Zkrat nabitého kondenzátoru znamená velké riziko spálení elektronické součástky a dalších prvků obvodu. Představuje také nebezpečí úrazu elektrickým proudem a požáru. Čím větší je kapacita a napětí kondenzátoru, tím větší jsou škody způsobené v případě zkratu. Před vyjmutím kondenzátoru z obvodu jej vždy nezapomeňte vybít. Podívejte se, jak na to.

V tomto článku se dozvíte:

• Jak kondenzátor funguje;
• Jaké jsou parametry kondenzátoru;
• Jak kondenzátor vybít.

Jak funguje kondenzátor?

Kondenzátor je soustava dvou elektrod oddělených dielektrikem, ve které se hromadí elektrické náboje stejné hodnoty a opačných potenciálů. Existuje mnoho typů kondenzátorů, které lze rozdělit na několik podtypů. Nejjednodušší z nich jsou tvořeny dvěma kovovými prvky, mezi nimiž je umístěno dielektrikum – např. vzduch, keramický materiál nebo impregnovaný papír. Tyto kovové prvky se nazývají desky a slouží k ukládání elektrické energie.

Přivedením napětí na desky kondenzátoru začíná proces akumulace elektrické energie – stejně jako v případě bateriových článků. Po odpojení zdroje napětí v důsledku elektrostatické přitažlivosti zůstává na deskách kondenzátoru elektrický náboj. Nahromaděné náboje mají stejnou hodnotu, ale opačné potenciály.

Bezpečné vybíjení kondenzátoru je proces, který je podobný nabíjení kondenzátoru. Když na svorky kondenzátoru s určitou kapacitou přivedeme stejnosměrné napětí (U), uloží se v kondenzátoru náboj (Q), který je součinem kapacity a napětí. Kapacita se měří ve faradech. V kondenzátoru s kapacitou 1 farad vytváří náboj 1 coulomb 1 volt. Vzhledem k tomu, že 1 farad je velmi vysoká hodnota, jsou kondenzátory používané v elektronice a elektrotechnice obvykle charakterizovány kapacitami měřenými v pikofaradech, nanofaradech, mikrofaradech a milifaradech.

Pevné kondenzátory lze rozdělit na dvě základní podkategorie: filmové a keramické kondenzátory. Bezpečné vybíjení kondenzátoru do značné míry závisí na jeho konstrukci. Polystyrenové kondenzátory se vyznačují vysokou stabilitou a izolačním odporem a také relativně nízkou horní hranicí provozní teploty.

Foliové kondenzátory jsou vyrobeny z třívrstvé fólie v uspořádání elektroda-dielektrikum-elektroda, která je následně svinuta a umístěna do vhodného pouzdra. Poměrně často se používají v elektrických a elektronických obvodech v různých typech domácích spotřebičů a audio/video zařízení. Příkladem takových kondenzátorů je model WIMA FKP2D021001I00HSSD.

Jedním z nejběžnějších typů kondenzátorů v integrovaných obvodech jsou keramické kondenzátory vyrobené z keramických desek s kovovými elektrodami, jako je například model SR PASSIVES CC-10/100. V tomto případě se jedná o kondenzátory s kovovými elektrodami. K jejich vybíjení se doporučuje použít přijímač s vysokým odporem.

Parametry kondenzátoru

Abyste věděli, jak kondenzátor vybíjet, je třeba se seznámit s parametry této elektrické součástky. Základními parametry kondenzátoru jsou jeho jmenovitá kapacita, tolerance kapacity, jmenovité napětí a dielektrické ztráty.

Kromě toho kondenzátor charakterizují: přípustné střídavé napětí, izolační odpor, teplotní součinitel kapacity, klimatická třída a rozměry, dále schopnost impulsního zatížení, jmenovitý výkon a vypínací frekvence.

Kapacita je nejdůležitějším parametrem, který je třeba brát v úvahu při plánování bezpečného vybíjení kondenzátoru. Je to schopnost kondenzátoru akumulovat náboj a je úměrná součinu dielektrické permeability a povrchu elektrod a nepřímo úměrná vzdálenosti mezi elektrodami (tloušťce dielektrika).

