AC-Kondensatoren

Was ist ein AC-Kondensator?

Ein Wechselstromkondensator ist ein elektronisches Bauteil, das hauptsächlich zur Ladungsspeicherung, Filterung, Spannungsteilung usw. verwendet wird und für den stabilen Betrieb einer Schaltung unerlässlich ist. In einer Schaltung ist ein AC Kondensator kann Gleichstrom blockieren, lässt aber Wechselstrom durchfließen. Es wird häufig in Stromversorgungs- und Filterkreisen eingesetzt, um Strom- und Spannungsschwankungen durch Speicherung und Freigabe von Ladung auszugleichen und so Schwankungen und Störungen im Stromkreis zu verringern.

Die grundlegende Formel für die Kapazität eines Wechselstromkondensators:

q: Ladung Ua: Potential im Punkt A Ub: Potential im Punkt B.
Wenn die beiden Leiter mit den Ladungen +Q und -Q an eine V-Tabelle angeschlossen sind, beträgt die Potentialdifferenz zwischen den beiden Leitern:
So a farad (1F) is every volt of potential difference that can store a coulomb of charge (1F = 1C/V). Generally speaking, 1F is considered a very large electric capacity, commonly used in the daily life of a variety of electronic products used in the parts, mostly in the 1 Farad one millionth (microfarad, μF) or megafarad one (pF) level.

Wie AC-Kondensatoren funktionieren

Wechselstromkondensatoren funktionieren auf der Grundlage des Dielektrikums in ihrem Inneren. Wenn eine Wechselstromquelle an die Klemmen eines Kondensators angelegt wird, lädt und entlädt sich der Kondensator, wenn sich die Versorgungsspannung ändert. Steigt die Versorgungsspannung, lädt sich der Kondensator auf; sinkt die Versorgungsspannung, entlädt sich der Kondensator. Dieser Vorgang wiederholt sich bei periodischen Änderungen der Versorgungsspannung, so dass eine reibungslose Verarbeitung von Wechselstromsignalen möglich ist.

Was AC-Kondensatoren tun

Wechselstromkondensatoren spielen in Schaltkreisen hauptsächlich die folgenden Rollen:
Durchlassen von Wechselstrom und Sperren von Gleichstrom: Die Haupteigenschaft eines Kondensators besteht darin, Wechselstrom durchzulassen und Gleichstrom zu sperren. In Wechselstromkreisen, in denen sich die Spannung und die Stromrichtung des Wechselstroms periodisch ändern, wird der Kondensator mit der Änderung der Spannung geladen und entladen, so dass der Wechselstrom durchgelassen wird. In einem Gleichstromkreis wird ein Kondensator, sobald er bis zur Sättigung geladen ist, nicht mehr entladen, so dass kein Gleichstrom durch den Kondensator fließen kann.
Filtern:Kondensatoren werden häufig in Filterschaltungen verwendet, indem sie zwischen den Plus- und Minuspol der Gleichstromversorgung geschaltet werden und die Wechselstromkomponente der Gleichstromversorgung herausfiltern, so dass der Gleichstrom glatt wird.In der Regel werden Elektrolytkondensatoren mit großer Kapazität verwendet und mit anderen Kondensatortypen mit kleiner Kapazität kombiniert, um hochfrequenten Wechselstrom herauszufiltern.
Kopplung:In Wechselstrom-Signalverarbeitungsschaltungen werden Kondensatoren zur Verbindung von Signalquelle und Signalverarbeitungsschaltungen oder als Zwischenstufe zwischen zwei Verstärkern verwendet, um den Gleichstrom zu isolieren und Wechselstromsignale oder Impulssignale durchzulassen, damit sich die Gleichstrom-Arbeitspunkte der vorderen und hinteren Verstärkerschaltungen nicht gegenseitig beeinflussen.
Abstimmung und Frequenzwahl:In abgestimmten Schaltungen arbeiten Kondensatoren und Induktivitäten zusammen, um die Frequenz der Schaltung in Resonanz mit der schwingenden Schaltung oder elektromagnetischen Welle zu bringen und so das Signal zu verstärken. Dieser Abstimmungseffekt ist wichtig für Anwendungen wie Funkkommunikation und elektronische Oszillatoren.
Blindleistungskompensation:In Wechselstromkreisen können Kondensatoren den Leistungsfaktor der Last verbessern und das Phänomen der Leistungsfaktorverschlechterung kompensieren, das durch den weit verbreiteten Einsatz induktiver Lasten verursacht wird.
Schnelles Laden und Entladen:Kondensatoren sind extrem schnell und können den Lade- und Entladevorgang innerhalb eines Augenblicks abschließen. Dank dieser Eigenschaft können Kondensatoren in Anwendungen glänzen, die eine sofortige hohe Leistungsabgabe erfordern, wie z. B. bei der Beschleunigung und Bremsenergierückgewinnung in Elektrofahrzeugen.

