Батарея конденсаторов – —

Конденсаторные батареи — Батареи конденсаторов — Росиндуктор

БАТАРЕЯ КОНДЕНСАТОРОВ — это группа единичных конденсаторов, соединенных между собой электрически. Конденсаторы состоят из двух проводников, между которыми находится диэлектрик. Мощность конденсаторных батарей включенных параллельно зависит от количества секций. Конденсатор способен накапливать и отдавать электрический заряд. В момент заряда конденсатора между его проводниками образуется электрическое поле. Заряд батареи зависит от приложенного к проводникам напряжения и емкости батареи конденсаторов. Росиндуктор – это конденсаторные батареи, собранные в специальные установки, предназначены для повышения и поддержания на заданном уровне коэффициента мощности установок и распределительных сетей на промышленных предприятиях. Чтобы компенсация реактивной мощности происходила ступенчато, батареи конденсаторов разделяют на группы.

Содержание

Плюсы при покупке конденсаторных батарей серии RFM.

• Лучшее соотношение цена/качество
• Малые габариты
• Длительный срок эксплуатации
• Полная взаимозаменяемость с конденсаторными батареями Российских производителей марок ЭСВК, ЭЭВП, ЭЭВК

Модель	Напряжение, В			Частота, Гц		Мощность, кВА	Емкость, мкФ	Габариты, мм			Рисунок	Диаметр винта	Вес, кг
								Длина	Ширина	Высота
RFM 0.375-300-1S	375			1000		300	4*84.9	336	153	370	2	M12	29
RFM 0.375-500-1S	375			1000		500	6*94.4	440	170	420	3	M12	42
RFM 0.375-600-1S	375			1000		600	6*113.2	440	179	480	3	M12	53
RFM 0.375-250-2.5S	375			2500		250	4*28.3	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.375-500-2.5S	375			2500		500	4*56.6	336	123	370	1	M12	24
RFM 0.375-750-2.5S	375			2500		750	6*56.6	336	153	370	2	M12	24
RFM 0.375-850-2.5S	375			2500		850	6*64.2	336	153	420	2	M12	32
RFM 0.375-1000-2.5S	375			2500		1000	6*75.5	336	170	450	2	M16	39
RFM 0.375-260-4S	375			4000		260	4*18.4	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.375-360-4S	375			4000		360	4*25.5	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.375-720-4S	375			4000		720	4*51	336	123	370	1	M16	24
RFM 0.375-320-8S	375			8000		320	4*11.3	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.375-800-8S	375			8000		800	4*28.3	336	123	370	1	M16	24
RFM 0.5-500-1S	500			1000		500	6*53.1	336	153	370	2	M12	29
RFM 0.5-1070-1S	500			1000		1070	8*85.2	440	170	480	4	M12	54
RFM 0.5-250-2.5S	500			2500		250	4*15.9	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.5-500-2.5S	500			2500		500	4*31.8	336	123	320	1	M12	24
RFM 0.55-1000-2.5S	550			2500		1000	6*35.1	336	153	370	2	M12	29
RFM 0.75-750-0.5S	750			500		750	6*70.8	336	153	500	2	M12	41
RFM 0.75-1000-0.5S	750			500		1000	10*56.6	440	170	480	5	M12	55
RFM 0.75-360-1S	750			1000		360	4*25.5	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-720-1S	750			1000		720	4*51	336	123	370	1	M12	24
RFM 0.75-1000-1S	750			1000		1000	6*47.2	336	153	370	2	M12	29
RFM 0.75-1000-1S (тип 2)	750			1000		1000	6*47.2	336	153	450	2	M12	34
RFM 0.75-1500-1S	750			1000		1500	6*70.8	336	153	500	2	M12	41
RFM 0.75-2000-1S	750			1000		2000	10*56.6	440	170	480	5	M12	55
RFM 0.75-500-2S	750			2000		500	4*17.7	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-1000-2S	750			2000		1000	4*35.4	336	123	370	1	M16	24
RFM 0.75-1500-2S	750			2000		1500	6*35.4	336	153	370	2	M16	29
RFM 0.75-500-2.5S	750			2500		500	4*14.2	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-1000-2.5S	750			2500		1000	4*28.3	336	123	370	1	M16	24
RFM 0.75-1500-2.5S	750			2500		1500	6*28.3	336	153	370	2	M16	29
RFM 0.75-1800-2.5S	750			2500		1800	6*34	336	153	370	2	M16	29
RFM 0.75-260-4S	750			4000		260	4*4.60	336	123	220	1	M16	14
RFM 0.75-560-4S	750			4000		560	4*9.91	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-640-4S	750			4000		649	4*11.3	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-1000-4S	750			4000		1000	4*17.7	336	123	370	1	M16	24
RFM 0.75-1250-4S	750			4000		1250	6*14.7	336	153	370	2	M12	39
RFM 0.75-1500-4S	750			4000		1500	6*17.7	336	153	370	2	M16	29
RFM 0.75-1000-6S	750			6000		1000	4*11.8	336	123	370	1	M16	24
RFM 0.75-320-8S	750			8000		320	4*2.83	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-640-8S	750			8000		640	4*5.66	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-720-8S	750			8000		720	4*6.37	336	123	220	1	M12	14
RFM 0.75-1000-8S	750			8000		1000	4*8.85	336	123	370	1	M16	24
RFM 1-1000-0.5S	1000			500		1000	6* 53.1	440	160	420	3	M12	43
RFM 1-360-1S	1000			1000		360	4*14.3	336	123	220	1	M12	43
RFM 1-720-1S	1000			1000		720	4*28.7	336	123	370	1	M12	14
RFM 1-1000-1S	1000			1000		1000	6*26.5	336	153	370	2	M12	24
RFM 1.2-1000-0.5S	1200			500		1000	6*36.9	336	153	480	2	M12	39
RFM 1.2-1500-0.5S	1200			500		1500	6*55.3	440	170	450	3	M12	49
RFM 1.2-2000-0.5S	1200			500		2000	8*55.3	440	170	560	4	M12	65
RFM 1.2-750-1S	1200			500		750	4*20.7	336	123	370	1	M12	24
RFM 1.2-1000-1S	1200			1000		1000	6*18.4	336	153	370	2	M12	29
RFM 1.2-1500-1S	1200			1000		1500	6*27.6	336	153	370	2	M12	39
RFM 1.2-2000-1S	1200			1000		2000	6*36.9	336	153	480	2	M12	37
RFM 1.4-1000-0.5S	1400			500		1000	6*27.1	336	170	370	2	M12	33
RFM 1.4-1500-0.5S	1400			500		1500	6*40.6	440	170	400	3	M12	41
RFM 1.4-2000-0.5S	1400			500		2000	6*54.2	440	170	530	3	M12	60
RFM 1.5-1000-0.5S	1500			500		1000	6*23.6	336	170	370	2	M12	33
RFM 1.5-1500-0.5S	1500			500		1500	6*35.4	440	170	390	3	M12	39
RFM 1.5-2000-0.5S	1500			500		2000	6*47.2	440	170	510	3	M12	57
RFM 1.6-1000-0.5S	1600			500		1000	6*20.7	336	170	370	2	M12	33
RFM 1.6-1500-0.5S	1600			500		1500	6*31.1	440	170	400	3	M12	40
RFM 1.6-1500-0.5S	1600			500		1500	6*41.5	440	170	510	3	M12	57
RFM 1.8-1000-0.5S	1800			500		1000	6*16.4	336	170	370	2	M12	33
RFM 1.8-1500-0.5S	1800			500		1500	6*24.6	440	170	400	3	M12	40
RFM 1.8-2000-0.5S	1800			500		2000	6*32.8	440	170	510	3	M12	57

