Ви знаходитеся на сайті для клієнтів з: Ukraine. Рекомендована вам версія сайту USA / US
Тут ви знайдете колишній «паркінг»
Панель клієнта
У вашому кошику
Зареєструватися

Як безпечно розрядити конденсатор?

2020-10-06

Коротке замикання зарядженого конденсатора несе за собою великий ризик перегорання електронного елемента та інших компонентів ланцюга, а також ураження і виникнення пожежі. Масштаб пошкоджень в разі короткого замикання є тим більшим, чим більше ємність і напруга конденсатора. Перед витяганням цього елемента з ланцюга необхіднарозрядка конденсатора. Подивіться, як це зробити.

З цієї статті ви дізнаєтеся:

Як працює конденсатор?

Конденсатори – це система двох електродів, розділених діелектриком, в яких накопичуються електричні заряди однакового значення і протилежного потенціалу. Існує багато видів конденсаторів, які можна категоризувати на кілька підтипів. Найпростіші з них складаються з двох металевих пластин, між якими знаходиться діелектрик, напр., повітря, керамічний матеріал або імпрегнований папір. Ці пластини є обкладками конденсатора, в яких накопичується електроенергія.

З подачею напруги на обкладки конденсатора починається накопичення електричного заряду – подібно як в елементах батареї. Після відключення джерела напруги, внаслідок дії електростатичного притягання, на обкладках конденсатора залишається електричний заряд. Накопичені заряди рівні, але мають протилежні потенціали.

Безпечна розрядка конденсатора є процесом, аналогічним його зарядці. Після подачі постійної напруги U на електроди конденсатора, які характеризуються конкретною ємністю, в конденсаторі накопичується заряд Q, який є добутком ємності та напруги. Одиницею ємності конденсатора є фарад. У конденсаторі ємністю в 1 фарад заряд в 1 кулон генерує 1 вольт. З огляду на те, що 1 фарад – це дуже велике значення, конденсатори, що використовуються в електроніці та електротехніці, зазвичай характеризуються ємностями, вимірюваними в: пікофарадах, нанофарадах, мікрофарадах та міліфарадах.

Постійні конденсатори можна розділити на дві основні категорії: конденсатори плівкові та керамічні. Безпечна розрядка конденсатора значною мірою залежить, перш за все, від його конструкції. Полістирольні конденсатори характеризуються високими стабільністю та опором ізоляції, а також досить низькою граничною робочою температурою.

Плівкові конденсатори виконані з тришарової плівки в структурі електрод-діелектрик-електрод, яка потім згортається і поміщається у відповідний корпус. Вони досить часто використовуються в електричних та електронних схемах різного типу приладів AGD і RTV. Прикладом конденсаторів цього типу може бути модель WIMA FKP2D021001I00HSSD.

Одними з конденсаторів, що найчастіше зустрічаються в інтегральних схемах, є керамічні конденсатори, виконані з керамічних пластин з нанесеними металевими електродами, такі, як модель SR PASSIVES CC-10/100. Для їх розрядки варто використовувати навантаження з високим опором.

Параметри конденсаторів

Щоб знати, як розрядити конденсатор, слід вивчити параметри, що характеризують цей електричний елемент. Основними параметрами конденсатора є: номінальна ємність, допуск ємності, номінальна напруга та діелектричні втрати.

Крім того, конденсатор характеризують: допустима змінна напруга, опір ізоляції, температурний коефіцієнт ємності, кліматична категорія і габарити, а також допустиме імпульсне навантаження, номінальна потужність чи гранична частота.

Ємність – це найважливіший параметр, який слід взяти до уваги, плануючи безпечну розрядку конденсатора. Це здатність конденсатора до накопичення заряду, і вона пропорційна добутку діелектричної проникності та площі електродів, а також обернено пропорційна відстані між електродами (товщина діелектрика).