WIE MAN WECHSELSTROMKONDENSATOREN ANSCHLIESST

Die Art der Verdrahtung von Kondensatoren hängt von ihrem Typ und Zweck ab.Nachfolgend sind die üblichen Verdrahtungsmethoden und Vorsichtsmaßnahmen aufgeführt:
Unterscheidung zwischen verschiedenen Kondensatortypen
Gepolte Kondensatoren (z. B. Elektrolytkondensatoren)
Positive (+): usually labeled with a “+” sign or with longer pins.
Negativ (-): Kürzere Stifte oder schwarze Streifen/Pfeilmarkierungen auf dem Gehäuse.
Es sind positive und negative Markierungen verfügbar:
Die Plus- und Minuspole müssen korrekt angeschlossen werden, sonst kann der Kondensator beschädigt werden, auslaufen oder sogar explodieren.
Nicht gepolte Kondensatoren (z. B. Keramikkondensatoren, Polyesterkondensatoren)
haben keine positive oder negative Polarität und können nach Belieben angeschlossen werden.
Verdrahtung Verfahren

1. DC-Kreislauf (z. B. Filterung, Energiespeicherung)
   Polarisierter Kondensator:
   Der Pluspol ist mit dem Hochpotential des Stromkreises verbunden (z. B. Pluspol der Stromversorgung), der Minuspol mit dem Niederpotential (z. B. Minuspol der Stromversorgung oder Masse).
   Liegt in der Schaltung eine Rückspannung vor, muss auf einen nicht gepolten Kondensator oder eine Reihenschaltung von zwei gepolten Kondensatoren (Minuspol verbunden) umgestellt werden.
   Nicht gepolte Kondensatoren:
   werden direkt dort angeschlossen, wo sie benötigt werden, ohne dass zwischen Plus- und Minuspolen unterschieden werden muss.
2. Wechselstromkreise (z. B. Motorstart, Kupplung)
   Es müssen nicht gepolte Kondensatoren (z. B. Wechselstromkondensatoren) verwendet werden; gepolte Kondensatoren dürfen nicht verwendet werden.
   Die beiden Enden des Kondensators sind mit den beiden Enden des Wechselstroms verbunden (z. B. mit dem Feuerdraht und dem Nullleiter).
3. Parallel und in Serie
   Parallel:
   Gesamtkapazität = Summe der Kapazitäten der einzelnen Kondensatoren mit dem kleinsten Stehspannungswert.
   Parallel gepolte Kondensatoren, positiv an positiv, negativ an negativ.
   Serie:
   Total capacity = 1/(1/C₁ + 1/C₂ + …), the withstand voltage value is added. The voltage withstand values are added together.
   Wenn gepolte Kondensatoren in Reihe geschaltet werden, ist eine umgekehrte Verbindung (positiv zu negativ) erforderlich, um die Polarität auszugleichen.
   Anmerkung:
   Anpassung des Stehspannungswertes:
   Der Wert der Stehspannung des Kondensators muss mehr als das 1,5-fache der Betriebsspannung des Stromkreises betragen, um einen Durchbruch zu vermeiden.
   Tipps zum Löten:
   Verwenden Sie einen Lötkolben zum schnellen Löten, um Schäden am Kondensator durch hohe Temperaturen zu vermeiden.
   Lassen Sie genügend Länge für die Stifte, um Spannungsschäden zu vermeiden.
   Sicherer Betrieb:
   In Hochspannungsstromkreisen sollte der Kondensator nach dem Abschalten der Stromversorgung entladen werden (die Pole mit einem Widerstand kurzschließen), um einen Stromschlag zu vermeiden.
   Überprüfung der Polarität:
   Verwenden Sie die Kapazitätsdatei oder die Diodendatei des Multimeters, um die Polarität zu messen (der Durchlasswiderstand des Elektrolytkondensators ist groß, der Sperrwiderstand ist klein).
   Viertens: Häufige Fehler
   Verpolung: führt zur Beschädigung oder Explosion des Kondensators (Elektrolytkondensatoren).
   Unzureichende Spannungsfestigkeit: Kondensatorausfall, Kurzschluss, Ausfall des Auslösekreises.
   Falscher Typ: Verwendung von gepolten Kondensatoren in Wechselstromkreisen, was zu Kondensatorausfällen führt.
   Wenn Sie sich über die Verdrahtungsmethode nicht sicher sind, sollten Sie die Spezifikation des Kondensators überprüfen oder einen Fachmann zu Rate ziehen.