Емкость батареи конденсаторов

Для того чтобы определить емкость батареи конденсаторов, необходимо учесть тип соединения конденсаторов. При параллельном соединении конденсаторов электроемкость батареи конденсаторов равна сумме емкостей конденсаторов. При последовательном соединении емкость конденсаторной батареи будет равна сумме обратных величин емкостей конденсаторов.

Напряжение батареи конденсаторов

Заряд батареи конденсаторов определяет общая емкость батареи конденсаторов и величина необходимого напряжения. Энергия батареи конденсаторов не настолько высока, чтобы такие батареи могли стать самостоятельными источниками электрической энергии, но достаточна для поддержания коэффициента мощности оборудования на должном уровне.

Мощность конденсаторных батарей

Конденсаторная батарея для компенсации реактивной мощности включается в конденсаторную установку. Номинальное напряжение такой установки может варьироваться в диапазоне от 0,4 кВ до 35 кВ. Высоковольтные установки (6-35 кВ) называются централизованными и устанавливаются на распределительных подстанциях. Установки с низким напряжением компенсируют реактивную мощность на электродвигателях, сварочных аппаратах, насосах и других агрегатах.

Определить заряд батареи конденсаторов

Батареи электрических конденсаторов должны выдерживать заданное напряжение и иметь расчетную реактивную мощность. Расчет батареи конденсаторов произвести не сложно: сведения о различных видах промышленного оборудования можно узнать из специальных таблиц, что позволит подобрать конденсаторные батареи с оптимальной мощностью. Определить заряд, который необходимо сообщить батарее конденсаторов, чтобы зарядить ее до необходимого напряжения, можно по формуле: заряд равен емкости батареи умноженной на напряжение.

Конденсаторные батареи серии RFM

Неотъемлемой частью индукционных плавильных печей (тиристорных), закалочных установок (транзисторных)являются электротермические конденсаторные батареи, мы предлагаем широкий выбор конденсаторных батарей серии RFM в широком диапазоне частот, мощности и емкости. Так же вы можете выбрать пять вариантов исполнения корпуса. Конденсаторные батареи серии RFM отвечают самым строгим стандартам и поставляются на заводы всего мира. Высокое качество сборки позволяет работать конденсаторным батареям в широком диапазоне температур.С минимальным отклонением от заданных характеристик.

Плюсы при покупке конденсаторных батарей серии RFM.

• Лучшее соотношение цена/качество
• Малые габариты
• Длительный срок эксплуатации
• Полная взаимозаменяемость с конденсаторными батареями Российских производителей марок ЭСВК, ЭЭВП, ЭЭВК

zavodrr.ru

Компенсирующие устройства — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 июня 2013; проверки требуют 10 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 9 июня 2013; проверки требуют 10 правок.

Компенсирующие устройства — Установки, предназначенные для компенсации ёмкостной или индуктивной составляющей переменного тока. Элемент электрической сети. Условно их разделяют на устройства: а) для компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками и в элементах сети (поперечно включаемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели и тому подобные устройства), б) для компенсации реактивных параметров линий (продольно включаемые батареи конденсаторов, поперечно включаемые реакторы и т.д.)

Являются элементами «пассивной» компенсации реактивной мощности, иными словами, при использовании некоторого количества синхронных двигателей вместо асинхронных потребляемая из сети реактивная мощность уменьшается, что уменьшает и расходы на компенсацию, но с другой стороны, увеличивает расходы на содержание и обслуживание синхронных электродвигателей.

Синхронный компенсатор (СК) представляет собой синхронный двигатель облегчённой конструкции, предназначенный для работы на холостом ходу. При работе в режиме перевозбуждения СК является генератором реактивной мощности. Наибольшая мощность СК в режиме перевозбуждения называется его номинальной мощностью. При работе в режиме недовозбуждения СК является потребителем реактивной мощности. По конструктивным условиям СК обычно не может потреблять из сети такую же реактивную мощность, которую он может генерировать. Изменение тока возбуждения СК обычно автоматизируется. При работе СК из сети потребляется активная мощность порядка 2—4% от номинальной реактивной мощности.

