1

Πυκνωτές-Capacitors

q=CUC=ε0(S/d) παράλληλες επιφάνειεςΕµβαδού S απόστασης dε0=8,855 10-12 C/Vm διηλεκτρική σταθερά κενού

2

Capacitors

3

Πυκνωτής µε διηλεκτρικό

Εισαγωγή µονωτικού υλικού (διηλεκτρικό)C=ε C0ε σχετική διηλεκτρική σταθερά (relative dielectric constant)

4

∆ιηλεκτρικά

5

∆ιηλεκτρικά

6

7

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε

Συχνότητα (χαρακτηριστική διασποράς-dispersion διηλεκτρικού)1)Μη πολικά διηλεκτρικά (α. Teflon, β. Πολυστυρένιο γ.πολυδιχλωροστυρένιο)2) Πολικά διηλεκτρικά

8

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε

Θερµοκρασία (α) µη πολικά µόρια, (β) παραφίνηγ(α) πολυστυρένιο, γ(β)χλωριούχο διφαινύλιο, γ(γ) NaCl γ(δ) πορσελάνηTCε=1/ε(dε/dT) Θερµοκρασιακός συντελεστήςδιηλεκτρικήςσταθεράς

9

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε

Πίεση Μεταβολή ε ύδατος µε πίεσηΣτους πυκνωτές µε υγρό διηλεκτρικό η υδροστατκήπίεση επηρεάζει την ε, αισθητήρας

10

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε

Υγρασία Λόγω της µεγάλης διηλεκτρικής σταθερά του ύδατος (αισθητήρας υγρασίας)

11

∆ιάτρηση ∆ιηλεκτρικού

Η τάση διάτρησης εξαρτάται από το πάχος του διηλεκτρικού, θερµοκρασία,Συχνότητα, διάρκεια έκθεσης σε ηλεκ. πεδίο (γήρανση)

EBR=UBR/d (kV/m)

Υγρό, αέριο διηλεκτρικό αποκατάσταση, στερεό δηµιουργία οπών Με τήξη του διηλεκτρικού και συχνά βραχυκύκλωση οπλισµών

12

∆ιηλεκτρικά υλικά (passive p15-16)

1. Χαρτί (σπάνιοι) ε 2,2-5,2, 50kV/m2. Πλαστικά φίλµ (πλεονεκτήµατα σχ. 1 δεν

απορροφούν υγρασία, ..)Πολυεστέρας (125 C), Πολυαιθυλένιο (<95 C), Πολυαµίδιο (200-250 C 500 C), Πολυπροπυλένιο(125 C), Πολυστυρένιο, PTFE

3. Μίκα (600-900 C) ε 6,5-8,7 50-100 kV/m4. Ανόργανα φίλµ 10-27 600-1000 kV/m5. Γυαλί ε 5-7 (200 C)6. Κεραµικά (ε 6-16000)

13

Κατηγορίες πυκνωτών µε διηλεκτρικό

14

Πυκνωτές φίλµ

15

16

17

18

19

20

Πυκνωτές φίλµ

21

Πυκνωτές φίλµ

22

Πυκνωτές φίλµ

23

Πυκνωτές φίλµ

24

Κεραµικοί πυκνωτές

25

Κεραµικοί πυκνωτές

26

Κεραµικοί πυκνωτές

27

Κεραµικοί πυκνωτές

28

Κεραµικοί πυκνωτές

29

Κεραµικοί πυκνωτές

30

Κεραµικοί πυκνωτές

31

Κεραµικοί πυκνωτές

32

33

34

Κεραµικοί πυκνωτές

35

Schematic construction of a multilayer capacitorwith nickel-barrier termination:

C Capacitance of capacitor [As/V = F]ε0 8,85 · 10 -12 As/Vm Absolute dielectric constant, εr Relative dielectric constant(material dependent) A Effective electrode area per electrode [m2]n Number of electrodes (metal layers) d Electrode spacing [m]

36

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

37

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

38

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

39

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

40

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

41

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές

42

Σύγκριση τύπων πυκνωτών

43

Σύγκριση τύπων πυκνωτών

44

Προρυθµιζόµενοι πυκνωτές (trimmer capacitors)

45

Χαρακτηριστικά µεγέθη πυκνωτή

Rs (ESR) µέτρο κατανάλωσης ισχύος µε µορφή θερµότητας στον πυκνωτήL αυτεπαγωγή από ακροδέκτες και οπλισµούς

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

Ανοχή

1. Ονοµαστική τιµή χωρητικότητας (Ε6, Ε12, Ε24,Ε24, Ε48, Ε96, Ε192 ανοχή ±20,10, 5, 2,1, 0.5%

2. Μεταβολή χωρητικότητας µε την θερµοκρασία TCC=1/C(dC/dT) ∆C/C20

58

59

Μεταβολή χωρητικότητας µε συχνότητα

60

Τάσεις Λειτουργίας

• Ονοµαστική τιµή τάσης (η συνεχής τάση σε 40 C)

• Κατηγορία τάσης (η µέγιστη τάση που µπορεί να εφαρµόζεται στα άκρα του πυκνωτή συνεχώς

61

62

Τάσεις Λειτουργίας

• Επιτρεπόµενη εναλλασσόµενη τάση Urms(Ελαττώνεται µε την συχνότητα)

63

Ηλεκτρονικές παρεµβολές

64

Ηλεκτρονικές παρεµβολές

65

Ηλεκτρονικές παρεµβολές

66

The frequency characteristics ofpassive components

Film and electrolytic capacitors have layers of materialwound around each other, which creates a parasitic inductance.Self-inductance effects of ceramic capacitors aremuch smaller, giving them a higher operating frequency.There is also some leakage current from plate to plate RP,which appears as a resistance in parallel with the capacitor.The most important parasitic component in a capacitor isthe equivalent series resistance (ESR). It is due to resistancewithin the plates and electrolyte of an electrolyticcapacitor. Capacitors used for decoupling should be lowESR types, as any series resistance limits the effectivenessof the capacitor for ripple and noise rejection. Elevatedtemperatures severely increase ESR and can be permanentlydestructive to capacitors.

67

The frequency characteristics ofpassive components

• The leads of through-hole parts also add a parasitic inductance. For small values of capacitance, it is important to keep the lead lengths short. The combination of parasitic inductance and capacitancecan produce resonant circuits.

68

The frequency characteristics ofpassive components

69

The frequency characteristics ofpassive components

70

The frequency characteristics ofpassive components