootmine on odav ja erinevalt enamikust teistest kondensaatoritüüpidest on nende pakutava mahtuvuse jaoks füüsiliselt väikesed.

Nende kasutusiga on tavaliselt 15 aastat või rohkem ja pärast seda saab neid tavaliselt pikka aega uuesti kasutada. Sageli on need elektrolüüdi aurustumise tõttu kaotanud osa oma nimimahtuvusest, kuid need on siiski kasutatavad.

Heliahelas kasutatakse kondensaatoreid kõige sagedamini kolme funktsiooni jaoks: alalispinge ühendamine ühe vooluahela elemendi väljundist teise; toiteallika rööbaste lahtisidumine ja salvestamine; ja sageduse selektiivsed ahelad, nagu filtrid ja ekvalaiserid. Nendes rakendustes toimivad need väga tõhusa alalisvoolu 'blokeerijana', vähendades häirete mõju, mis võivad häirida helisignaali kvaliteeti, tekitades süsteemi suurel hulgal müra.

Nad toimivad ka "filtrina", vähendades madala sagedusega signaalide mõju ja mõnikord suurendades kõrgemate sageduste vastust, et muuta need signaalid võimendi jaoks lihtsamaks. Neid kasutatakse mitmesugustes erinevates vooluringides ja neid võib leida mitmesugustest seadmetest alates toruraadiotest kuni arvutite ja heliseadmeteni.

Kondensaatori kasutusiga sõltub mitmest tegurist, sealhulgas materjalist, millest see on valmistatud, selle rakendusest ja ümbritsevast temperatuurist, mille juures seda hoitakse või kasutatakse. Seda mõjutavad ka lokaalne küte, vastupidise polaarsusega alalisvoolu ja voolu tõusud ning pulsatsioonivoolude rakendamine ahelas.

Üldiselt on elektrolüütkondensaatorid lagunemise suhtes vastuvõtlikumad kui mitteelektrolüütilised ja nende ESR (sisemine ekvivalentne seeriatakistus) kipub vananedes suurenema. Selle põhjuseks on asjaolu, et elektrolüütiliste isolaatorite isolaatorid on õhemad ja suurema pindalaga kui nende mitteelektrolüütilistel analoogidel, mis muudab need lekkevoolule vastuvõtlikumaks.

Kuid hästi läbimõeldud toiteallikas võib elektrolüütkorkide eluiga pikendada, takistades neile kuumuse kogunemist. Siin on hea mõte kasutada toiteallikat, millel on sisseehitatud kaitsefunktsioonid, et vältida termilist äravoolu, ja vajaduse korral asendada kõik kasutusiga lõppenud elektrolüütikud.