Конденсаторлар туралы мәлімет қазақша

Конденсаторлар болып табылады міндетті элемент кез келген электрондық схемаларды, қарапайым ең күрделі. Елестету қиын қандай еді электрондық схема, онда емес еді қолданылды конденсаторлар. Екі жарым ғасыр уақыттан бері олар айтарлықтай өзгертті өз келбеті мен бүгін барлық талаптарға жауап беретін озық технология. Кейбір конденсаторлар тұр артық рубль, бірақ оларды өндіру үшін әлемдік ауқымда бағаланады миллиардтаған доллар.

Дайындау принциптерін конденсаторлар белгілі болған адамдарға тағы да 250 жыл бұрын, яғни, 1745 жылы Лейдене неміс физигі Эвальд Юрген фон Клейст және голланд физигі Питер ван Мушенбрук құрдық бірінші конденсатор — сондықтан деп аталатын «лейденскую банкке» — онда диэлектрик болатын қабырғаның шыны банкалар, қайдан және туындаған атау. Бұл принциптер өзгерген жоқ, әлі күнге дейін, алайда, технологиясын жетілдіру және жаңа материалдарды қолдану айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік берді конструкциясына конденсаторлар. Жиынтық заряд, ол еді жиналатын » лейденской банкі, сыйымдылығы 1 литр, енді «уместить» құрылысы көлемі көп емес булавочной бастары. Соңғы 30 жылда көлемі конденсаторлар уменьшались соншалықты жылдам, қайырымды, тез қызу жүрді миниатюризация электроникада. Оңай еске түсіруге болады, тағы 30 – 40 жыл бұрын компьютер (ЭЕМ) соншалық үлкен, жүлделі тұтас залдар. Қазір миниатюрный компьютер оңай умещается бізде көрінісі, бірақ оның өнімділігін ондаған есе жоғары.

Кімге аз болғандай, біздің ұлы электротехник Павел Николаевич Алма, ойлап дуговую шам ерекше конструкциясы, бір мезгілде айналысты әзірлеумен және пайдаланумен конденсаторлар және үлкен жетістіктерге жетіп,. Оның негізгі жұмыс бойынша конденсаторам көрініс тапқан жарияланымдар (баяндамалар мен патенттер) 1877 – 1880 жж. Мәселен, француз патент № 120684 берген П. Н. Яблочкову 11 қазан 1877 ж., туралы айтылған лейденских банктер және «конденсаторларда ерекше үлгідегі».

Бұл патент біз үшін ең үлкен қызығушылық тудырады «конденсаторлар ерекше үлгідегі» түрінде дестесін (блоктың) металл пластиналар (немесе жолақтың фольга) тұрған, олардың арасындағы оқшаулау қабаттары (пластинами), бұл жұп металл пластиналар (жолақ фольга), бір-бірімен ортақ жолсерік, ал тақ — басқа. П.Н.Алма көрсетеді, мұндай блоктар болады жалғауға бір-бірімен параллель немесе дәйекті. Блоктық (пакеттік) конструкция, ұсынған, кейіннен кеңінен қолдану тапты.

Соңында 1877 ж. басында 1878 ж. П. Н. Алма дейінгі конденсаторлар, предназначавшиеся үшін оның жүйесін, электр жарықтандыру. Олар байқау болып ықшамдалған » рулон парақтары оловянной фольга бөлінген қабаттары пластырь және гуттаперчи. В реферате баяндаманы П.Н.Яблочкова айтылғандай, мұндай конденсаторлар «алуға мүмкіндік береді шағын көлемде еңгезердей электр қуатын».

Толықтыруда 12 қазандағы 1878 ж. цитированному жоғары патент № 120684 Павел Николаевич Алма мәлімдейді өз «металл парақтары жабылған оқшаулағыш зат, арнайы мақсатында құрылғыны конденсатор арқылы батыру осындай оқшаулағыш пластиналарды сұйықтық, содержавшуюся резервуардағы».

