What is a Capacitor？

Qu'est-ce qu'un condensateur ?

Un condensateur est un élément qui stocke l'électricité et l'énergie électrique (énergie potentielle). Un conducteur entouré d'un autre conducteur, ou un conducteur dans lequel les lignes de champ électrique émanant d'un conducteur se terminent toutes dans l'autre, est appelé condensateur. Un condensateur stocke la charge lorsqu'une tension est appliquée entre les deux plaques extrêmes du condensateur. La capacité d'un condensateur est numériquement égale au rapport entre la charge d'une plaque conductrice et la tension entre les deux plaques. L'unité de base de la capacité d'un condensateur est le farad (F). La lettre C est généralement utilisée dans les schémas de circuit pour désigner les éléments capacitifs.

Symbole du condensateur

Internationally standardized, the amount of charge that can be stored in a capacitor when a 1-volt DC voltage is applied to it is the capacitance (i.e., the amount of electricity per unit voltage) of the capacitor, denoted by the letter C. The basic unit of capacitance is the farad (F), which is the voltage ratio between the two electrodes. The basic unit of capacitance is the farad (F). In 1-volt DC voltage, if the capacitor stored charge for 1 coulomb, the capacitance is set at 1 farad, farad with the symbol F, 1F = 1C/V. In practice, the capacitance of the capacitor is often much smaller than 1 farad, commonly used smaller units such as millifarads (mF), microfarads (μF), nano-farads (nF), pico-farads (pF), and so on, the relationship between: 1 microfarad equal to a millionth of a farad; 1 pifa is equal to one-millionth of a microfarad, i.e.: 1 farad (F) = 1,000 millifarads (mF); 1 millifarad (mF) = 1,000 microfarads (μF); 1 microfarad (μF) = 1,000 nanofarads (nF); 1 nanofarad (nF) = 1,000 pifaads (pF); i.e.: 1F = 1,000,000 μF; 1 μF = 1,000,000 pF.

Condensateurs Quelles sont les utilisations des

Les condensateurs jouent un rôle important dans les circuits, notamment pour l'accord, la dérivation, le couplage et le filtrage.Dans un circuit à courant continu, un condensateur est l'équivalent d'un disjoncteur.Un condensateur est un composant capable de stocker une charge et est l'un des composants électroniques les plus couramment utilisés.
●Accouplement : Les condensateurs utilisés dans les circuits de couplage sont appelés condensateurs de couplage et sont utilisés dans un grand nombre d'amplificateurs à couplage résistif et d'autres circuits à couplage capacitif pour isoler le courant continu du courant alternatif.
●Filtrage : Les condensateurs utilisés dans les circuits de filtrage sont appelés condensateurs de filtrage et sont utilisés dans le filtrage de l'alimentation et dans divers circuits de filtrage. Les condensateurs de filtrage éliminent les signaux d'une certaine bande de fréquence du signal total.
●Découplage : Les condensateurs utilisés dans les circuits de découplage sont appelés condensateurs de découplage. Ils sont utilisés dans les circuits d'alimentation en tension continue des amplificateurs à plusieurs étages pour éliminer les liaisons transversales à basse fréquence nuisibles entre chaque étage de l'amplificateur.
Annulation des hautes fréquences : Un condensateur utilisé dans un circuit d'annulation des hautes fréquences est appelé condensateur d'annulation des hautes fréquences. Dans un amplificateur audio à rétroaction négative, ce circuit de condensateurs est utilisé pour annuler une éventuelle auto-excitation à haute fréquence afin d'éliminer un éventuel sifflement à haute fréquence dans l'amplificateur.
Résonance : Le condensateur utilisé dans le circuit résonant LC est appelé condensateur résonant, qui est nécessaire à la fois dans les circuits résonants LC en parallèle et en série.
Bypass : Les condensateurs utilisés dans les circuits de dérivation sont appelés condensateurs de dérivation. Si une certaine bande de signaux doit être retirée d'un signal dans un circuit, un circuit de condensateurs de dérivation peut être utilisé. En fonction de la fréquence du signal à retirer, il existe des circuits de condensateurs de dérivation dans le domaine pleine fréquence (tous les signaux CA) et des circuits de condensateurs de dérivation à haute fréquence.
●Neutralisation : Un condensateur utilisé dans un circuit de neutralisation est appelé condensateur de neutralisation. Ces circuits de condensateurs de neutralisation sont utilisés dans les amplificateurs radio à haute fréquence et à fréquence intermédiaire, ainsi que dans les amplificateurs à haute fréquence de la télévision pour éliminer l'auto-excitation.
●Calendrier : Les condensateurs utilisés dans les circuits de temporisation sont appelés condensateurs de temporisation. Les circuits à condensateur de temporisation sont utilisés dans les circuits qui nécessitent un contrôle du temps par la charge et la décharge de condensateurs, qui contrôlent la taille de la constante de temps.
●Intégration : Un condensateur utilisé dans un circuit d'intégration est appelé condensateur d'intégration. Ce circuit à condensateur d'intégration est utilisé dans les circuits de séparation synchrone pour le balayage du champ potentiel afin d'éliminer le signal de synchronisation du champ du signal de synchronisation composite du champ.
●Différentiel : Un condensateur utilisé dans un circuit différentiel est appelé condensateur différentiel. Ce circuit de condensateur différentiel est utilisé dans un circuit de déclenchement pour obtenir un signal de déclenchement de pointe à partir de différents types de signaux (principalement des impulsions rectangulaires).
●Rémunération : Un condensateur utilisé dans un circuit de compensation est appelé condensateur de compensation, et ce circuit de condensateur de compensation basse fréquence est utilisé dans le circuit de compensation des basses d'une platine à cassettes pour renforcer le signal basse fréquence dans le signal de lecture, et il existe également un circuit de condensateur de compensation haute fréquence.
Bootstrap : Le condensateur utilisé dans le circuit d'amorçage est appelé condensateur d'amorçage, et ce circuit de condensateur d'amorçage est utilisé dans le circuit de l'étage de sortie des amplificateurs de puissance OTL couramment utilisés pour augmenter l'amplitude du demi-cycle positif du signal d'une petite quantité par le biais d'une rétroaction positive.
● Crossover : Le condensateur d'un circuit de recouvrement est appelé condensateur de recouvrement. Dans le circuit de recouvrement d'un haut-parleur, un circuit de condensateur de recouvrement est utilisé pour permettre au haut-parleur haute fréquence de fonctionner dans la bande haute fréquence, au haut-parleur moyenne fréquence de fonctionner dans la bande moyenne fréquence et au haut-parleur basse fréquence de fonctionner dans la bande basse fréquence.
● Capacité de charge : Il s'agit de la capacité externe effective qui détermine la fréquence de résonance de la charge avec le résonateur à quartz. Les valeurs standard de la capacité de charge sont 16pF, 20pF, 20pF, 20pF, 20pF, 20pF, 20pF, 20pF et 20pF.

