Замена конденсаторов на материнской плате своими руками

Уважаемые гости, в этой статье мы будем производить замену вздутых конденсаторов на материнской плате своими руками. Хотел бы сразу сказать, что замена конденсаторов своими руками требует знаний и умений пользования таким инструментом как пояльник. В данном случае я использовал простой советский паяльник. Если у вас такго опыта нет, то я не рекомендую браться вам за такую работу. Про замену конденсаторов на блоке питания читаем здесь.

Обычно конденсаторы на материнской плате начинают выходить из строя через 3-4 года пользования компьютером. Это как правило явление нормальное, и все это можно решить, путем замены их на новые.

Как определить, что конденсаторы на материнской плате вздулись, какие признаки? Все сейчас разберем подробней.

Признаки неисправности конденсаторов в материнской плате

1. При включении компьютер включается, потом выключается. После 3-4 раза включения он включается нормально, и грузится операционная система. После этого он работает без проблем, но только стоит его выключить и включить на следующий день, проблема опять повторяется. Эти признаки говорят о том, что возможно у вас высохли и вздулись конденсаторы на плате.

2. Компьютер просто не включается. Возможно этой причиной могут быть также конденсаторы, или проблема с блоком питания. Как проверить блок питания, читаем здесь.

3. При включении или работе компьютера часто появляется синий экран. Это также может быть причиной вздутия и неисправностей конденсаторов на материнской плате. Как правило это первичные признаки, когда конденсаторы только начинают вздуваться.

4. Откройте боковую крышку системного блока и внимательно осмотрите материнскую плату. Как правило визуально можно определить, что конденсаторы на материнской плате вздулись и требуют замены. Пример на картинке.

На рисунке в приближенном виде видно, что 2 конденсатора на материнской плате вздулись и требуют замены. Необходимо осматривать материнскую плату внимательно, т.к. неопытному человеку в этом деле не всегда с первого раза можно выявить неисправный конденсатор. После этого, нам необходимо найти новые конденсаторы на замену. Обычно их можно взять со старой материнской платы или купить в радиодеталях, они не дорогие. Выпаиваете старые конденсаторы, смотрите номинал и покупаете новые, можете взять с собой старые, чтобы показать продавцу (по вольтажу можно брать и больше, но не меньше). На своем примере это 6,3 вольт 1500 мкф. На замену я использовал 16 вольт 1500 мкф.

Если у вас или у ваших друзей есть старая материнская плата, можете выпаять их с нее. Все, у нас все готово, после этого начинаем замену конденсаторов на материнской плате своими руками. Как я уже писал выше, замена конденсаторов на материнской плате своими руками требует определенных умений работы с паяльником, если вы готовы, приступим.

При замене конденсаторов нам потребуется следующий инструмент:

• Паяльник;
• Канифоль;
• Припой;
• Зубочистки;
• Бензин очищенный (для удаления канифоли с платы).

В идеале, для выпаивания таких деталей нужно использовать оловоотсос, ну или паяльный фен. Поскольку у меня дома есть только паяльник, то пришлось выпаивать им, поочередно нагревая ножки конденсатора и вытаскивая его. Вывод: простым паяльником это делать крайне неудобно.

После того как мы извлекли старый конденсатор и приготовили ему замену, нужно прочистить отверстия для конденсатора, иначе старый припой не даст его нормально вставить. С оловотсосом можно было бы справиться за пару секунд, но мне пришлось повозиться и использовать зубочистки. Аккуратно вставляем их в отверстия и нагреваем паяльником с обратной стороны, чтобы вытолкнуть весь лишний припой. Еще раз повторюсь, что это нужно делать аккуратно, так как плата многослойная и можно повредить дорожки внутри платы

После прочистки отверстий вставляем конденсатор на место, обязательно соблюдая полярность. Обычно, на материнской плате есть обозначения установки конденсаторов (закрашенная сторона это — минус «— «), но лучше всего запомнить как был установлен старый. На самих конденсаторах также есть обозначения ввиде полосы со знаком » — «.

Запаиваем с обратной стороны. Фото самого процесса у меня нет, так как я не смог паять и одновременно фотографировать. Зато есть фото конечного результата )

Не забываем очистить плату от флюса или канифоли.

Ну вот и все, на этом мой ремонт закончился. Главное не бояться и аккуратно пробовать паять своими руками. Должен заметить, это очень увлекательный процесс.