Другие названия: батарея статических конденсаторов «БСК», устройство компенсации реактивной мощности «УКРМ»

В качестве дополнительного источника реактивной мощности, служащего для обеспечения потребителя реактивной мощностью сверх того количества, которое возможно и целесообразно получить от энергосистемы и от синхронных двигателей, имеющихся на предприятии, устанавливаются конденсаторные батареи (КБ). Электроустановка, предназначенная для компенсации реактивной мощности. Конструктивно представляет собой конденсаторы (разг. «банки»), обычно соединенные по схеме «треугольник» и разделенные на несколько ступеней с разной емкостью, и устройство управления ими. Устройство управления чаще всего способно автоматически поддерживать заданный коэффициент мощности на нужном уровне переключением числа включенных в сеть «банок».

Дополнительно конденсаторная установка может содержать в себе фильтры высших гармоник.

Для безопасного обслуживания каждый конденсатор установки снабжается разрядным контуром для снятия остаточного заряда при отключении от сети.

Преимуществами конденсаторов в качестве компенсаторов реактивной мощности являются низкие потери активной мощности (порядка 0,3— 0,4% Вт/вар), отсутствие движущихся частей и неприхотливость в обслуживании. К их недостаткам можно отнести невозможность плавной регулировки реактивного сопротивления, поскольку коммутация даёт только ступенчатое изменение суммарной ёмкости.

ru.wikipedia.org

Конденсаторные батареи: формулы, внутреннее устройство

По мимо стандартных солевых, щелочных, аккумуляторных существуют еще и конденсаторные батареи. Их используют в разных устройствах. Чаще всего как дополнительные накопители энергии. Они являются надежными и простыми электрическими приспособлениями.

Строение и характеристики конденсаторных батарей

Для изготовления требуется несколько конденсаторов. Их соединяют последовательно. Данные радио детали выпускаются разной мощностью и под разное напряжение.

Что такое конденсаторная батарея? Это по сути соединенные друг за другом конденсаторы. Их соединение может быть последовательным, параллельным или смешанным.

Что же такое конденсатор?

По сути это деталь, состоящая из двух проводящих пластин, разделенных диэлектриком пополам. Это устройство накапливает энергию и отдает ее. Причем процесс происходит очень быстро. Если зарядить конденсатор на 1000 микрофарад напряжением 25 вольт и подсоединить к нему светодиод. Прогорит он всего лишь 5-10 секунд.

Опытным путем было выяснено что в момент заряда вокруг проводников появляется электрическое поле. Увеличение заряда происходит за счет большой емкости и повышения напряжения. Емкость увеличивается в следствие увеличения размера проводников из которых состоит конденсатор. Так же она будет большой если проводники расположены очень близко друг к другу.

Между проводниками находится изолирующий материал. В его роли обычно выступает бумага, пленка или просто воздух. Все это электричество практически не проводит. Следует тщательно подбирать диэлектрик, так как при высоком токе он должен обеспечивать надежную изоляцию. Даже если будет толщиной всего 10-15 мкм.

Качество изолятора зависит от проницаемости или способности накапливать заряд. К примеру проницаемость бумаги равна 3,54, а пленки от 2,5-2,7.

Полезные формулы

Сколько нужно конденсаторов и какой мощности все это подбирается в зависимости от реактивных мощностей.

Формула для определения мощности КБ.

Если соединить конденсаторы в простой треугольник, а не в звезду то потребуется затратить гораздо меньше этих деталей.

• Выберите тип КБ.
• Определитесь как будете соединять.

Использовать конденсаторы следует одной разновидности.

Сколько нужно конденсаторов определяется по следующим формулам:

Конденсаторные батареи, как и другие составляющие электрической цепи склонны к нагреву в следствие потери мощности. Сила нагрева зависит от напряжения и его частоты. А также емкости. Ну и это еще не все. Диэлектрик так же оказывает влияние. Его потери определяются с помощью тангенса угла изоляционных потерь (tgϬ). А также удельных потерь в конденсаторе(Вт/кВАр).

Указанные выше потери колеблются от 0,5 до 4 Вт/кВАр.

Чтобы компенсировать реактивную мощность применяют косинусные конденсаторы. Они работают на частоте 50 Гц. Мощность от 10 – 100 кВАр.

Как было сказано выше конденсаторная батарея состоит из двух пластин между которыми лежит изоляционный слой. Все это находиться в алюминиевом корпусе. Наружу выходит несколько выводов. Обычно 2, но имеются и трехфазные конденсаторы в которых 3 вывода.

За счет того, что шкалы напряжений КБ имеют от 230 в до 10,5 КВ можно достаточно просто собрать батарею для сетей на 380 вольт. Но если потребуется можно запросто превысить этот порог. По току и по напряжение КБ имеют хорошие показатели перегрузок.

Конденсаторная установка – это КБ оснащенная средствами защиты, управления, коммутационными устройствами.

Нерегулируемые конденсаторные батареи имеют отрицательный управляющий эффект. По сути это один из их недостатков. Когда подаваемое напряжение падает, то снижается и мощность. По условиям режима ее нужно повысить.

batareykaa.ru

Конденсатор вместо аккумулятора / Статьи и обзоры / Элек.ру

Для накопления электроэнергии люди сначала использовали конденсаторы. Потом, когда электротехника вышла за пределы лабораторных опытов, изобрели аккумуляторы, ставшие основным средством для запасания электрической энергии. Но в начале XXI века снова предлагается использовать конденсаторы для питания электрооборудования. Насколько это возможно и уйдут ли аккумуляторы окончательно в прошлое?

Причина, по которой конденсаторы были вытеснены аккумуляторами, была связана со значительно большими значениями электроэнергии, которые они способны накапливать. Другой причиной является то, что при разряде напряжение на выходе аккумулятора меняется очень слабо, так что стабилизатор напряжения или не требуется или же может иметь очень простую конструкцию.

