You are browsing the website for customers from Czech Republic. Based on location data, the suggested version of the page for you is
USA / US
Change country
x

UDÁLOSTI

2019-10-30

Jak bezpečně vybít kondenzátor?

Zkrat nabitého kondenzátoru sebou nese obrovské riziku spálení elektronické součástky a ostatních komponent obvodu a také zasažení proudem a vzniku požáru. Rozsah škod v případě zkratu je tím větší, čím větší je kapacita a napětí kondenzátoru. Před vyjmutím této součástky z obvodu je nezbytné kondenzátor vybít. Podívejte se, jak to udělat.

Z tohoto článku se dozvíte:

Jak kondenzátor funguje?

Kondenzátory jsou komponenty se dvěma elektrodami oddělenými dielektrikem, na kterých se hromadí elektrické náboje se stejnou hodnotou a opačným potenciálem. Existuje mnoho druhů kondenzátorů, které lze rozčlenit na několik podtypů. Nejjednodušší z nich jsou sestaveny ze dvou kovových destiček, mezi kterými se nachází dielektrikum – např. vzduch, keramický materiál nebo impregnovaný papír. Tyto destičky jsou obložkami kondenzátoru, ve kterých se hromadí elektrická energie.

Přivedením napětí na obložky kondenzátoru začíná hromadění elektrického náboje – podobně jak v článcích baterie. Po odpojení napěťového zdroje, s ohledem na působení elektrostatického přitahování, zůstává elektrický náboj na obložkách kondenzátoru. Nahromaděné náboje jsou shodné, ale mají opačné potenciály.

Bezpečné vybíjení kondenzátoru je proces analogický k jeho nabíjení. Po přivedení stejnosměrného napětí U k vývodům kondenzátoru, charakteristického konkrétní kapacitou, se v kondenzátoru hromadí náboj Q, který je součinem kapacity a napětí. Jednotkou kapacity kondenzátoru je farad. Na kondenzátoru s kapacitou 1 faradu generuje náboj 1 coulombu 1 volt. S ohledem na to, že 1 Farad je velmi velká hodnota, mají kondenzátory používané v elektronice a elektrotechnice obvykle kapacity řádu pikofaradů, nanofaradů, mikrofaradů a milifaradů.

Pevné kondenzátory lze rozdělit na dvě základní kategorie: kondenzátory fóliové a keramické. Bezpečné vybití kondenzátoru ve velké míře závisí především na jeho konstrukci. Polystyrenové kondenzátory se vyznačují velkou stabilitou a odporem izolace a také poměrně nízkou horní hranicí pracovní teploty.

Fóliové kondenzátory se vyrábějí z třívrstvé fólie ve skladbě elektroda-dielektrikum-elektroda, která se následně svine a umístí do vhodného pouzdra. Často se používají v elektrotechnických a elektronických obvodech v domácích a radiotelevizních spotřebičích různého druhu.Příkladem kondenzátorů tohoto typu může být model WIMA FKP2D021001I00HSSD.

Jedněmi z kondenzátorů, se kterými setkáváme u integrovaných obvodů, jsou keramické kondenzátory vyrobené z keramických destiček s aplikovanými elektrodami, jako je model SR PASSIVES CC-10/100. Pro jejich vybíjení je vhodné použít zátěž s velkým odporem.

Parametry kondenzátorů

Abychom věděli, jak vybít kondenzátor, musíme se seznámit s parametry charakterizujícími tuto elektrickou součástku. Základními parametry, kterými se kondenzátor vyznačuje, jsou jeho jmenovitá kapacita, tolerance kapacity, jmenovité napětí a dielektrické ztráty.

Kromě toho kondenzátor charakterizuje přípustné střídavé napětí, odpor izolace, teplotní koeficient kapacity, klimatická kategorie a vnější rozměry a také přípustné impulsní zatížení, jmenovitý výkon nebo mezní kmitočet.

Kapacita je nejdůležitější parametr, který musíme vzít do úvahy, když plánujeme bezpečné vybití kondenzátoru. Je to schopnost kondenzátoru hromadit náboj a je přímo úměrná součinu permitivity dielektrika a plochy elektrod a nepřímo úměrná vzdálenosti mezi elektrodami (tloušťce dielektrika).

Kapacita kondenzátoru, kterou uvádí výrobce, je jmenovitá kapacita, které v praxi nelze dosáhnout – na hodnotu kapacity může mít vliv velmi mnoho faktorů prostředí. Z tohoto důvodu se uvádí procentní tolerance kapacity kondenzátoru, je to odchylka skutečné hodnoty kapacity od jmenovité v procentech.

