Curtarea în scurtcircuit a unui condensator încărcat implică un risc mare de ardere a componentei electronice și a altor elemente de circuit. De asemenea, prezintă un pericol de electrocutare și de incendiu. Cu cât capacitatea și tensiunea condensatorului sunt mai mari, cu atât mai mari sunt daunele provocate în cazul unui scurtcircuit. Amintiți-vă întotdeauna să descărcați condensatorul înainte de a-l scoate din circuit. Vedeți cum se face acest lucru.

În acest articol veți afla:

• Cum funcționează un condensator;
• Ce sunt parametrii condensatorului;
• Cum se descarcă un condensator.

Cum funcționează un condensator?

Capacitoarele sunt un sistem de doi electrozi separați de un material dielectric, în care se acumulează sarcini electrice de aceeași valoare și potențiale opuse. Există multe tipuri de condensatori care pot fi împărțite în mai multe subtipuri. Cele mai simple dintre ele sunt alcătuite din două elemente metalice, între care este plasat un material dielectric – de exemplu, aer, material ceramic sau hârtie impregnată. Aceste elemente metalice se numesc plăci și sunt folosite pentru a stoca energie electrică.

Alimentarea cu tensiune a plăcilor condensatorului începe procesul de acumulare a energiei electrice – la fel ca în cazul celulelor de baterii. Când sursa de tensiune este deconectată din cauza atracției electrostatice, sarcina electrică rămâne pe plăcile condensatorului. Încărcăturile acumulate sunt de valoare egală, dar au potențiale opuse.

Descărcarea sigură a condensatorului este un proces care este similar cu încărcarea condensatorului. Atunci când tensiunea continuă (U) este aplicată la bornele condensatorului cu o anumită capacitate, în condensator se stochează sarcina (Q), care este produsul dintre capacitate și tensiune. Capacitatea se măsoară în farads. Într-un condensator cu o capacitate de 1 farad, o sarcină de 1 coulomb generează 1 volt. Datorită faptului că 1 farad este o valoare foarte mare, condensatorii utilizați în electronică și electrotehnică sunt de obicei caracterizați de capacități măsurate în picofaradii, nanofaradii, microfaradii și milfaradii.

Condensatorii solizi pot fi împărțiți în două subcategorii de bază: condensatori cu peliculă și condensatori ceramici. Descărcarea sigură a unui condensator depinde în mare măsură de designul său. Condensatoarele din polistiren se caracterizează prin stabilitate și rezistență ridicată la izolare, precum și printr-o limită superioară relativ scăzută a temperaturii de funcționare.

Condensatoarele cu folie sunt realizate din folie cu trei straturi într-un aranjament electrod-dielectric-electrod, care este apoi rulat și plasat într-o carcasă adecvată. Ei sunt destul de des utilizați în circuitele electrice și electronice din diverse tipuri de aparate de uz casnic și dispozitive audio/video. Un exemplu de astfel de condensatori este modelul WIMA FKP2D021001I00HSSD.

Unul dintre cele mai comune tipuri de condensatori în circuitele integrate sunt condensatorii ceramici realizați din plăci ceramice cu electrozi metalici, cum ar fi modelul SR PASSIVES CC-10/100. Se recomandă utilizarea unui receptor de înaltă rezistență pentru a le descărca.

Parametrii condensatorului

Pentru a ști cum se descarcă un condensator, este necesar să se cunoască parametrii acestei componente electrice. Parametrii de bază ai unui condensator sunt capacitatea sa nominală, toleranța capacității, tensiunea nominală și pierderea dielectrică.

În plus, condensatorul este caracterizat de: tensiunea alternativă permisă, rezistența de izolație, coeficientul de temperatură al capacității, clasa climatică și dimensiunile, precum și capacitatea de încărcare cu impulsuri, puterea nominală și frecvența de tăiere.

Capacitatea este cel mai important parametru care trebuie luat în considerare atunci când se planifică descărcarea în siguranță a unui condensator. Ea reprezintă capacitatea unui condensator de a acumula o sarcină și este proporțională cu produsul dintre permeabilitatea dielectrică și suprafața electrozilor și invers proporțională cu distanța dintre electrozi (grosimea dielectricului).