Главное различие между конденсаторами и аккумуляторами заключается в том, что конденсаторы непосредственно хранят электрический заряд, а аккумуляторы превращают электрическую энергию в химическую, запасают ее, а потом обратно преобразуют химическую энерию в электрическую.

При преобразованиях энергии часть ее теряется. Поэтому даже у лучших аккумуляторов КПД составляет не более 90%, в то время, как у конденсаторов он может достигать 99%. Интенсивность химических реакций зависит от температуры, поэтому на морозе аккумуляторы работают заметно хуже, чем при комнатной температуре. Кроме этого, химические реакции в аккумуляторах не полностью обратимы. Отсюда малое количество циклов заряда-разряда (порядка единиц тысяч, чаще всего ресурс аккумулятора составляет около 1000 циклов заряда-разряда), а также «эффект памяти». Напомним, что «эффект памяти» заключается в том, что аккумулятор нужно всегда разряжать до определенной величины накопленной энергии, тогда его емкость будет максимальной. Если же после разрядки в нем остается больше энергии, то емкость аккумулятора будет постепенно уменьшаться. «Эффект памяти» свойственнен практически всем серийно выпускаемым типам аккумуляторов, кроме, кислотных (включая их разновидности — гелевые и AGM). Хотя принято считать, что литий-ионным и литий-полимерным аккумуляторам он не свойственнен, на самом деле и у них он есть, просто проявляется в меньшей степени, чем в других типах. Что же касается кислотных аккумуляторов, то в них проявляется эффект сульфатации пластин, вызывающий необратимую порчу источника питания. Одной из причин является длительное нахождение аккумулятора в состоянии заряда менее, чем на 50%.

Применительно к альтернативной энергетике «эффект памяти» и сульфатация пластин являются серьезными проблемами. Дело в том, что поступление энергии от таких источников, как солнечные батареи и ветряки, сложно спрогнозировать. В результате заряд и разряд аккумуляторов происходят хаотично, в неоптимальном режиме.

Для современного ритма жизни оказывается абсолютно неприемлемо, что аккумуляторы приходится заряжать несколько часов. Например, как вы себе представляете поездку на электромобиле на дальние расстояния, если разрядившийся аккумулятор задержит вас на несколько часов в пункте зарядки? Скорость зарядки аккумулятора ограничена скоростью протекающих в нем химических процессов. Можно сократить время зарядки до 1 часа, но никак не до нескольких минут. В то же время, скорость зарядки конденсатора ограничена только максимальным током, который дает зарядное устройство.

Перечисленные недостатки аккумуляторов сделали актуальным использование вместо них конденсаторов.

Использование двойного электрического слоя

На протяжении многих десятилетий самой большой емкостью обладали электролитические конденсаторы. В них одной из обкладок являлась металлическая фольга, другой — электролит, а изоляцией между обкладками — окись металла, которой покрыта фольга. У электролитических конденсаторов емкость может достигать сотых долей фарады, что недостаточно для того, чтобы полноценно заменить аккумулятор.

Сравнение конструкций разных типов конденстаторов (Источник: Википедия)

Большую емкость, измеряемую тысячами фарад, позволяют получить конденсаторы, основанные на так называемом двойном электрическом слое. Принцип их работы следующий. Двойной электрический слой возникает при определенных условиях на границе веществ в твердой и жидкой фазах. Образуются два слоя ионов с зарядами противоположного знака, но одинаковой величины. Если очень упростить ситуацию, то образуется конденсатор, «обкладками» которого являются указанные слои ионов, расстояние между которыми равно нескольким атомам.

Суперконденсаторы различной емкости производства Maxwell

Конденсаторы, основанные на данном эффекте, иногда называют ионисторами. На самом деле, этот термин не только к конденсаторам, в которых накапливается электрический заряд, но и к другим устройствам для накопления электроэнергии — с частичным преобразованием электрической энергии в химическую наряду с сохранением электрического заряда (гибридный ионистор), а также для аккумуляторов, основанных на двойном электрическом слое (так называемые псевдоконденсаторы). Поэтому более подходящим является термин «суперконденсаторы». Иногда вместо него используется тождественный ему термин «ультраконденсатор».

Техническая реализация

Суперконденсатор представляет собой две обкладки из активированного угля, залитые электролитом. Между ними расположена мембрана, которая пропускает электролит, но препятствует физическому перемещению частиц активированного угля между обкладками.

Следует отметить, что суперконденсаторы сами по себе не имеют полярности. Этим они принципиально отличаются от электролитических конденсаторов, для которых, как правило, свойственна полярность, несоблюдение которой приводит к выходу конденсатора из строя. Тем не менее, на суперконденсаторах также наносится полярности. Связано это с тем, что суперконденсаторы сходят с заводского конвейера уже заряженными, маркировка и означает полярность этого заряда.

Параметры суперконденсаторов

Максимальная емкость отдельного суперконденсатора, достигнутая на момент написания статьи, составляет 12000 Ф. У массово выпускаемых супероконденсаторов она не превышает 3000 Ф. Максимально допустимое напряжение между обкладками не превышает 10 В. Для серийно выпускаемых суперконденсаторов этот показатель, как правило, лежит в пределах 2,3 – 2,7 В.   Низкое рабочее напряжение требует использование преобразователя напряжения с функцией стабилизатора. Дело в том, что при разряде напряжение на обкладках конденсатора изменяется в широких пределах. Построение преобразователя напряжения для подключения нагрузки и зарядного устройства являются нетривиальной задачей. Предположим, что вам нужно питать нагрузку с мощностью 60 Вт.

