- Назначение
- Основные характеристики и разновидности
- Применение
- Пример
Назначение конденсаторов
Конденсатор - своего рода аккумулятор с очень малой емкостью. Он быстро разряжается, но и очень быстро заряжается.Работает это так. При подаче напряжения конденсатор, как губка, впитывает в себя энергию на протяжении некоторого времени и удерживает, пока напряжение не пропадет. При отключении питания, накопленную энергию конденсатор отдает в цепь примерно за то же время, что и копил ее. Что это за время и как его вычислить, узнаем чуть позже.
В анимации процесс накопления и отдачи энергии выглядит так:
Основные характеристики и разновидности
- Номинальная ёмкость, измеряемая в Фарадах и обозначаемая в формулах буквой “С” латинской,
- Точность в процентах плюс-минус от номинала,
- Максимальное напряжение в Вольтах, превышение этого параметра выведет конденсатор из строя почти сразу.
Время заряда и разряда конденсатора зависит от его ёмкости и сопротивления цепи. Чем больше то и другое, тем длительнее время заряда-разряда. Для обозначения этой характеристики используется понятие “постоянная времени”, которая вычисляется по формуле:
t=R*C
Где: t- постоянная времени в секундах, R - сопротивление цепи в Омах, C - ёмкость конденсатора в Фарадах. Например, возьмем конденсатор 100 мкФ, добавим резистор 1 кОм, и посчитаем: 100*10^-6 * 1*10^3 = 100*10^-3, то есть 100 миллисекунд или 0,1 секунды.
Вообще, за время конденсатор заряжается или разряжается только на 63%, до 99% он делает это впятеро дольше, потому, что процесс протекает неравномерно. Но, чтобы отличать логический ноль от единицы вполне достаточно ⅔ заряда.
Заряд:
Применение
Конденсаторы в электронике применяются очень часто и для многих назначений. Чаще всего:- для сглаживания пульсаций в питании,
- для сглаживания импульсов в сигналах,
- как источник дополнительной энергии при запуске мощного потребителя с большим стартовым током,
- как аккумулятор в случае отключения основного питания, как правило, чтобы успеть сохранить важную информацию в энергонезависимой памяти,
- для получения импульса большой мощности, превышающей возможности питания.
Пример
В качестве примера приведем альтернативный программному аппаратный способ борьбы с дребезгом кнопки и прочих механических переключателей, так называемую RC-цепь, состоящую из резистора и конденсатора. В некоторых ситуациях просто необходимо именно подавление дребезга, например, когда сигнал подключен к пину с включенным прерыванием. Но и в иных случаях он немного разгрузит контроллер и позволит сэкономить чуток его памяти.К Ардуино подключено две кнопки: к пину 3 - кнопка без RC-цепи, только подтянута резистором 100 кОм к плюсу, к пину 2 - кнопка тоже подтянута к плюсу, но дополнительно оборудована RC-цепью.
С правильно рассчитанной RC-цепью такого безобразия нет. Нажатие кнопки с дребезгом теперь выглядит примерно так: