Основное отличие - керамический конденсатор против электролитического

Керамические и электролитические конденсаторы - это два типа конденсаторов, используемых в электронных схемах. В главное отличие между керамическим и электролитическим конденсатором заключается в том, что, в керамических конденсаторах две проводящие пластины разделены керамическим материалом. в то время как, в электролитических конденсаторах две проводящие пластины разделены электролитом и слоем оксида металла..

Структура конденсатора

Конденсатор - это устройство, которое может накапливать электрическую энергию. Хотя существуют разные типы конденсаторов, большинство из них основано на одной и той же базовой схеме. Проще говоря, конденсатор состоит из двух проводящих пластин, разделенных изоляционным материалом, который называется «диэлектрик«. Основная структура показана ниже:

Базовая структура конденсатора

В емкость конденсатора описывает, сколько заряда хранит конденсатор при заданной разности потенциалов на нем. Если каждая из токопроводящих пластин имеет площадь

и они разделены расстоянием

, то емкость

дан кем-то:

куда

это диэлектрическая проницаемость, что является свойством диэлектрического вещества.

Что такое керамический конденсатор

Керамический конденсатор - это тип конденсатора, у которого диэлектрик - керамический материал. В самой простой конструкции из них слой керамического материала находится между двумя проводящими пластинами. Однако наиболее часто используемый тип керамических конденсаторов - это так называемые многослойные чип-конденсаторы (MLCC). В MLCC есть несколько проводящих пластин, и керамический материал зажат между каждой парой пластин. По сути, они работают так, как будто они представляют собой множество маленьких конденсаторов, включенных параллельно, что дает большую комбинированную емкость.

Керамические конденсаторы: однослойные (слева) и многослойные (справа)

Есть два основных типа керамических конденсаторов: класс 1 и класс 2. Конденсаторы класса 1 более точны и стабильны в более широком диапазоне температур, в то время как конденсаторы класса 2 предлагают больший объемный КПД (большую емкость на единицу объема).

Что такое электролитический конденсатор

Электролитический конденсатор - это тип конденсатора, который использует электролит для увеличения емкости. Обычно проводящим материалом выступает алюминий, тантал или ниобий. Диэлектриком в этих конденсаторах является оксидный слой, образующийся на этих металлах. Поскольку эти оксидные слои очень тонкие,

в приведенном выше уравнении емкости очень мала, что делает емкость конденсатора очень большой. В промежутке между проводниками лежат бумаги, пропитанные электролитом. Сам электролит действует как анод, а одна из металлических пластин действует как катод.

Некоторые электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы бывают поляризованный. Это означает, что когда они подключены к цепям, каждой клемме необходимо присвоить правильную полярность. Если они подключены с неправильной полярностью, они могут сильно нагреться и даже взорваться. Для электролитических конденсаторов эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) это важное понятие. Если ESR слишком велик, ток через цепь будет слишком мал. На рисунке ниже показано, как ESR (импеданс) конденсатора изменяется с сопротивлением. Каждая кривая показывает разные значения емкости:

Импеданс как функция частоты для конденсаторов разной емкости

Обратите внимание, что для каждого типа конденсатора существует частота, на которой импеданс минимален. Эта частота является резонансная частота конденсатора. Обратите внимание, что чем больше емкость, тем меньше резонансная частота.

Разница между керамическим и электролитическим конденсатором

Состав:

В керамические конденсаторы, керамика разделяет проводящие поверхности.

В электролитические конденсаторыслои оксида металла и электролит разделяют проводящие поверхности.

Диэлектрик:

В керамические конденсаторы, керамическое вещество составляет диэлектрик.

В электролитические конденсаторы, диэлектрик состоит из очень тонкого оксидного слоя.

Поляризация:

Керамические конденсаторы не поляризованы.

Электролитические конденсаторы поляризованы.

СОЭ:

Керамические конденсаторы обычно имеют низкие значения СОЭ.

СОЭ в электролитические конденсаторы обычно выше и сильнее зависит от частоты.

Микрофония:

Керамические конденсаторы выставлять микрофон: эффект, при котором механические колебания приводят к возникновению электрических помех в цепях.

Электролитические конденсаторы не выставляют микрофон.

Изображение предоставлено:

«Схема простого конденсатора с параллельными пластинами» индуктивной нагрузкой (собственный рисунок, сделанный в Inkscape 0.44) [Public Domain], через Wikimedia Commons

«Keramik-Scheibenkondensator» Элкапа, Йенса Бота (собственная работа) [GFDLv1.2], через Wikimedia Commons (изменено)

«Mlcc-Bauformen» Элкапа, Йенса Бота (собственная работа) [GFDLv1.2], через Wikimedia Commons (изменено)

«Некоторые разные стили алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов» от Elcap (собственная работа) [CC0 1.0], через Wikimedia Commons

«Impedanzkurven Verschiedener Kapazitätswerte aus unterschiedlichen Kondensatorfamilien» Элькапа, Йенса Бота (собственная работа) [GFDLv1.2], через Wikimedia Commons