Fonctionnement des condensateurs

Un condensateur est un composant électronique capable de stocker une charge électrique, et son principe de fonctionnement est basé sur l'accumulation et la libération de la charge.

1. Construction de base
   A capacitor consists of two conductive electrodes (usually metal plates) with an insulating medium (e.g. air, plastic, ceramic, etc.) in between. This structure is similar to a “sandwich”, the charge can be accumulated in the electrodes, but can not flow directly through the insulating medium. 2. charging process
2. Processus de chargement
   Lorsqu'un condensateur est connecté à une source d'alimentation, le processus de charge commence :
   Le pôle positif de l'alimentation électrique délivre une charge positive à une électrode, et le pôle négatif délivre une charge négative à l'autre électrode.
   En raison de la barrière du milieu isolant, la charge ne peut pas passer directement, mais peut seulement s'accumuler sur les électrodes respectives.
   Avec l'accumulation de la charge, la différence de potentiel entre les électrodes augmente progressivement jusqu'à ce qu'elle soit égale à la tension d'alimentation, et le processus de charge est terminé.
3. Processus de décharge
   Lorsqu'un condensateur est déconnecté de l'alimentation et connecté à une charge, le processus de décharge commence :
   La charge sur les électrodes forme un courant à travers la charge sous l'action de la force du champ électrique.
   Au fur et à mesure que la charge est libérée, la différence de potentiel entre les électrodes diminue jusqu'à ce qu'elle atteigne zéro et que le processus de décharge se termine.
4. Capacité et champs électriques
   La capacité (C) d'un condensateur indique sa capacité à stocker la charge et se calcule par la formule suivante :
   C=Q/, équation du condensateur
   Capacitance Determinant:C=εS/(4Tkd)
   Calcul de la capacité : C=Q/U
   where ϵ is the dielectric constant of the insulating medium, S is the electrode area, and d is the distance between the electrodes. The electric field plays a central role in the charging and discharging process, driving the movement of charges.

L'énergie stockée dans un condensateur est énergie du champ électriquequi est essentiellement l'énergie potentielle stockée dans le champ électrique entre les plaques conductrices. Lorsqu'un condensateur est chargé, les charges s'accumulent sous l'influence du champ électrique, convertissant l'énergie électrique en énergie du champ électrique ; lors de la décharge, l'énergie du champ électrique est libérée sous d'autres formes d'énergie.