Для упрощения рассмотрения вопроса пренебрежем потерями в преобразователе напряжения и стабилизаторе. В том случае, если вы работаете с обычным аккумулятором с напряжением 12 В, то управляющая электроника должна выдерживать ток в 5 А. Такие электронные приборы широко распространены и стоят недорого. Но совсем другая ситуация складывается при использовании суперконденсатора, напряжение на котором составляет 2,5 В. Тогда ток, протекающий через электронные компоненты преобразователя, может достигать 24 А, что требует новых подходов к схмотехнике и современной элементной базы. Именно сложностью с построением преобразователя и стабилизатора можно объяснить тот факт, что суперконденсаторы, серийный выпуск которых был начат еще в 70-х годах XX века, только сейчас стали широко использоваться в самых разных областях.

Принципиальная схема источника бесперебойного питания
напряжением на суперконденсаторах, основные узлы реализованы
на одной микосхеме производства LinearTechnology

Суперконденсаторы могут соединяться в батареи с использованием последовательного или параллельного соединения. В первом случае повышается максимально допустимое напряжение. Во втором случае — емкость. Повышение максимально допустимого напряжения таким способом является одним из способов решения проблемы, но заплатить за нее придется снижением емкости.

Размеры суперконденсаторов, естественно, зависят от их емкости. Типичный суперконденсатор емкостью 3000 Ф представляет собой цилиндр диаметром около 5 см и длиной 14 см. При емкости 10 Ф суперконденсатор имеет размеры, сопоставимые с человеческим ногтем.

Хорошие суперконденсаторы способны выдержать сотни тысяч циклов заряда-разряда, превосходя по этому параметру аккумуляторы примерно в 100 раз. Но, как и у электролитических конденсаторов, для суперконденсаторов стоит проблема старения из-за постепенной утечки электролита. Пока сколь-нибудь полной статистики выхода из строя суперконденсаторов по данной причине не накоплено, но по косвенным данным, срок службы суперконденсаторов можно приблизительно оценить величиной 15 лет.

Накапливаемая энергия

Количество энергии, запасенной в конденсаторе, выраженное в джоулях:

E = CU²/2,
где C — емкость, выраженная в фарадах, U — напряжение на обкладках, выраженное в вольтах.

Количество энергии, запасенной в конденсаторе, выраженное в кВтч, равно:

W = CU²/7200000

Отсюда, конденсатор емкостью 3000 Ф с напряжением между обкладками 2,5 В способен запасти в себе только 0,0026 кВтч. Как это можно соотнести, например, с литий-ионным аккумулятором? Если принять его выходное напряжение не зависящим от степени разряда и равным 3,6 В, то количество энергии 0,0026 кВтч будет запасено в литий-ионном аккумуляторе емкостью 0,72 Ач. Увы, весьма скромный результат.

Применение суперконденсаторов

Системы аварийного освещения являются тем местом, где использование суперконденсаторов вместо аккумуляторов дает ощутимый выигрыш. В самом деле, именно для этого применения характерна неравномерность разрядки. Кроме этого, желательно, чтобы зарядка аварийного светильника происходила быстро, и чтобы используемый в нем резервный источник питания имел большую надежность. Источник резервного питания на основе суперконденсатора можно встроить непосредственно в светодиодную лампу T8. Такие лампы уже выпускаются рядом китайских фирм.

Грунтовый светодиодный светильник с питанием
от солнечных батарей, накопление энергии
в котором осуществляется в суперконденсаторе

Как уже отмечалось, развитие суперконденсаторов во многом связано с интересом к альтернативным источникам энергии. Но практическое применение пока ограничено светодиодными светильниками, получающими энергию от солнца.

Активно развивается такое направление как использование суперконденсаторов для запуска электрооборудования.

Суперконденсаторы способны дать большое количество энергии в короткий интервал времени. Запитывая электрооборудование в момент пуска от суперконденсатора, можно уменьшить пиковые нагрузки на электросеть и в конечном счете уменьшить запас на пусковые токи, добившись огромной экономии средств.

Соединив несколько суперконденсаторов в батарею, мы можем достичь емкости, сопоставимой с аккумуляторами, используемыми в электромобилях. Но весить эта батарея будет в несколько раз больше аккумулятора, что для транспортных средств неприемлемо. Решить проблему можно, используя суперконденсаторы на основе графена, но они пока существуют только в качестве опытных образцов. Тем не менее, перспективный вариант знаменитого «Ё-мобиля», работающий только от электричества, в качестве источника питания будет использовать суперконденсаторы нового поколения, разработка которых ведется российскими учеными.

Суперконденсаторы также дадут выигрыш при замене аккумуляторов в обычных машинах, работающих на бензине или дизельном топливе — их использование в таких транспортных средствах уже является реальностью.

Пока же самым удачным из реализованных проектов внедрения суперконденсаторов можно считать новые троллейбусы российского производства, вышедшие недавно на улицы Москвы. При прекращении подачи напряжения в контактную сеть или же при «слетании» токосъемников троллейбус может проехать на небольшой (порядка 15 км/ч) скорости несколько сотен метров в место, где он не будет мешать движению на дороге. Источником энергии при таких маневрах для него является батарея суперконденсаторов.

В общем, пока суперконденсаторы могут вытеснить аккумуляторы только в отдельных «нишах». Но технологии бурно развиваются, что позволяет ожидать, что уже в ближайшем будущем область применения суперконденсаторов значительно расширится.

