Конденсаторы

1. Усть-Кутский институт водного транспорта - филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего

образования «Сибирский государственный университет водного транспорта»
Тема: «Конденсаторы»
Выполнил:
Студент 1 курса
Специальности ЭМС
Фомин Егор Александрович
Усть-Кут, 2025 г.

2. ВВЕДЕНИЕ

Конденсаторы — ключевые компоненты в электронике,
способные накапливать и хранить электрический заряд. Они
используются в фильтрах, накопителях энергии, элементах
временных задержек и других схемах, требующих
управления зарядом. Понимание их работы и характеристик
важно для создания эффективных электронных систем.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНДЕНСАТОРА

Конденсатор — пассивный электронный компонент,
который накапливает электрический заряд и энергию. Он
состоит из двух проводников (обкладок), разделённых
диэлектриком — изолятором. При подаче напряжения одна
пластина заряжается положительно, другая — отрицательно,
благодаря движению электронов. Диэлектрик предотвращает
прямой контакт, сохраняя заряд даже без внешнего
напряжения. Это позволяет конденсаторам эффективно
использоваться в различных электрических цепях и схемах.

4. ЕМКОСТЬ КОНДЕНСАТОРА

Ёмкость конденсатора — это величина, показывающая,
сколько электрического заряда (в кулонах) нужно накопить,
чтобы между его обкладками появилась разность
потенциалов в 1 вольт. Обозначается буквой C и измеряется в
фарадах (Ф).

5.

Основная формула
C=Q/U
где Q — заряд, U — напряжение.
Единицы измерения
- 1 Фарад (Ф) — очень большая ёмкость;
- Микрофарад (мкФ) = 10⁻⁶ Ф;
- Нанофарад (нФ) = 10⁻⁹ Ф;
- Пикофарад (пФ) = 10⁻¹² Ф.

6.

Факторы, влияющие на емкость
- Площадь обкладок (S) — больше площадь, больше ёмкость;
- Расстояние между обкладками (d) — меньше расстояние,
больше ёмкость;
- Диэлектрическая проницаемость (ε) материала между
обкладками — выше проницаемость, выше ёмкость.

7.

Формула для плоского конденсатора
C = ε₀ × ε × S / d
где ε₀ — диэлектрическая проницаемость вакуума
(8,854×10⁻¹² Ф/м).

8.

Значение ёмкости
Чем больше ёмкость, тем
больше энергии
конденсатор может хранить
при заданном напряжении.
Это позволяет
использовать конденсаторы
для сглаживания
напряжения, фильтрации
сигналов, запасания
энергии и создания
временных задержек в
электрических цепях.

9. УСТРОЙСТВО КОНДЕНСАТОРА

Конденсатор состоит из 4 основных компонентов:
1. Обкладки (электроды);
2. Диэлектрик;
3. Выводы (контакты);
4. Корпус.

10.

Особенности разных типов конденсаторов:
- Электролитические: высокая ёмкость, полярные, диэлектрик —
оксидный слой металла (алюминий, тантал).
- Керамические: неполярные, керамический диэлектрик, высокая
стабильность, низкие потери.
- Пленочные: диэлектрик — полимерная пленка, неполярные, широкий
диапазон ёмкостей и напряжений.
- Танталовые: маленькие размеры, высокая стабильность, полярные,
диэлектрик — оксид тантала.
Понимание конструкции и материалов помогает правильно выбирать
конденсаторы для различных электронных приложений.

11. ПРИМЕНЕНИЕ КОНДЕНСАТОРОВ

1. Электроника:
• Сенсорные экраны;
• Настройка частоты;
• Энергонезависимая память.
2. Энергетика:
• Высоковольтные линии электропередач;
• Компенсация гармоник.
3. Телекоммуникации:
• Антенны;
• В радиочастотных (РЧ) схемах.
4. Бытовая техника:
• Светодиодное освещение.
5. Медицина:
• Рентгеновские аппараты;
• Электрокардиографы (ЭКГ).
6. Транспорт :
• Гибридные и электрические транспортные средства;
• Автомобильная электроника.

12. ЗАВИСИМОСТЬ ЁМКОСТИ ОТ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ

Ёмкость конденсатора определяется его геометрией и свойствами диэлектрика.
Основные факторы влияния линейных размеров:
1. Площадь обкладок (S)
2. Расстояние между обкладками (d)
3. Формула ёмкости плоского конденсатора
C = ε₀ × ε × S / d (где ε₀ — диэлектрическая постоянная, ε — диэлектрическая
проницаемость).
4. Другие типы конденсаторов
5. Практические аспекты
Вывод
Ёмкость конденсатора растёт с увеличением площади обкладок и уменьшением
расстояния между ними. Современные технологии позволяют создавать
компактные конденсаторы с высокой ёмкостью, однако необходимо учитывать
паразитные эффекты и стабильность работы в эксплуатации.

13. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Конденсаторы — незаменимые компоненты современной
электроники. Они обеспечивают работу приборов от
бытовых до промышленных систем. Знание принципов
работы и правильный выбор конденсаторов важны для
инженеров и разработчиков. Дальнейшее развитие
технологий конденсаторов способствует созданию более
эффективных и компактных устройств, поддерживая
прогресс науки и техники.

14. Спасибо за внимание!