Wie man feststellt, ob ein AC-Kondensator beschädigt ist

Methode 1: Verwendung eines Digitalmultimeters mit Kapazitätseinstellfunktion

1. Trennen Sie den Kondensator von dem Stromkreis, zu dem er gehört.
2. Read the capacitance value on the outside of the capacitor. Capacitance is measured in Farads and is expressed as a capital F. You may see the Greek letter μ. You may see the Greek letter μ (μ), which looks like a lowercase u preceded by a tail. (Because the farad is such a large unit, most capacitors measure capacitance in electrical microfarads; a microfarad is one millionth of a farad.)
3. Stellen Sie Ihr Multimeter auf die Kapazitätseinstellung ein.
   Das Kapazitätssymbol teilt sich in der Regel einen Platz auf dem Zifferblatt mit einer anderen Funktion.
4. Schließen Sie die Leitungen des Multimeters an die Anschlüsse des Kondensators an. Schließen Sie die positive (rote) Multimeterleitung an die Anodenleitung des Kondensators und die negative (schwarze) Leitung an die Kathodenleitung des Kondensators an. (Bei den meisten Kondensatoren, insbesondere Elektrolytkondensatoren, ist die Anodenleitung länger als die Kathodenleitung).
   Möglicherweise müssen Sie die Funktionstaste drücken, um die Messung zu starten.
5. Prüfen Sie den Messwert des Multimeters. Wenn der Kapazitätswert auf dem Multimeter nahe dem Nennwert auf dem Kondensator selbst liegt, ist der Kondensator in Ordnung. Liegt er deutlich unter dem Nennwert auf dem Kondensator oder bei Null, ist der Kondensator beschädigt.
   Methode 2: Verwendung eines Digitalmultimeters ohne Kapazitätseinstellung
6. Trennen Sie den Kondensator vom Stromkreis.
7. Stellen Sie Ihr Multimeter auf Widerstand ein.
   Wenn Ihr Gerät einen einstellbaren Widerstandsbereich hat, stellen Sie ihn auf 1000 Ohm = 1K oder höher ein.
8. Schließen Sie die Leitungen des Multimeters an die Anschlüsse des Kondensators an. Schließen Sie wiederum das rote Kabel an den positiven (längeren) Anschluss und das schwarze Kabel an den negativen (kürzeren) Anschluss an.
9. Beobachten Sie den Wert des Multimeters.Wenn Sie möchten, können Sie den anfänglichen Widerstandswert notieren. Der Wert kehrt schnell zu dem Wert zurück, der vor dem Anschließen der Kabel bestand.
10. Trennen Sie den Kondensator mehrmals ab und schließen Sie ihn wieder an.Wenn dies der Fall ist, ist der Kondensator in Ordnung.
    Ändert sich der Widerstandswert während der Prüfung jedoch nicht, ist der Kondensator beschädigt.
    Methode 3: Verwendung eines Analogmultimeters
11. Trennen Sie den Kondensator vom Stromkreis.
12. Stellen Sie Ihr Multimeter auf Widerstandsmessung ein.
13. Schließen Sie die Leitungen des Multimeters an die Anschlüsse des Kondensators an. Schließen Sie die rote Leitung an den positiven (längeren) Anschluss und die schwarze Leitung an den negativen (kürzeren) Anschluss an.
14. Beobachten Sie die Ergebnisse.Ein analoges Multimeter verwendet einen Zeiger, um die Ergebnisse anzuzeigen. Das Verhalten des Zeigers bestimmt, ob der Kondensator in Ordnung ist oder nicht.
    Wenn der Zeiger zunächst einen niedrigen Widerstandswert anzeigt und dann gegen unendlich geht, ist der Kondensator in Ordnung.
    Wenn der Zeiger einen niedrigen Widerstandswert anzeigt und sich nicht bewegt, ist der Kondensator kurzgeschlossen. Sie müssen ihn ersetzen.