Formules de calcul de l'énergie des condensateurs

L'énergie d'un condensateur peut être calculée à l'aide des trois formules équivalentes suivantes, en fonction des paramètres connus (capacité C, tension Uou charge Q):

1. Basé sur la tension et la capacité:

Cette formule montre que l'énergie est proportionnelle à la capacité et au carré de la tension, ce qui la rend adaptée aux scénarios dans lesquels la tension de charge est connue.

2. Basé sur la charge et la tension:

Il calcule l'énergie par le biais de la différence de potentiel pendant le transfert de charge, souvent utilisé pour analyser le processus de charge.

3. Basé sur la charge et la capacité:

Ceci est applicable lorsque la charge et la capacité sont connues, comme dans le calcul de l'énergie d'un conducteur isolé.

Principaux facteurs d'influence

• Capacités: Déterminé par la surface de la plaque (S), l'espacement (d) et la permittivité (ε) (where C=εS/dC=εS/d). L'augmentation de la surface de la plaque ou la réduction de l'espacement améliore la capacité de stockage de l'énergie.
• Tension de fonctionnement: L'énergie est proportionnelle au carré de la tension, mais le dépassement de la tension nominale peut provoquer une panne.
• Caractéristiques de fréquence: À haute fréquence, la capacité diminue, ce qui peut affecter l'efficacité du stockage de l'énergie.

Comment augmenter l'énergie d'un condensateur

Pour augmenter efficacement le stockage de l'énergie du champ électrique des condensateurs, la première tâche consiste à sélectionner les condensateurs.Nous devons prêter attention à la capacité et à la tension du condensateur et préférer les condensateurs de grande capacité et de haute tension ayant une bonne résistance à la tension et de faibles caractéristiques de perte afin de garantir leur stabilité et leur fiabilité. Deuxièmement, le stockage d'énergie peut être augmenté directement en augmentant la tension de fonctionnement ou la capacité du condensateur. Par exemple, en connectant en série deux condensateurs de même capacité, la capacité totale peut être doublée, ce qui augmente considérablement l'énergie du champ électrique. En outre, la connexion en série de condensateurs permet non seulement d'augmenter l'énergie du champ électrique, mais aussi de réaliser de multiples fonctions telles que la correction du facteur de puissance et le filtrage, qui sont largement utilisées. En résumé, une sélection minutieuse des condensateurs, une amélioration raisonnable de leur stockage d'énergie et une utilisation intelligente de la technologie de connexion en série peuvent améliorer de manière significative la capacité de stockage d'énergie du champ électrique du condensateur, afin d'optimiser les performances et la stabilité du circuit et de poser des fondations solides.

Quelle est la durée de vie d'un condensateur ?

1. La durée de vie générale des condensateurs
   En règle générale, les condensateurs de puissance sont conçus pour une durée de vie de 8 à 12 ans. Toutefois, cela ne signifie pas que tous les condensateurs doivent être remplacés dans ce délai, car la durée de vie réelle peut être affectée par divers facteurs. Par exemple, la température ambiante, la tension de fonctionnement, les conditions de charge et la qualité du condensateur lui-même ont un impact sur sa durée de vie.
2. Facteurs clés affectant la durée de vie des condensateurs
   Température ambiante : Une température élevée accélère l'évaporation et la décomposition de l'électrolyte à l'intérieur du condensateur, réduisant ainsi sa capacité et sa valeur de tension. En outre, les températures élevées entraînent également le vieillissement du matériau isolant à l'intérieur du condensateur, ce qui réduit encore sa durée de vie.
   Conditions de charge :Si un condensateur est utilisé en surcharge pendant une longue période, il risque de surchauffer ou de mal fonctionner, ce qui réduit sa durée de vie.
   Qualité des condensateurs : les condensateurs de haute qualité sont généralement dotés de meilleurs matériaux isolants, de processus de fabrication plus stricts et d'un emballage plus fiable, ce qui leur confère une plus grande résistance au vieillissement et une plus grande durabilité.
3. Comment prolonger la durée de vie des condensateurs
   Pour prolonger la durée de vie des condensateurs, les mesures suivantes peuvent être prises :
   Maintenir un environnement de travail et une plage de température appropriés, et éviter les températures élevées, l'humidité et les environnements corrosifs.
   Sélection et conception raisonnables des condensateurs afin de garantir que la tension et la charge qu'ils supportent se situent dans la plage appropriée.
   Maintenance et inspection régulières, détection et traitement en temps utile des conditions anormales des condensateurs, telles que la dégradation de la capacité, les dommages physiques, etc.
   En résumé, bien que la durée de vie théorique des condensateurs soit généralement de 8 à 12 ans, le moment exact du remplacement doit être évalué de manière exhaustive en fonction des conditions de fonctionnement réelles et des facteurs environnementaux. En prenant des mesures raisonnables, nous pouvons prolonger efficacement la durée de vie des condensateurs et garantir le fonctionnement stable des équipements et circuits électroniques.