Ємність конденсатора, зазначена виробником, є номінальною ємністю, яку на практиці отримати неможливо – на величину ємності може впливати багато факторів навколишнього середовища. Тому наведено процентний допуск ємності конденсатора, – це процентне відхилення реального значення ємності від номінального.

Втрати конденсатора визначають питомі втрати енергії, пов'язані з роботою конденсатора при змінній напрузі, які характеризують тангенс кута втрат. Ці втрати зазвичай більші за діелектричні втрати, що пов’язано з виникненням втрат на електродах, а також з частотою та температурою, яка впливає на структуру конденсатора.

Як розрядити конденсатор?

Розрядка конденсатора залежить від його виду та ємності. Конденсатори з більшою кількістю фарад слід розряджати обережніше, оскільки їх коротке замикання може призвести не тільки до пошкодження конденсатора, але навіть до вибуху та ураження електричним струмом.

Безпечна розрядка конденсатора зводиться до приєднання до його кінців будь-якого навантаження резистивного характеру, яке зможе розсіювати енергію, накопичену в конденсаторі. Наприклад: як розрядити конденсатор з напругою 100 В? Для цього можна використати звичайний резистор або лампочку з напругою 110 В. Конденсатор, віддаючи свою енергію, запалить лампочку, а джерело світла вкаже при цьому стан навантаження елемента. Звичайно, для цієї мети також можна використати інше резистивне навантаження.

Розрядка конденсатора повинна відбуватися при навантаженні високого опору. Тоді відведення заряду, накопиченого на обкладках, триватиме довше, однак, ми будемо впевнені, що заряд буде повністю відведений.

Розрядку конденсатора меншої ємності можна провести також, готуючи спеціальну схему розрядки, що складається з послідовно з'єднаних конденсатора та резистора. Готуючи таку схему, слід звернути увагу на час розрядки конденсатора та необхідну потужність резистора.

Часрозрядки конденсатора буде дорівнювати добутку значення опору, послідовно підключеного до конденсатора і ємності. Після цього часу напруга елемента повинна впасти до однієї третьої початкової напруги, а повна його розрядка повинна настати за час, рівний п'ятикратному стосовно добутку опору та ємності.

Чим менший резистор ми включимо в схему, тим швидше конденсатор буде розряджатися. Наприклад: у випадку конденсатора ємністю 10 мкФ і розрядки його резистором 1 кОм час розрядки становитиме 0,01 с. У разі розрядки таким опором елемента ємністю 1 мФ час розрядження 1/3 початкового значення заряду збільшиться до 1 с.

Слід пам’ятати, що безпечна розрядка конденсатора повинна відбуватися через відповідно підібраний опір. Резистор занадто малої потужності може зруйнуватися. Тому при виборі резистора слід враховувати потужність, що виділяється на резисторі, яка дорівнює частці квадрата його напруги та опору. Стандартні резистори можуть витримувати потужність до 0,25 Вт. Використання такого резистора при більшому конденсаторі з великим зарядом і напругою призведе до його перегорання. Тому також в разі малих елементів варто використовувати резистор потужністю 5 Вт з опором, напр., 1 кОм, прикладом якого може бути модель SR PASSIVES MOF5WS-1K.

Більші конденсатори електроенергетичного застосування повинні бути обладнані розрядними резисторами, які при відключенні напруги живлення призначені для розрядки цього елемента протягом декількох хвилин. Безпечна розрядка конденсатора, енергетичного трифазного, повинна відбуватися з використанням проводу YDY 4 мм2 і полягати в укороченні окремих фаз елемента на провід PE.

Символ: Опис:
FKP2-10N/100 Конденсатор: поліпропіленовий; 10нФ; 5мм; ±10%; 6,5x8x7,2мм; 1кВ/мкс
CC-10/100 Конденсатор: керамічний; 10пФ; 100В; C0G; THT; 5мм
MOF5WS-1K Резистор: оксид металу; THT; 1кОм; 5Вт; ±5%; Ø6x17мм; осьовий

ЧИТАТИ ТАКОЖ

Ваш браузер вже не підтримується, завантажте нову версію