    Zeigt die Nadel keinen Widerstand und bewegt sich nicht, oder zeigt sie einen hohen Widerstand und bewegt sich nicht, ist der Kondensator offen (beschädigt).
    Methode 4: Prüfung des Kondensators mit einem Voltmeter
15. Trennen Sie den Kondensator vom Stromkreis.
16. Überprüfen Sie die Nennspannung des Kondensators. Achten Sie auf eine Zahl, gefolgt von einem großen V, dem Symbol für Volt.
17. Laden Sie den Kondensator so auf, dass seine Spannung kleiner als die Nennspannung ist, aber nahe an dieser liegt.Für einen 25-V-Kondensator können Sie 9 Volt verwenden, während Sie für einen 600-V-Kondensator mindestens 400 Volt verwenden sollten. Lassen Sie den Kondensator ein paar Sekunden lang aufladen. Achten Sie darauf, dass Sie das positive (rote) Kabel der Spannungsquelle mit dem positiven (längeren) Anschluss des Kondensators und das negative (schwarze) Kabel mit dem negativen (kürzeren) Anschluss verbinden.
    Je größer der Unterschied zwischen der Nennspannung des Kondensators und der Ladespannung ist, desto länger dauert das Aufladen.Im Allgemeinen gilt: Je höher die Versorgungsspannung ist, die Ihnen zur Verfügung steht, desto einfacher können Sie Kondensatoren mit höheren Nennspannungen prüfen.
18. Stellen Sie Ihr Voltmeter so ein, dass es Gleichspannungen anzeigt (wenn es Wechsel- und Gleichspannungen anzeigen kann).
19. Schließen Sie die Leitungen des Voltmeters an den Kondensator an. Schließen Sie das positive (rote) Kabel an das positive (längere) Ende und das negative (schwarze) Kabel an das negative (kürzere) Ende an.
20. Notieren Sie den anfänglichen Spannungswert.Dieser Wert sollte in der Nähe der Spannung liegen, die Sie an den Kondensator anlegen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der Kondensator nicht gut funktionieren.
    Der Kondensator entlädt seine Spannung in das Voltmeter, und je länger er angeschlossen ist, desto mehr sinkt der Messwert auf Null zurück.Das ist normal.Sie sollten sich nur Sorgen machen, wenn der anfängliche Messwert viel niedriger ist als die erwartete Spannung.
    METHODE 5: KURZSCHLUSS DER KONDENSATORANSCHLÜSSE
21. Trennen Sie den Kondensator vom Stromkreis.
22. Schließen Sie die Drähte an den Kondensator an. Schließen Sie wiederum das Pluskabel (rot) an den Pluspol (länger) und das Minuskabel (schwarz) an den Minuspol an.
23. Schließen Sie die Drähte an die Stromversorgung an, aber nur für kurze Zeit.
24. Trennen Sie die Drähte von der Stromversorgung.
25. Schließen Sie die Anschlüsse des Kondensators kurz.
26. Achten Sie auf die Funken, die entstehen, wenn Sie die Klemmen kurzschließen. Die möglichen Funken geben Aufschluss über die Kapazität des Kondensators.
    Diese Methode eignet sich nur für Kondensatoren, die genug Energie speichern können, um bei einem Kurzschluss einen Funken zu erzeugen.
    Diese Methode wird nicht empfohlen, da sie nur dazu dient, festzustellen, ob der Kondensator in der Lage ist, eine Ladung zu halten und bei einem Kurzschluss Funken zu schlagen, nicht aber, um zu prüfen, ob die Kapazität des Kondensators innerhalb der Spezifikation liegt.
    Die Anwendung dieser Methode bei größeren Kondensatoren kann zu schweren Verletzungen oder sogar zum Tod führen!