Алексей Васильев

www.elec.ru

BK, BKD — Батареи конденсаторов

АО «ZPUE»

Меню

×

• Главная
• О компании
  • Наша деятельность
  • Миссия
  • История
  • KORONEA
  • Фонд «Мы близко»
• Контакты
• Продукция
  • Распределительные устройства низкого напряжения
  • Распределительное устройство среднего напряжения
  • Контейнерная трансформаторная подстация
  • Воздушные линии СН и НН
• Карьера
• Скачай

• Szukaj…

• Главная
• О компании
  • Наша деятельность
  • Миссия
  • История
  • KORONEA
  • Фонд «Мы близко»
• Контакты
• Продукция
  • Распределительные устройства низкого напряжения
    • RN-W
    • ZR-W
    • INSTAL-BLOK
    • BK, BKD
    • Кабельные соединения в корпусах из термореактивного пластика
    • Кабельные соединения в алюминиевых корпусах
    • другой
    • Корпуса из реактопластов (термореактивной пластмассы)
  • Распределительное устройство среднего напряжения
    • RELF
    • RXD
    • TPM
    • Rotoblok
    • Rotoblok SF
    • Rotoblok VCB
  • Контейнерная трансформаторная подстация
    • Система «умного» управления энергией SMART GRID
    • Трансформаторные подстанции в бетонной оболочке и внутренним коридором обслуживания
    • Трансформаторные подстанции в бетонном корпусе с внешним обслуживанием
    • WST 20/630 „Столб объявлений”
    • PST-b 20/630. Заглубленная трансформаторная подстанция
    • Подстанции в бетонном корпусе типа MRw-bS
    • Кабельное соединение ВН, предназначенное для системы Smart Grid
    • Подстанции с дизель-генераторными установками
    • Подстанции, предназначенные для возобновляемых источников энергии (ВИЭ)
    • Подстанция для компенсации реактивной мощности
    • Решения для главных распределительных пунктов (ГРП)
    • Подстанции, предназначенные для железнодорожных нужд — тяговые подстанции
    • Трансформаторные подстанции в металлическом корпусе
  • Воздушные линии СН и НН
    • Smart Grid в сетях ВН
    • Выключатели нагрузки, секционные выключатели в закрытом корпусе серии ТНО
    • Автоматический воздушный выключатель Реклоузер ТНО RC27 для сети Smart Grid
    • Выключатели нагрузки RPN с вакуумными камерами для Smart Grid
    • Выключатели нагрузки RN и RUN с воздушными камерами с током включения 100А
    • Коммутационные аппараты с ограниченной коммутационной способностью 25А в рамочной и модульной версиях
    • Воздушный выключатель нагрузки для железнодорожных путей RNK-1
    • Моторные приводы для дистанционного управления в сетях Smart Grid
    • Редохранительные элементы
    • Столбовые подстанции и конструкции воздушных линий
    • Центрифугированные опоры и сборные фундаменты

zpue.com

Конденсаторная батарея — это… Что такое Конденсаторная батарея?



Конденсаторная батарея

«…5.6.3. Конденсаторной батареей называется группа единичных конденсаторов, электрически соединенных между собой…»

Источник:

«Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Шестое издание» (утв. Главтехуправлением, Госэнергонадзором Минэнерго СССР 05.10.1979) (ред. от 20.06.2003)

Официальная терминология. Академик.ру. 2012.

• Конденсатор самовосстанавливающийся
• Конденсаторная установка

Смотреть что такое «Конденсаторная батарея» в других словарях:

• конденсаторная батарея — Конденсаторной батареей называется группа единичных конденсаторов, электрически соединенных между собой. [ПУЭ] батарея конденсаторов — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и… …   Справочник технического переводчика

• конденсаторная батарея — kondensatorių baterija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. capacitor bank vok. Kondensator Batterie, f rus. батарея конденсаторов, f; конденсаторная батарея, f pranc. association de condensateurs, f; banc de condensateurs, m; batterie de… …   Fizikos terminų žodynas

• конденсаторная батарея — kondensatorių baterija statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. capacitor bank vok. Kondensator Batterie, f; Kondensatorenbatterie, f rus. батaрея конденсаторов, f; конденсаторная батарея, f pranc. banc de condensateurs, m; batterie de… …   Automatikos terminų žodynas

• конденсаторная батарея на несколько ступеней компенсации реактивной мощности — [Интент] Тематики компенсация реактивной мощности EN multiple step capacitor bank …   Справочник технического переводчика

• конденсаторная батарея на одну ступень компенсации реактивной мощности — [Интент] Тематики компенсация реактивной мощности EN single step capacitor bank …   Справочник технического переводчика

• конденсаторная батарея с тиристорной коммутацией — Тематики компенсация реактивной мощностиэлектроснабжение в целом EN thyristor switched capacitorsTSC …   Справочник технического переводчика

• конденсаторная батарея с тиристорным управлением — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN thyristor switched capacitorsTSC …   Справочник технического переводчика

• одиночная конденсаторная батарея — Батарея шунтирующих конденсаторов, в которой бросок зарядного тока при включении ограничивается индуктивностью питающей сети и емкостью заряжаемой батареи конденсаторов при отсутствии других конденсаторов, подсоединенных параллельно к этой же… …   Справочник технического переводчика

• батарея (статических) конденсаторов — конденсаторная батарея — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы конденсаторная батарея EN capacitor… …   Справочник технического переводчика

• батарея конденсатора — конденсаторная батарея — [Интент] Тематики компенсация реактивной мощности Синонимы конденсаторная батарея EN capacitor bankbank …   Справочник технического переводчика

official.academic.ru

Электрический конденсатор — Википедия

Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические. На танталовых конденсаторах (слева) полоской обозначен «+», на алюминиевых (справа) маркируют «-». SMD-конденсатор на плате, макрофотография Различные конденсаторы для объёмного монтажа

Конденса́тор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать» или от лат. condensatio — «накопление») — двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости^[1] и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах.

В 1745 году в Лейдене немецкий каноник Эвальд Юрген фон Клейст и независимо от него голландский физик Питер ван Мушенбрук изобрели конструкцию-прототип электрического конденсатора — «лейденскую банку»^[2]. Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников, разделенных непроводником (диэлектриком), упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше^[3].

Конденсатор является пассивным электронным компонентом^[4]. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).

Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит зарядка или перезарядка конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком. В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения.

