Wann werden Kondensatoren eingesetzt?


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Dies ist wahrscheinlich die dümmste Frage aller Zeiten, aber ich bin ein Elektronik-Nublett. Ich verstehe, was Kondensatoren tun, und ich habe Einsteiger-Elektronikbücher und dergleichen gelesen, aber ich verstehe nicht ganz, wann ich sie verwenden soll? Manchmal in diesen Büchern scheinen sie nur irgendwie geworfen. Ich verstehe , dass sie gemeint sind , um zu glätten Strom, aber ich bin immer noch nicht sicher , ob ich verstehe , wenn sie zu benutzen.

Wie ich schon sagte, das ist wahrscheinlich eine Nublet-Frage an die max. Aber die meisten Informationen, die ich finde , beziehen sich eher auf das, was sie sind, als darauf, wann sie verwendet werden sollen.

Edit: Zur Verdeutlichung meine ich in kleinen elektronischen Anwendungen. Denke einfache Schaltkreise und so.


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Es ist sehr schwierig, Ihre Frage zu beantworten, da Kondensatoren eine Vielzahl von Anwendungen haben. Kannst du genauer sein?
Daniel Grillo

Antworten:


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Als ich zum ersten Mal in der Elektronik anfing, hatte ich mit der gleichen Frage zu kämpfen. Das Problem ist, dass Kondensatoren auf vielfältige Weise eingesetzt werden.

Da Sie jedoch gerade erst in der Elektronik anfangen, müssen Sie wahrscheinlich nur ein paar davon kennen. Die am weitesten verbreiteten und grundlegendsten davon sind:

Netzteilglättung

Dies ist die einfachste und am weitesten verbreitete Anwendung eines Kondensators. Wenn Sie einen großen, kräftigen Elektrolytkondensator verwenden (je größer desto besser), werden alle durch die Gleichrichtung einer Wechselstromwellenform entstandenen Lücken gefüllt, um einen relativ glatten Gleichstrom zu erzeugen. Dies funktioniert durch wiederholtes Laden während der Spitzen und Entladen während der Lücken. Je höher die Belastung, desto schneller wird der Kondensator entleert und desto größer die Welligkeit.

Zeitliche Koordinierung

Wenn Sie einen Kondensator über einen Widerstand mit Strom versorgen, dauert das Laden einige Zeit. Wenn Sie eine ohmsche Last an einen Kondensator anschließen, dauert die Entladung einige Zeit. Der Schlüssel zum Verständnis von Zeitschaltkreisen besteht darin, dass Kondensatoren so aussehen, als ob sie während des Ladevorgangs einen Kurzschluss aufweisen. Sobald sie jedoch aufgeladen werden, scheinen sie offen zu sein.

Filtern

Wenn Sie Gleichstrom durch einen Kondensator leiten, wird dieser aufgeladen und verhindert, dass weiterer Strom fließt. Wenn Sie jedoch Wechselstrom durch einen Kondensator leiten, fließt dieser. Wie viel Strom fließt, hängt von der Frequenz des Wechselstroms und dem Wert des Kondensators ab.



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Dies ist super hilfreich (Entschuldigung für den späten Kommentar)

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@ Sauron: Kein Problem. Ich bin froh, Ihnen helfen zu können. Wenn ich etwas Zeit habe, kann ich meine Antwort bearbeiten und weitere Informationen hinzufügen.
BG100

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Auch zu spät zur Party, aber ich wollte Sie wissen lassen, dass Ihre Antwort immer noch Menschen hilft. Vielen Dank, dass Sie diesen Stackexchange großartig gemacht haben.
kb.

Auch später zur Party und mit @kb ^^ einverstanden
Marko

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Verwendet:

AC-Kopplung - Blockierung - Isolierung

timing - Die Lade- oder Entladezeit eines Kondensators beträgt ungefähr RC, wobei R der Widerstand in Reihe mit dem Kondensator ist.

Filter (oft Netzteilfilter)

Entkopplung

abgestimmte Schaltungen

http://opencircuits.com/Capacitors


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Wie Stuff Works sagt

Manchmal werden Kondensatoren verwendet, um Ladung für den Hochgeschwindigkeitsgebrauch zu speichern. Das macht ein Blitz. Große Laser verwenden ebenfalls diese Technik, um sehr helle, sofortige Blitze zu erhalten.

Kondensatoren können auch Welligkeiten beseitigen. Wenn eine Leitung mit Gleichspannung Welligkeiten oder Spannungsspitzen aufweist, kann ein großer Kondensator die Spannung ausgleichen, indem er die Spitzen aufnimmt und die Täler ausfüllt.

Ein Kondensator kann Gleichspannung blockieren. Wenn Sie einen kleinen Kondensator an eine Batterie anschließen, fließt nach dem Laden des Kondensators kein Strom zwischen den Polen der Batterie. Wechselstromsignale fließen jedoch ungehindert durch einen Kondensator. Dies liegt daran, dass sich der Kondensator bei Wechselstromschwankungen auflädt und entlädt, wodurch der Eindruck entsteht, dass der Wechselstrom fließt.

Wikipedia listet folgende Anwendungen auf:

  • Energiespeicher
  • gepulste Kraft
  • Leistungskonditionierung
  • Leistungsfaktorkorrektur
  • Signalkopplung
  • Entkopplung
  • Rauschfilter und Dämpfer
  • Motorstarter
  • Signalverarbeitung
  • abgestimmte Schaltungen
  • Wahrnehmung

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However, any alternating current (AC) signal flows through a capacitor unimpeded.Irgendwelche Quellen dafür? Wie ich gehört habe, ist die Impedanz eines Kondensators $ R + \ frac {1} {j \ omega C} $, wobei R der Widerstand der Leitungen und $ \ frac {1} {j \ omega C} $ die Reaktanz ist des Kondensators.
AndrejaKo

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@andrejaKo Der Kommentar ist eine Vereinfachung unter der Annahme eines idealen Kondensators, der neben anderen nicht realistischen Attributen einen ESR von Null aufweist. Ihre Gleichung ist auch eine idealisierte Vereinfachung, die nicht alle realen Eigenschaften von Kondensatoren berücksichtigt. Beispielsweise haben Sie ESL ignoriert, was in vielen Anwendungen eine sehr wichtige Eigenschaft ist.
Mark

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Kondensatoren blockieren keine Gleichströme. Die Spannung steigt gerade bis ins Unendliche. :)
Endolith

@Mark Was ist ESL?
AndrejaKo

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@andrejaKo ESL = Equivalent Series Inductance (Äquivalente Serieninduktivität), repräsentiert die Serieninduktivität des Kondensators und ist größtenteils ein Ergebnis der Packungsleitungen. ESL kann zu Resonanzen führen und ist auch im Hochfrequenzbetrieb für Anwendungen wie die Entkopplung der digitalen Logik von entscheidender Bedeutung. ESR (Equivalent Series Resistance), das R in der obigen Gleichung, ist nicht nur das Ergebnis des Leitungswiderstands, sondern verliert auch im Dielektrikum. Außerdem ist es über die Frequenz variabel. Es gibt auch eine parasitäre Kapazität, die in einem realen Modell zu berücksichtigen ist, wenn mit hoher Frequenz gearbeitet wird.
Mark

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Noch ein paar Anwendungen:

  1. um eine Phasendifferenz zwischen den Spannungen zu erzeugen, wie im Fall von Deckenventilatoren. Obwohl die Hauptversorgung Wechselstrom ist, damit der Einphasenmotor funktioniert, müssen Sie die Phase aufteilen.
  2. Kondensatoren können zum Speichern von Energie verwendet werden, Superkondensatoren, die speziell für diese Anwendung entwickelt wurden. Diese Kappen haben im Vergleich zu Batterien eine sehr kurze Ladezeit.
  3. Blindleistungskompensation: zur Verbesserung des Gesamtleistungsfaktors des Systems, so dass das Verhältnis kw / kva größer ist.
  4. Filterung: Sie können immer einen MLCC-Kondensator am Eingang von ICs sehen, um dv / dt zu begrenzen und IC zu schützen.
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