Warum AC-Kondensatoren ausfallen

Die Hauptgründe für den Ausfall von Wechselstromkondensatoren sind folgende:
Breakdown-Kurzschluss: die wichtigsten Ursachen für Kondensator Ausfall gehören dielektrische Material Fehler oder Defekte, dielektrische elektrische Alterung und thermische Alterung, elektrochemische Reaktionen innerhalb des Dielektrikums, Silberionen wandern, dielektrische in der mechanischen Beschädigung in den Herstellungsprozess, hohe Luftfeuchtigkeit oder niedrigem Luftdruck Umwelt zwischen den Polen fliegen Bogen, mechanische Belastung unter der Wirkung des dielektrischen transienten Kurzschluss und so weiter.
Open circuit: the main causes of open circuit include “self-healing” of the lead parts, resulting in the insulation of the electrode and lead wire, oxidation of the contact surface of the lead wire and electrode, poor contact between the lead wire and electrode, corrosion and fracture of the lead foil of the anode of the electrolytic capacitor, drying or freezing of the liquid electrolyte, and transient open circuit of the dielectric under the action of mechanical stress. Dielectric transient open circuit, etc.
Veränderungen der elektrischen Parameter: Zu den Veränderungen der elektrischen Parameter gehören eine zu geringe Kapazität, ein erhöhter Tangenswert des Verlustwinkels, eine verminderte Isolationsleistung oder ein erhöhter Leckstrom usw. Die Hauptgründe sind Feuchtigkeit oder Oberflächenverschmutzung, Migration von Silberionen, Selbstheilungseffekt, elektrische und thermische Alterung des Dielektrikums, Verflüchtigung und Eindickung des Arbeitselektrolyten, Korrosion der Elektroden, die Rolle von Verunreinigungen und schädlichen Ionen sowie die Zunahme des Kontaktwiderstands zwischen den Zuleitungsdrähten und den Elektroden usw.
Flüssigkeitsaustritt: Zu den Hauptursachen für Flüssigkeitsaustritt gehören der Anstieg des Luftdrucks im Inneren des Gehäuses aufgrund der Freisetzung von Gas aus dem imprägnierten Material unter der Einwirkung des elektrischen Feldes, schlechtes Schweißen des Metallgehäuses und des Dichtungsdeckels des Kondensators, schlechtes Schweißen der Isolatoren und des Gehäuses oder der Anschlussdrähte, schlechte mechanische Abdichtung halbgeschlossener Kondensatoren, unzureichend polierte Oberfläche der Anschlussdrähte halbgeschlossener Kondensatoren und Korrosion der Lötstellen durch den Arbeitselektrolyten.Korrosion oder Bruch des Anschlussdrahtes: Der Anschlussdraht ist korrodiert oder gebrochen.
Blei Korrosion oder Bruch: Blei Korrosion oder Bruch der wichtigsten Ursachen, einschließlich der hohen Temperatur Umwelt unter der Wirkung des elektrischen Feldes durch elektrochemische Korrosion, Elektrolyt Leckage entlang der Führung durch chemische Korrosion, die Blei-Fertigungsprozess durch mechanische Beschädigung und unzureichende mechanische Festigkeit verursacht.
Bruch des Isolators: Zu den Hauptgründen für einen Isolatorbruch gehören mechanische Beschädigungen, übermäßige Restwärme beim Sintern von Glaspulverisolatoren, hohe Schweißtemperaturen oder ungleichmäßige Erwärmung usw.
Fliegender Lichtbogen an der Isolatoroberfläche: Die Hauptgründe für den fliegenden Lichtbogen an der Isolatoroberfläche sind Feuchtigkeit an der Isolatoroberfläche, die durch den Abfall des Isolationswiderstandes an der Oberfläche verursacht wird, ein unangemessenes Design des Isolators, eine unsachgemäße Auswahl der Isolatoren und ein zu niedriger Umgebungsluftdruck.
Methoden zur Prävention und Erkennung:
Regelmäßige Inspektion und Wartung: Überprüfen Sie regelmäßig das Aussehen und die Leistungsparameter der Kondensatoren, um mögliche Probleme rechtzeitig zu erkennen und zu beheben.
Umweltkontrolle:Vermeiden Sie es, Kondensatoren extremen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit auszusetzen, und halten Sie ihre Arbeitsumgebung stabil.
Richtige Verwendung und Wartung:Vermeiden Sie Überlastungen und Überspannungen und stellen Sie sicher, dass die Kondensatoren fest und zuverlässig installiert und angeschlossen sind.
Qualitätskontrolle:Strenge Qualitätskontrolle während des Herstellungsprozesses, um die Qualität und Zuverlässigkeit der Kondensatoren zu gewährleisten.