Ztrátový činitel kondenzátoru vyjadřuje jednotkové ztráty energie spojené s provozem kondenzátoru při střídavém napětí, které charakterizuje tangens ztrátového úhlu. Tyto ztráty jsou obvykle větší než ztráty dielektrika, což souvisí se ztrátami na elektrodách a také s kmitočtem a teplotou, které působí na obvod kondenzátoru.

Jak vybít kondenzátor?

Vybíjení kondenzátoru závisí na jeho druhu a kapacitě. Kondenzátory s větším počtem faradů je třeba vybíjet s větší opatrností, protože jejich zkrat může vést nejen k poškození kondenzátoru, ale také k explozi a zasažením proudem.

Bezpečné vybití kondenzátoru se provede tak, že k jeho koncům připojíme libovolnou zátěž s odporovým charakterem, která bude schopna rozptýlit energii nahromaděnou v kondenzátoru. Na příklad, jak vybít kondenzátor s napětím 100 V? Pro tento účel můžeme použít obyčejný rezistor nebo žárovku na napětí 110 V. Kondenzátor předá svou energii rozsvícením žárovky a zdroj světla současně indikuje stav nabití součástky. Samozřejmě můžeme pro tento účel použít i jinou odporovou zátěž.

Vybíjení kondenzátoru musí být prováděno zátěží s velkým odporem. Vybíjení náboje nahromaděného na polepech bude trvat déle, nicméně budeme mít jistotu, že náboj byl zcela vybitý.

Vybíjení kondenzátoru s menší kapacitou můžeme rovněž provést, připravíme-li si speciální vybíjecí obvod, sestávající ze sériově zapojeného kondenzátoru a rezistoru. Při přípravě takového obvodu musíme věnovat pozornost době vybíjení kondenzátoru a požadovanému výkonu rezistoru.

Doba vybíjení kondenzátoru bude rovna součinu hodnoty sériového rezistoru připojeného ke kondenzátoru a kapacity. Po této době má napětí součástky klesnout na jednu třetinu počátečního napětí a jeho celkové vybití má nastat za dobu rovnou pětinásobku součinu odporu a kapacity.

Čím menší rezistor zapojíme do obvodu, tím rychleji se kondenzátor vybije. Příklad: V případě kondenzátoru s kapacitou 10 uF a jeho vybíjením rezistorem s odporem 1 kΩ bude doba vybití 0,01 s. V případě vybíjení takovým odporem součástky s kapacitou 1 mF se doba vybíjení 1/3 počáteční hodnoty náboje prodlouží na 1 s.

Je třeba pamatovat, že bezpečné vybití kondenzátoru se musí provádět vhodně zvoleným odporem. Rezistor s příliš malým výkonem se může zničit. Z tohoto důvodu musíme při výběru rezistoru počítat s výkonem, který se na rezistoru ztrácí a který je roven podílu čtverce napětí na něm a odporu. Standardní rezistory mohou přenášet výkon na úrovni do 0,25 W. Použití takového rezistoru u většího kondenzátoru s velkým nábojem a napětím bude mít za následek jeho shoření. Proto je také v případě malých součástek vhodné použít rezistor s výkonem 5 W a odporem např. 1 kΩ, příkladem takového může být model SR PASSIVES MOF5WS-1K.

Větší kondenzátory pro použití v elektroenergetice musejí být vybaveny vybíjecími rezistory, které mají za úkol tuto součástku po odpojení napájecího napětí v průběhu několika minut vybít. Bezpečné vybití třífázového energetického kondenzátoru se musí provádět s použitím vodiče YDY 4 mm2 a spočívat ve zkratování jednotlivých fází součástky s vodičem PE.

Symbol: Popis:
FKP2-10N/100 Kondenzátor: polypropylénový; 10nF; 5mm; ±10%; 6,5x8x7,2mm; 1kV/μs
CC-10/100 Kondenzátor: keramický; 10pF; 100V; C0G; THT; 5mm
MOF5WS-1K Rezistor: metaloxidový; THT; 1kΩ; 5W; ±5%; Ø6x17mm; axiální

linecard

Produkty uvidíte, až vyberete výrobce nebo kategorii

Quick Buy

?
symbol zboží objednané množství
Náhled

Další volby Quick Buy

Tato stránka používá soubory cookie. Pokud se chcete dozvědět více o souborech cookie a možnostech jejich nastavení, klikněte zde.

Příště nezobrazovat