Kapacita kondenzátoru udávaná výrobcem je jmenovitá kapacita, které je prakticky nemožné dosáhnout – hodnota kapacity může být ovlivněna mnoha faktory prostředí. Z tohoto důvodu se uvádí procentuální tolerance kapacity, tj. procentuální odchylka skutečné kapacity od jmenovité hodnoty.

Ztrátovost kondenzátoru určuje ztrátu energie spojenou s provozem kondenzátoru při střídavém napětí, která je charakterizována ztrátovým tangensem. Tyto ztráty jsou obvykle větší než ztráty v dielektriku, což souvisí s výskytem ztrát na elektrodách a také s frekvencí a teplotou, které ovlivňují obvod kondenzátoru.

Jak vybíjet kondenzátor?

Vybíjení kondenzátoru závisí na typu a kapacitě kondenzátoru. Kondenzátory s více než jedním faradem je třeba vybíjet s větší opatrností, protože jejich zkrat může způsobit nejen poškození kondenzátoru, ale také výbuch a úraz elektrickým proudem.

Bezpečné vybíjení kondenzátoru spočívá v tom, že k jeho svorkám připojíte libovolnou odporovou zátěž, která bude schopna odvést energii uloženou v kondenzátoru. Například: Jak vybíjet kondenzátor s napětím 100 V? K tomuto účelu lze použít standardní rezistor nebo žárovku 110 V. Kondenzátor bude žárovku osvětlovat předáváním své energie a zdroj světla bude také indikovat úroveň náboje v součástce. Samozřejmě můžete použít i jiný odporový přijímač.

Pro vybíjení kondenzátoru je třeba použít přijímač s vysokým odporem. Vybití náboje uloženého v deskách bude trvat déle, ale desky budou jistě zcela vybité.

Kondenzátor s menší kapacitou lze také vybíjet přípravou speciálního vybíjecího systému sestávajícího ze sériově zapojeného kondenzátoru a rezistoru. Při návrhu takové soustavy věnujte pozornost době vybíjení kondenzátoru a požadovanému výkonu rezistoru.

Doba vybíjení kondenzátoru je rovna součinu odporu, který je sériově připojen ke kondenzátoru, a kapacity. Po uplynutí této doby by mělo napětí na prvku klesnout na jednu třetinu počátečního napětí a jeho úplné vybití by mělo proběhnout za dobu rovnající se pětinásobku součinu odporu a kapacity.

Čím menší je odpor, tím rychleji se kondenzátor vybije. Například: v případě vybíjení kondenzátoru 10 uF s použitím rezistoru 1 kΩ bude doba vybíjení 0,01 sekundy. V případě vybíjení součástky o kapacitě 1 mF s použitím stejného rezistoru se doba vybíjení 1/3 počáteční hodnoty náboje prodlouží na 1 s.

Pamatujte, že bezpečné vybíjení kondenzátoru musí být provedeno pomocí vhodného odporu. Použití poddimenzovaného odporu může vést k jeho poškození. Proto při výběru rezistoru berte v úvahu výkon vyzařovaný rezistorem, který se rovná podílu druhé odmocniny jeho napětí a odporu. Standardní rezistory mohou vysílat výkon až 0,25 W. Použití takového rezistoru s větším kondenzátorem s velkým nábojem a napětím povede k jeho spálení. Proto se v případě malých součástek vyplatí použít rezistor s výkonem 5 W a odporem např. 1 kΩ, jako je SR PASSIVES MOF5WS-1K.

Větší kondenzátory pro elektrické výkonové aplikace by měly být vybaveny vybíjecími odpory, které po odpojení napájení vybijí tento prvek během několika minut. bezpečné vybití třífázového výkonového kondenzátoru by mělo být provedeno pomocí kabelu YDY 4 mm2 a spočívat ve zkratování jednotlivých fází prvku vodičem PE.

.