В методе гидравлических аналогий конденсатор — это гибкая мембрана, вставленная в трубу. Анимация демонстрирует мембрану, которая растягивается и сокращается под действием потока воды, что аналогично заряду и разряду конденсатора под действием электрического тока

С точки зрения метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом

Z^C=1jωC=−jωC=−j2πfC,{\displaystyle {\hat {Z}}_{C}={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}},}

где j{\displaystyle j} — мнимая единица, ω{\displaystyle \omega } — циклическая частота (радиан/с) протекающего синусоидального тока, f{\displaystyle f} — частота в герцах, C{\displaystyle C} — ёмкость конденсатора (фарад). Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно XC=1ωC.{\displaystyle \scriptstyle X_{C}={\tfrac {1}{\omega C}}.} Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).

При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью C{\displaystyle C}, собственной индуктивностью Lc{\displaystyle L_{c}} и сопротивлением потерь Rn{\displaystyle R_{n}}.

Резонансная частота конденсатора равна

fp=12πLcC{\displaystyle f_{p}={\frac {1}{2\pi {\sqrt {L_{c}C}}}}}

При f>fp{\displaystyle f>f_{p}} конденсатор в цепи переменного тока ведёт себя как катушка индуктивности. Следовательно, конденсатор целесообразно использовать лишь на частотах f<fp{\displaystyle f<f_{p}}, на которых его сопротивление носит ёмкостный характер. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.

Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:

W=CU22=qU2=q22C{\displaystyle W={CU^{2} \over 2}={qU \over 2}={q^{2} \over 2C}}

где U{\displaystyle U} — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор, q{\displaystyle q} — электрический заряд на одной из обкладок.

Обозначение конденсаторов на схемах[править | править код]

В России для условных графических обозначений конденсаторов на схемах рекомендуется использовать ГОСТ 2.728-74^[5] либо стандарт международной ассоциации IEEE 315—1975:

На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 1·10⁶ пФ = 1·10⁻⁶ Ф) и пикофарадах (1 пФ = 1·10⁻¹² Ф), но нередко и в нанофарадах (1 нФ = 1·10⁻⁹ Ф). При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, то есть постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мкФ × 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10—180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, то есть на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.

Характеристики[править | править код]

Ёмкость[править | править код]

Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.

Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга, в системе СИ выражается формулой C=εε0Sd{\displaystyle C={\tfrac {\varepsilon \varepsilon _{0}S}{d}}}, где ε{\displaystyle \varepsilon } — диэлектрическая проницаемость среды, заполняющая пространство между пластинами (в вакууме равна единице), ε0{\displaystyle \varepsilon _{0}} — электрическая постоянная, численно равная 8,854187817⋅10⁻¹² Ф/м. Эта формула справедлива, лишь когда d намного меньше линейных размеров пластин.

Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.

C=∑i=1nCi{\displaystyle C=\sum _{i=1}^{n}C_{i}} или C=C1+C2+…+Cn.{\displaystyle C=C_{1}+C_{2}+\ldots +C_{n}.}

Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади.

При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы, так как от источника питания они поступают только на внешние электроды, а на внутренних электродах они получаются только за счёт разделения зарядов, ранее нейтрализовавших друг друга. Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна

1C=∑i=1n1Ci⇒C=(∑i=1n1Ci)−1{\displaystyle {\tfrac {1}{C}}=\sum _{i=1}^{n}{\tfrac {1}{C_{i}}}\Rightarrow C={\begin{pmatrix}\sum _{i=1}^{n}{\tfrac {1}{C_{i}}}\end{pmatrix}}^{-1}} или 1C=1C1+1C2+…+1Cn.{\displaystyle {\tfrac {1}{C}}={\tfrac {1}{C_{1}}}+{\tfrac {1}{C_{2}}}+\ldots +{\tfrac {1}{C_{n}}}.}

Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.

Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.

Удельная ёмкость[править | править код]

Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.

Плотность энергии[править | править код]

Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита. Например, у конденсатора EPCOS B4345 с ёмкостью 12 000 мкФ, максимально допустимым напряжением 450 В и массой 1,9 кг плотность энергии при максимальном напряжении составляет 639 Дж/кг или 845 Дж/л. Особенно важен этот параметр при использовании конденсатора в качестве накопителя энергии, с последующим мгновенным её высвобождением, например, в пушке Гаусса.

Номинальное напряжение[править | править код]

Другой не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.

Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. Эксплуатационное напряжение на конденсаторе должно быть не выше номинального.

Полярность[править | править код]

Современные конденсаторы, разрушившиеся без взрыва благодаря специальной разрывающейся конструкции верхней крышки. Разрушение возможно из-за нарушения режима эксплуатации (температуры, напряжения, полярности) или старения. Конденсаторы с разорванной крышкой практически неработоспособны и требуют замены, а если она просто вздувшаяся, но ещё не разорвана, то, скорее всего, скоро он выйдет из строя или сильно изменятся параметры, что сделает его использование невозможным.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.

Опасность разрушения (взрыва)[править | править код]

Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения (актуально для импульсных устройств). В современных компьютерах перегрев конденсаторов — частая причина выхода их из строя вследствие близкого расположения с источниками тепла, например, рядом с радиатором охлаждения.

Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают вышибной предохранительный клапан или выполняют надсечку корпуса (часто её можно заметить в виде креста или в форме букв X, K или Т на торце цилиндрического корпуса, иногда, на больших конденсаторах, она покрыта пластиком). При повышении внутреннего давления вышибается пробка клапана или корпус разрушается по насечке, пары электролита выходят в виде едкого газа и, даже, брызг жидкости. При этом разрушение корпуса конденсатора происходит без взрыва, разбрасывания обкладок и сепаратора.

Взорвавшийся электролитический конденсатор на печатной плате жидкокристаллического монитора. Видны волокна бумажного сепаратора обкладок и развернувшиеся фольговые алюминиевые обкладки.

Старые электролитические конденсаторы выпускались в герметичных корпусах и в конструкции их корпусов не предусматривалась взрывобезопасность. Скорость разлёта осколков при взрыве корпуса устаревших конденсаторов может быть достаточной для того, чтобы травмировать человека.