Kosten für den Austausch eines AC-Kondensators

Die Kosten für den Austausch von Wechselstromkondensatoren hängen von mehreren Faktoren ab, darunter das Modell, die Marke und die Qualität des Kondensators sowie die Einfachheit des Austauschs.Gründe für Kostenunterschiede
Modelle und Marken:Kondensatoren verschiedener Modelle und Marken unterscheiden sich stark im Preis. Ein CBB65-450V-20uF-Kondensator kostet zum Beispiel 19 $, während das gleiche Modell mit einer Kapazität von 10uF 16 $ kostet.
Qualität und Leistung:Hochwertige Kondensatoren kosten in der Regel mehr, sind aber auch stabiler und langlebiger.
Schwierigkeit des Austauschs:Wenn für den Austausch von Kondensatoren Spezialwerkzeuge oder -techniken erforderlich sind, kann dies die Reparaturkosten erhöhen. Der Austausch von Kondensatoren in Klimaanlagen kann beispielsweise zwischen 50 und 100 $ kosten, es wurden jedoch auch schon Kosten von bis zu 1.500 $ berichtet.
Spezifische Kostenbeispiele
Gewöhnliche Kondensatoren: Gewöhnliche Kondensatoren auf dem Markt sind weniger teuer und kosten in der Regel zwischen ein paar Dollar und einem Dutzend Dollar,
Hochwertige Kondensatoren:Hochwertige Kondensatoren sind teurer, haben aber eine lange Lebensdauer und eine hohe Leistung: Hochwertige Kondensatoren sind zwar teurer, haben aber eine lange Lebensdauer und eine stabile Leistung.
Professionelle Reparaturkosten:Die Kosten für eine professionelle Reparatur umfassen in der Regel die Kosten für den Besuch und die Materialkosten; die Gesamtkosten können zwischen 50 und 1500 Yuan liegen, je nach Komplexität der Reparatur und der benötigten Zeit.