Materiały i elementy dielektryczne
Zalety i wady kondensatora elektrycznego
Charakteryzuje się znacznymi wartościami pojemności ale też dużymi prądami upływu ich częstotliwościowy oraz temperaturowy zakres p[racy jest dość wąski ograniczenia zakresu temperatur pracy wynika przede wszystkim z silnego wzrostu prądu upływu o charakterze jonowym wraz ze wzrostem temperatury. Trwałość kondensatora elektrolitycznego jest ograniczona przez wysychanie elektrolityku.
Wymagania stawiane dielektrykom
- duża wartość przenikalności elektrycznej
- mała wartość TWε
- mała stratność
- duża wytrzymałości elektrycznej
- szeroki zakres temperatur pracy
Zależność pojemności od temperatury
określa temperaturowy współczynnik względnych zmian pojemności TWC, wartość tego współczynnika zależy od wpływu temperatury na przenikalność elektryczną, oraz na rozszerzalność cieplną materiałów tworzących kondensator, wartość ta może być dodatnia lub ujemna.
TWC = 1/C * ΔC/ΔT
Schemat zastępczy kondensatora rzeczywistego
L - indukcyjnośc doprowadzeń
rs - rezystancja szeregowa doprowadzeń i okładek
Ru - rezystancja upływu
Czynniki wpływające na przenikalność elektryczną dielektryków
- Temperatura
- Częstotliwości
Podział kondensatorów
z punku widzenia zastosowań
- kondensator powszechnego użytku
- prądu zmiennego
- wysokich częstotliwości
- przeciw zakłóceniowe
- wysokonapięciowe
ze względu na wykonanie
- zwijkowe
- rurkowe
- monolityczne
- płytowe
ze względu na zastosowany dielektryk
- tworzywowe
- ceramiczne
- mikowe
- papierowe
- powietrzne
- szklane
Zastosowanie dielektryków do budowy kondensatorów
powoduje zwiększenie pojemności tego elementu wprowadzenie dielektryka powoduje zmiany wywołane polaryzacją ośrodka, opisane przez wektor polaryzacji elektrycznej P określający gęstość przestrzenną związana ze spolaryzowaniem ośrodka
Właściwości materiałów dielektrycznych
- źle przewodzą prąd
- największa wartości spośród ciał stałych w określonej temp
- szerokość przerwy energetycznej jest większa od 2eV
- umieszczone w polu elektrycznym ulegają polaryzacji
Parametry graniczne i dopuszczalne kondensatorów
dopuszczalne |
charakterystyczne |
napięcie znamionowe |
pojemność znamionowa |
zakres temperatur pracy zależy od właściwości termicznych dielektryka |
współczynnik stratności |
|
rezystancja izolacji |
Co to są piezoelektryki i piroelektryki
piezoelektryki - polaryzacja następuje pod wpływem naprężeń mechanicznych tzw. prosty efekt piezoelektryczny. W piezoelektrykach zachodzi wzajemne sprzężenie zjawisk elektrycznych i mechanicznych mogą w nich powstać fale poprzeczne i podłużne
piroelektryki - polaryzacja następuje pod wpływem temperatury. Absorpcję promieniowania i wydzielania się ciepła w dielektryku zmieniają jego temperaturę. Na powierzchni materiału użytego w roli dielektryka kondensatorowego powstają ładunki elektryczne.
2 elementy bierne które mogą być czujnikami temperatury i przykłady materiałów z których są zrobione
termistor NTC PTC - nikiel i platyna
Od czego zależy przenikalność elektryczna
od częstotliwości i temperatury
Dlaczego pojemność kondensatora zależy od częstotliwości
Częstotliwość ma wpływ na przenikalność elektryczną dielektryka w postaci zespolonej część urojona świadczy o stratach energetycznych związanych z procesami relaksacyjnymi wpływ ten zależy od polaryzacji. Zjawiska te powodują wzrost stratności przy wyższych częstotliwościach i spadek przenikalności co z kolei wpływa na pojemność elektryczną.