Co to jest kondensator ceramiczny?

Kondensator, zwany także ogniwem akumulacyjnym, ogniwem wtórnym lub kondensatorem, jest pasywnym elementem elektronicznym zdolnym do przechowywania ładunku elektrycznego. Jest to również filtr blokujący prąd stały (DC) i umożliwiający przepływ prądu przemiennego (AC). Kondensator składa się z dwóch przewodzących powierzchni zwanych elektrodami, oddzielonych izolatorem, zwanym dielektrykiem. W przeciwieństwie do niektórych kondensatorów ceramiczny kondensator nie jest spolaryzowany, co oznacza, że ​​dwie elektrody nie są dodatnie i ujemnie naładowane; i wykorzystuje warstwy metalu i ceramiki jako dielektryki.

Po przyłożeniu napięcia stałego do kondensatora ceramicznego ładunek elektryczny jest magazynowany w elektrodach. Pojemność przechowywania jest niewielka i jest mierzona w jednostkach zwanych Faradami (F). Większość kondensatorów jest tak mała, że ​​ich pojemność jest mierzona w jednostkach mikrofarada (10 do ujemnej szóstej mocy), nanofarada (dziesięć do ujemnej dziewiątej mocy) lub pikofarada (dziesięć do ujemnej dwunastej mocy). Zaprojektowano nowe super kondensatory, które faktycznie utrzymują ładunek wystarczający do zmierzenia w pełnych jednostkach Farada.

Pierwszy ceramiczny kondensator zaprojektowano w latach 30. XX wieku, kiedy był stosowany jako komponent w odbiornikach radiowych i innym sprzęcie lampowym. Kondensatory są obecnie istotnym elementem wielu aplikacji elektronicznych, w tym samochodów, komputerów, sprzętu rozrywkowego i zasilaczy. Są również pomocne w utrzymywaniu poziomów napięcia w liniach elektroenergetycznych, poprawie wydajności systemu elektrycznego i zmniejszeniu strat energii.

Oryginalna ceramiczna konstrukcja kondensatora miała kształt dysku i, z wyjątkiem monolitycznych kondensatorów ceramicznych, nadal jest to projekt dominujący. Kondensatory ceramiczne wykorzystują materiały takie jak bar tytanu i kwasu jako dielektryk. Nie są zbudowane w cewce, podobnie jak niektóre inne kondensatory, dlatego można je stosować w aplikacjach o wysokiej częstotliwości oraz w obwodach, które omijają sygnały wysokiej częstotliwości do ziemi.

Monolityczny kondensator ceramiczny składa się z cienkich warstw dielektrycznych splecionych z naprzemiennymi elektrodami z metalowej folii. Po podłączeniu elektrod urządzenie dociska się do monolitycznego lub litego i jednolitego kształtu. Mały rozmiar i wysoka pojemność kondensatorów monolitycznych pomogły w miniaturyzacji, digitalizacji i wysokiej częstotliwości w sprzęcie elektronicznym.

Wielowarstwowy kondensator ceramiczny wykorzystuje jako dielektryk dwie niespolaryzowane elektrody oddzielone wieloma naprzemiennymi warstwami metalu i ceramiki. Można je znaleźć w przetwornicach mocy o wysokiej częstotliwości oraz w filtrach w zasilaczach impulsowych i przetwornicach prądu stałego na prąd stały. Komputery, procesory danych, telekomunikacja, kontrola przemysłowa i oprzyrządowanie również wykorzystują wielowarstwowe kondensatory ceramiczne.

Kondensatory ceramiczne są klasyfikowane jako typ I, typ II lub typ III. Kondensator ceramiczny typu I zazwyczaj ma dielektryk wykonany z mieszaniny tlenków metali i tytanianów. Mają wysoką rezystancję izolacji i niższe straty częstotliwości i utrzymują stabilną pojemność nawet przy wahaniach napięcia. Są one stosowane w obwodach rezonansowych, filtrach i elementach czasowych.

Kondensatory typu II mają dielektryki wykonane z cyrkonianów i tytanianów, takich jak bar, wapń i stront. Mają nieco wyższe straty częstotliwości i mniejszą rezystancję izolacji niż kondensatory typu I, ale nadal mogą utrzymywać wysoki poziom pojemności. Są one popularne do stosowania w sprzęganiu, blokowaniu i filtrowaniu. Wadą kondensatorów typu II jest to, że mogą one tracić pojemność z wiekiem. Kondensatory ceramiczne typu III są kondensatorami ogólnego zastosowania, które są odpowiednie w zastosowaniach, które nie wymagają wysokiej rezystancji izolacji i stabilności pojemności.