Capacitatea condensatorului specificată de producător este o capacitate nominală care este practic imposibil de realizat – valoarea capacității poate fi afectată de mulți factori de mediu. Din acest motiv, se indică o toleranță procentuală a capacității, adică abaterea procentuală a capacității reale de la valoarea nominală.

Pierderea unui condensator determină pierderea de energie asociată cu funcționarea condensatorului sub tensiune alternativă, care este caracterizată de o tangentă de pierdere. Aceste pierderi sunt de obicei mai mari decât pierderile dielectrice, care sunt legate de apariția pierderilor pe electrozi, precum și de frecvența și temperatura care afectează circuitul condensatorului.

Cum se descarcă un condensator?

Descărcarea unui condensator depinde de tipul și capacitatea condensatorului. Condensatoarele cu mai mult de un farad trebuie descărcate cu mai multă atenție, deoarece scurtcircuitul lor poate provoca nu numai deteriorarea condensatorului, ci și explozii și șocuri electrice.

Descărcarea în siguranță a unui condensator se reduce la conectarea la bornele acestuia a oricărei sarcini de rezistență care va fi capabilă să disipeze energia stocată în condensator. De exemplu: cum se descarcă un condensator de 100 V? O rezistență standard sau un bec de 110 V pot fi folosite în acest scop. Condensatorul va ilumina becul prin transferarea energiei acestuia, iar sursa de lumină va indica, de asemenea, nivelul de încărcare din componentă. Desigur, puteți folosi și un receptor rezistiv diferit.

Pentru descărcarea condensatorului, trebuie folosit un receptor cu rezistență mare. Va fi nevoie de mai mult timp pentru a descărca sarcina stocată în plăci, dar plăcile vor fi cu siguranță descărcate complet.

Un condensator cu o capacitate mai mică poate fi, de asemenea, descărcat prin pregătirea unui sistem special de descărcare format dintr-un condensator conectat în serie și o rezistență. Atunci când proiectați un astfel de sistem, fiți atenți la timpul de descărcare a condensatorului și la puterea necesară a rezistenței.

Timpul de descărcare a condensatorului este egal cu produsul dintre rezistența care este conectată în serie la condensator și capacitatea acestuia. După acest timp, tensiunea elementului trebuie să scadă la o treime din tensiunea inițială, iar descărcarea completă a acestuia trebuie să aibă loc într-un timp egal cu de cinci ori produsul dintre rezistență și capacitate.

Cu cât rezistența este mai mică, cu atât condensatorul se va descărca mai repede. De exemplu: în cazul descărcării unui condensator de 10 uF cu utilizarea unei rezistențe de 1 kΩ, timpul de descărcare va fi de 0,01 secunde. În cazul descărcării unei componente de 1 mF cu ajutorul aceleiași rezistențe, timpul de descărcare de 1/3 din valoarea inițială a încărcăturii se va prelungi la 1 s.

Rețineți că descărcarea în siguranță a condensatorului trebuie efectuată cu ajutorul unei rezistențe adecvate. Utilizarea unei rezistențe subevaluate poate duce la deteriorarea acestuia. Prin urmare, atunci când selectați o rezistență, țineți cont de puterea emisă de aceasta, care este egală cu coeficientul dintre rădăcina pătrată a tensiunii și rezistența sa. Rezistențele standard pot transmite o putere de până la 0,25 W. Utilizarea unui astfel de rezistor cu un condensator mai mare, cu o sarcină și o tensiune mari, va duce la arderea acestuia. Prin urmare, în cazul componentelor mici, merită să folosiți un rezistor cu o putere de 5 W și o rezistență de exemplu de 1 kΩ, cum ar fi SR PASSIVES MOF5WS-1K.

Condensatorii mai mari pentru aplicații de putere electrică ar trebui să fie echipați cu rezistențe de descărcare, care, după deconectarea sursei de alimentare, descarcă acest element în câteva minute. descărcarea sigură a unui condensator de putere trifazat ar trebui să se realizeze cu ajutorul unui cablu YDY de 4 mm2 și constă în scurtcircuitarea fazelor individuale ale elementului cu un fir PE.

.