Болжауға болады, бұл П. Н. Алма артынан, А. Вольтом, ол ойлап лакопленочный конденсатор, покрывал пластинка немесе фольгаға лакпен. Ұсынылған Яблочковым конденсаторлық қоршау бұзылған түрінде жүргізетін сұйықтық арттырады электр беріктігі және конденсатор сыйымдылығы аудара отырып, пайдасына неровность жабу. Осы идея П. Н. Алма предвосхитил конструкциясына оксидного (электролиттік) конденсатордың, ал патенттелген көп ұзамай ол қайтыс болғаннан кейін.

Естеріңізге сала кетейік, оксидном конденсаторда диэлектрик ретінде қызмет етеді оксидный қабаты түзілетін электролизі кезінде металл бетіндегі, ол болып табылады бір обкладкой, бұл ретте басқа обкладкой қызмет етеді электролит үшін қажетті өмір сүру оксидного қабаты. Қалыңдығы оксидного қабатын кезінде шағын кернеулер аз микрометрдің, соның арқасында оксидті конденсаторлар рекордтық салыстырмалы және абсолюттік ыдыстар.

Жұмыс П. Н. Яблочкова бойынша конденсаторам жатады, сол уақыт кезеңіне басталғанда оларды өнеркәсіптік қолдану телеграф. Алма бірі қосты конденсатор тізбегіне айнымалы (орыс терминология, сонымен бірге перемежающегося) ток. Зерттеу жұмысының конденсатордың айнымалы токта-пікірлерінің мәні, қалыптасуы мен дамуы үшін электротехника, ал кейіннен және радиотехника негіздерін.

Қазір көптеген түрлері бар және түрлі конденсаторлар, бірақ өз бәрі қайталанады қарапайым конденсатор, ол құрайды екі металл пластиналар, бірі бірінен оқшауланған. Көбінесе пластиналар астарлары деп атайды, ал оқшаулағыш қабаты — диэлектрик.

Миниатюризация — негізгі бағытын жетілдіру конструкциялары конденсаторлар, себебі бұл байланысты одан әрі азайту мөлшерін интегралдық схемалар. Бар екі ең көп тараған конструкциялары конденсаторлар: бірінші негізделген нәзік қыш қабаттардың қалыңдығы 0,002 см аз, ал негізінде екінші жатыр мүмкіндік беретін технология «тоқтата тұруға» жазық құрылымын алаңы отырып, газет парағын көлемді конструкциялар өлшемі кесек қант. Түсіну үшін теориялық негіздері осы технологиялардың оралайық ең бірінші конденсаторам.

Болашағымыздың үлгісі қазіргі заманғы конденсаторлар, жоғарыда атап өткеніміздей, лейденская банка. «1746 жылы оны жетілдірді ағылшын ғалымы, астроном және физик Дж. Бевис. Лейденская банка білдіреді шыны ыдыс, ішкі және сыртқы бетінің, оның жабылған екі парақтары фольга. Арқылы резеңке тығынын ыдыс жайма қоса салынуға металл стержень, сондықтан қатысты ішкі парағының фольга. Ішкі және сыртқы парақтары фольга, дағдылы бар бейтарап заряд рөл атқарады электродтар, егер олардың подсоединить сыртқы көздері электр зарядтары.

Көзі зарядтардың болуы мүмкін электр батарейка, генератор немесе қарапайым эбонитовая таяқшасы, потертая туралы жүн немесе тері. Егер мұндай таяқшамен, көтергіш өзіне еркін электрондар, түртіп металл өзектің » горлышке ыдыс, электрондар «перетекут» таяқша ішкі электрод. Осылайша теріс заряд болады ауыстырылды-ішкі электрод. Өйткені қабілеті жинақтауға зарядтар бар ыдыс шектелген, олардың өзара отталкиванием, олардың көшу электрод болуы мүмкін емес шексіз. Қабілеті жинақтауға немесе ұстап зарядтар деп аталады сыйымдылығы.

«Лейденской банкі сыйымдылығы артады болуы есебінен екінші электродтың сыртқы қабырғасына ыдыс. Егер бұл электрод жерге тұйықтау керек болса, онда заряд жинақталған ішкі электроде, тартымды жердің сол орындағы заряды қарама-қарсы белгісі. Жинақталған на наружном электроде оң заряд тартатын жүрген ішкі электроде теріс зарядталған электрондар, жартылай нейтрализуя отталкивания күшін тоқтатып жинақтау электрондар. Осының арқасында ыдыстың сыйымдылығы артады. Алайда, шексіз өсе алады.