В отличие от электролитических, взрывоопасность оксиднополупроводниковых (танталовых) конденсаторов связана с тем, что такой конденсатор фактически представляет собой взрывчатую смесь: в качестве горючего служит тантал, а в качестве окислителя — двуокись марганца, и оба этих компонента в конструкции конденсатора перемешаны в виде тонкого порошка. При пробое конденсатора или при его случайной переполюсовке выделившееся при протекании тока тепло инициирует реакцию между данными компонентами, протекающую в виде сильной вспышки с хлопком, что сопровождается разбрасыванием искр и осколков корпуса. Сила такого взрыва довольно велика, особенно у крупных конденсаторов, и способна повредить не только соседние радиоэлементы, но и плату. При тесном расположении нескольких конденсаторов возможен прожог корпусов соседних конденсаторов, что приводит к одновременному взрыву всей группы.

Паразитные параметры[править | править код]

Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными последовательным и параллельным сопротивлением и индуктивностью. С достаточной для практики точностью, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить как показано на рисунке, где все двухполюсники подразумеваются идеальными.

Эквивалентная схема реального конденсатора и некоторые формулы.
C₀ — собственная ёмкость конденсатора;
R_d — сопротивление изоляции конденсатора;
R_s — эквивалентное последовательное сопротивление;
L_i — эквивалентная последовательная индуктивность. Зависимость модуля импеданса реального конденсатора от частоты и формула импеданса.

Электрическое сопротивление изоляции диэлектрика конденсатора, поверхностные утечки и саморазряд[править | править код]

Сопротивление изоляции — это сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением R_d = U / I_ут, где U — напряжение, приложенное к конденсатору, I_ут — ток утечки.

Из-за тока утечки, протекающего через слой диэлектрика между обкладками и по поверхности диэлектрика, предварительно заряженный конденсатор с течением времени теряет заряд (саморазряд конденсатора). Часто, в спецификациях на конденсаторы, сопротивление утечки определяют через постоянную времени T саморазряда конденсатора, которая численно равна произведению ёмкости на сопротивление утечки:

T=RdC0{\displaystyle T=R_{d}C_{0}}

T — это время, за которое начальное напряжение на конденсаторе, неподключенном ко внешней цепи уменьшится в e раз.

Хорошие конденсаторы с полимерными и керамическими диэлектриками имеют постоянные времени саморазряда достигающие многих сотен тысяч часов.

Эквивалентное последовательное сопротивление — R_s[править | править код]

Эквивалентное последовательное сопротивление (англ. Equivalent series resistance; ESR, ЭПС, внутреннее сопротивление) обусловлено, главным образом, электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контактов между ними, а также учитывает потери в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор, вследствие поверхностного эффекта.

В большинстве практических случаев этим параметром можно пренебречь, но, иногда (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания), достаточно малое его значение существенно для надёжности и устойчивости работы устройства. В электролитических конденсаторах, где один из электродов является электролитом, этот параметр при эксплуатации со временем деградирует, вследствие испарения растворителя из жидкого электролита и изменения его химического состава, вызванного взаимодействием с металлическими обкладками, что происходит относительно быстро в низкокачественных изделиях («конденсаторная чума»^[en]).

Некоторые схемы (например, стабилизаторы напряжения) критичны к диапазону изменения ЭПС конденсаторов в своих цепях. Это связано с тем, что при проектировании таких устройств инженеры учитывают этот параметр в фазочастотной характеристике (ФЧХ) обратной связи стабилизатора. Существенное изменение со временем ЭПС применённых конденсаторов изменяет ФЧХ, что может привести к снижению запаса устойчивости контуров авторегулирования, и, даже, к самовозбуждению.

Существуют специальные приборы (ESR-метр (англ.)) для измерения этого достаточно важного параметра конденсатора, по которому можно часто определить пригодность его дальнейшего использования в определённых целях. Этот параметр, кроме собственно ёмкости (ёмкость — это основной параметр) — часто имеет решающее значение в исследовании состояния старого конденсатора и принятия решения, стоит ли использовать его в определённой схеме, или он прогнозируемо выйдет за пределы допустимых отклонений.

Эквивалентная последовательная индуктивность — L_i[править | править код]

Эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора. Результатом этой распределенной паразитной индуктивности является превращение конденсатора в колебательный контур с характерной собственной частотой резонанса. Эта частота может быть измерена и обычно указывается в параметрах конденсатора либо в явном виде либо в виде рекомендованной максимальной рабочей частоты.

Саморазряд[править | править код]

Предварительно заряженный конденсатор с течением времени теряет запасённую энергию за счёт тока утечки, протекающего через слой диэлектрика между обкладками. Часто в справочниках на конденсаторы приводится постоянная времени саморазряда конденсатора, численно равная произведению ёмкости на сопротивление утечки. Это время, за которое начальное напряжение на отключенном конденсаторе уменьшится в e раз.

Тангенс угла диэлектрических потерь[править | править код]

Тангенс угла диэлектрических потерь — отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости. tgδ=εimεre=σωεa.{\displaystyle {\rm {{tg}\,\delta ={\frac {\varepsilon _{im}}{\varepsilon _{re}}}={\frac {\sigma }{\omega \varepsilon _{a}}}.}}}

Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы напряжения и тока сдвинуты на угол φ=π2−δ,{\displaystyle \scriptstyle \varphi ={\tfrac {\pi }{2}}-\delta ,} где δ — угол диэлектрических потерь. При отсутствии потерь δ = 0. Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности P_а к реактивной P_р при синусоидальном напряжении определённой частоты. Величина, обратная tg δ, называется добротностью конденсатора. Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов.

Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)[править | править код]

ТКЕ — относительное изменение ёмкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (кельвин). ТКЕ определяется так:

TKE=ΔCCΔT{\displaystyle TKE={\frac {\Delta C}{C\Delta T}}}.

где

ru.wikipedia.org

No related posts.