Бар екі жолы сыйымдылығының артуы лейденской банктер. Олардың бірі болып табылады ұлғайту алаңда электродтарды мүмкіндік зарядам рассредоточиться үлкен кеңістікте және сол арқылы азайтуға күші өзара отталкивания электрондар. Басқа жолы — азайту қалыңдығы шыны ыдыстың қабырғасының, бөлінуші зарядтар, скапливающиеся ішкі және сыртқы электродтары. Ұмытпауымыз керек, бұл ретте егер шыны тым нәзік, электрондар алады арқылы оған жасай отырып, ұшқынды разряд, әкеледі рассеянию заряд.

Екі жолдың қиын іске асыру лейденской банк, бірақ олар қатарына кіреді үш классикалық тәсілдерін, оларға асығады қазіргі заманғы ғалымдар мен инженерлер әзірлеу кезінде жаңа конструкцияларын конденсаторлар. Үшінші бағыт сыйымдылығының артуы — есеп мінез-құлық ерекшеліктерін электрондардың изоляторларында жүргізіледі. Дегенмен, электрондар да оқшаулау материалында неподвижны, олар барлық мүмкін сәл смещаться әсерінен күштер тарту немесе отталкивания, қолданыстағы тарапынан электродтар. Бір жағында бөлісетін электродтар диэлектриктен электрондар еді «вспучиваются» беті жасай отырып, теріс заряд, оның басқа жағында олар «утопают» толщу диэлектриктен, ұлғайта отырып, » подповерхностной аймағында мәні оң заряд.

Осылайша құрылған диэлектрике зарядтар ықпал етеді зарядтарды бейтараптандыру арналған обкладках, ал кейбір диэлектриктер атқаруы мүмкін зарядтар, олар шамасы бойынша кем түспейді зарядам өзінде электродтары. Зарядтарды бейтараптандыру азайтады әрекет күштері отталкивания үшін жағдай жасайды жинақтау электродтары үлкен заряд, бұл ұлғаюына ыдыстар. Дәрежесі көріністері бұл құбылысты байланысты қасиеттері диэлектрик және деп аталады диэлектрикалық проницаемостью материал. Диэлектрическая өтімділік көрсетеді қанша рет артады сыйымдылығы конденсатордың орнына вакуумды кеңістік арасындағы электродтар (астарлары) аталған материалмен толтырылады. Шыны пайдаланылатын лейденской банктегі маңызы бар диэлектрикалық өткізгіштігі шамамен 5 диэлектрическая өтімділік жаңа материалдар пайдаланылатын қазіргі заманғы конденсаторларда жаппай өндіріс жетеді», 20 000.

Қолданылуын, осы материалдарды ретінде түсіндіріледі, жоғары жұмыс тиімділігі көп қабатты керамикалық конденсаторлар болып табылатын қазіргі ең көп таралған түрі бұл құрылғылар. Екінші түрі — электролиттік конденсаторлар; олардың меншікті сыйымдылығы (көлем бірлігіне) өте жоғары, тіпті, пайдалану диэлектриктердің жоғары диэлектрикалық проницаемостью. Өндіріс көлемі де 95% құрайды жалпы санының түсетін сатуға конденсаторлар.

Көпқабатты керамикалық конденсатор — азайтылған нұсқа лейденской банктер. Іс жүзінде ретінде диэлектриктен » керамикалық конденсаторлар пайдаланылады титанат барий қосылған аз мөлшердегі басқа да оксидтері. Мұндай керамика бар диэлектрическую өтімділік шегінде 2000 мен 6000, бастапқы жай-күйі білдіреді тонкодисперсный ұнтақ бөлшектер бар диаметрі бірнеше микрон. Ұнтақ еріткішпен араластырады қамтитын байланыстырушы зат, ол кейіннен байланыстырады біркелкі рассредоточенные ерітіндідегі бөлшектер керамика. Алынған қоспасы түріндегі сұйық балшық бар сияқты консистенциясын, майлы бояу. Қоспасы разливают қабаты, қалыңдығы бірнеше жүздік үлестерге мм қағаз немесе әуе лентасын және кептіреді. Пленка содан кейін режется арналған квадратты пластинаның өлшемі 15 – 20 см; әрбір осындай plate әдісімен баспа монтажын жағылады бірнеше мың орау жабындарының арқылы арнайы трафарет, задающий олардың конфигурациясы. Жағу үшін пайдаланылады орау жабындарының күміс-палладиевая суспензия.

Кейін обкладки жазылуы алады 30 – 60 пластиналар мен спрессовывают олардың арасында бірнеше қабаттары осындай пластиналар, обкладки емес наносились. Алынған дайындамалар конденсаторлар обжигаются пеште баяу қыздырып 1000 – 1400 °С.

Электролитті алюминий конденсатор болады уподобить лейденской банктегі өте жұқа шыныдан, азайтылған мөлшерге дейін шағын куба. Ол матадан кесектерді металл 60%-дық пористостью. Көпшілігі үшін қазіргі заманғы электролитті конденсаторлар қолданылады ұсақталған тантал — қатты металл сұр түсті. Тантал ұнтағы спрессовывается, содан кейін бірнеше сағат ішінде алынған дайындауды қыздырады вакуумдық камерада температурасына дейін жақын 2000 °С нәтижесінде бөлшектер металл спекаются тығыз сцепляясь бір-бірімен. Құрылған бұл шағын қуыстар және саңылау қабатындағы спрессованного ұнтақ арттырады үстіңгі алаңы дайындау, ол содан кейін болады бір орау жабындарының конденсатор. Содан кейін электролиттік ваннада алынатын өнімдер мен шикізатты дайындауды жүргізеді анодированию үшін беттеріндегі пор алуға оқшаулағыш қабаты тантал оксиді. Сосын алынатын өнімдер мен шикізатты дайындауды батырады нитратының ерітіндісі марганец. Оның бастапқы кезеңде кейін қыздыру осаждаются бөлшектер полупроводящего марганец диоксиді қабаты, олардың рөлін атқарады бір обкладки, ал тантал бөлшектер қабаты астында оксиді тантал — басқа. Конденсатор алдымен жабады графитовой, содан кейін күміс бояумен, напыляют қабаты никель және заделывают корпусына.

Қарамастан, электролиттік конденсаторлар бар ең жоғары меншікті сыйымдылығы салыстырғанда басқа түрлерімен конденсаторлар, оларды қолдану аймағы шектелген. Бұл түсіндіріледі, біріншіден, бұл подводимое оған кернеу болуы тиіс белгілі бір полярность, оны өзгертуге болмайды. Бұл ерекшелік жол пайдалану электролитті конденсаторлар тек тұрақты тоқтың тізбектерінде. Екіншіден, электролиттік конденсаторлар көп ұшырайды пробою, өйткені қабаттар диэлектриктен онда өте майда.

Библиографиялық тізімі
Анықтамалығы бойынша электртехникалық материалдар. 3-ші Том. Л. «Энергия», 1988.
Добрынин А. В., Казаков Н. П. Найда Г. А., Подденежный Е. Н. және т. б. алюминий Нитрид, электрондық техника. Ж. / / Шетелдік электрондық техника, №4 1989.
Носов О. Н. Оптоэлектроника. М: Жоғары мектебі. 1976.
Радио №4 1991.
Тихонов С. Н. Электротехника бастаушыларға арналған. М: Әскери баспасы КСРО қорғаныс министрлігінің, 1969.
Конденсаторлар. М.: Радио и связь, 1987.
Терещук Р. М., Терещук К. М., Седов С. А. Жартылай өткізгіш қабылдап күшейткіш құрылғылар анықтамалығы радиолюбителя. Киев: Наукова думка, 1988.
Ацюковский В. А. Сыйымдылық датчиктері өткізу.
Радио, №12, 1978.
Виноградов Ю. В. Негіздері, электрондық және жартылай өткізгіш техника. М.: Энергия, 1972.