На всякий случай, даю вам видео, где вы также можете посмотреть, как происходит процесс замены конденсаторов на материнской плате своими руками.

Замена конденсаторов на мат.плате и в блоке питания

В элементной базе компьютера (и не только) есть одно узкое место – электролитические конденсаторы. Они содержат электролит, электролит – это жидкость. Поэтому нагрев такого конденсатора приводит к выходу его из строя, так как электролит испаряется. А нагрев в системном блоке – дело регулярное.

Поэтому замена конденсаторов – это вопрос времени. Больше половины отказов материнских плат средней и нижней ценовой категории происходит по вине высохших или вздувшихся конденсаторов. Еще чаще по этой причине ломаются компьютерные блоки питания.

Поскольку печать на современных платах очень плотная, производить замену конденсаторов нужно очень аккуратно. Можно повредить и при этом не заметить мелкий бескорпусой элемент или разорвать (замкнуть) дорожки, толщина и расстояние между которыми чуть больше толщины человеческого волоса. Исправить подобное потом достаточно сложно. Так что будьте внимательны.

Итак, для замены конденсаторов понадобится паяльник с тонким жалом мощностью 25-30Вт, кусок толстой гитарной струны или толстая игла, паяльный флюс или канифоль.

В том случае, если вы перепутаете полярность при замене электролитического конденсатора или установите конденсатор с низким номиналом по вольтажу, он вполне может взорваться. А вот как это выглядит:

Так что внимательнее подбирайте деталь для замены и правильно устанавливайте. На электролитических конденсаторах всегда отмечен минусовой контакт (обычно вертикальной полосой цвета, отличного от цвета корпуса). На печатной плате отверстие под минусовой контакт отмечено тоже (обычно черной штриховкой или сплошным белым цветом). Номиналы написаны на корпусе конденсатора. Их несколько: вольтаж, ёмкость, допуски и температура.

Первые два есть всегда, остальные могут и отсутствовать. Вольтаж:

Поэтому ёмкость следует подбирать равную той, что указана на корпусе. Слева на фото ниже зелёный вздувшийся (или потёкший) конденсатор. Вообще с этими зелёными конденсаторами постоянные проблемы. Самые частые кандидаты на замену. Справа исправный конденсатор, который будем впаивать.

Выпаивается конденсатор следующим образом: сначала находите ножки конденсатора с обратной стороны платы (для меня это самый трудный момент). Затем нагреваете одну из ножек и слегка давите на корпус конденсатора со стороны нагреваемой ножки. Когда припой расплавляется, конденсатор наклоняется. Проводите аналогичную процедуру со второй ножкой. Обычно конденсатор вынимается в два приема.

Спешить не нужно, сильно давить тоже. Мат.плата – это не двухсторонний текстолит, а многослойный (представьте вафлю). Из-за чрезмерного усердия можно повредить контакты внутренних слоев печатной платы. Так что без фанатизма. Кстати, долговременный нагрев тоже может повредить плату, например, привести к отслоению или отрыву контактной площадки. Поэтому сильно давить паяльником тоже не нужно. Паяльник прислоняем, на конденсатор слегка надавливаем.

После извлечения испорченного конденсатора необходимо сделать отверстия, чтобы новый конденсатор вставлялся свободно или с небольшим усилием. Я для этих целей использую гитарную струну той же толщины, что и ножки выпаиваемой детали. Для этих целей подойдет и швейная игла, однако иглы сейчас делают из обычного железа, а струны из стали. Есть вероятность того, что игла схватится припоем и сломается при попытке ее вытащить. А струна достаточно гибкая и схватывается сталь с припоем значительно хуже, чем железо.

При демонтаже конденсаторов припой чаще всего забивает отверстия в плате. Попробовав впаять конденсатор тем же способом, которым я советовал его выпаивать, можно повредить контактную площадку и дорожку, ведущую к ней. Не конец света, но очень нежелательное происшествие. Поэтому если отверстия не забил припой, их нужно просто расширить. А если все же забил, то нужно плотно прижать конец струны или иглы к отверстию, а с другой стороны платы прислонить к этому отверстию паяльник. Если подобный вариант неудобен, то жало паяльника нужно прислонять к струне практически у основания. Когда припой расплавится, струна войдёт в отверстие. В этот момент надо ее вращать, чтобы она не схватилась припоем.

После получения и расширения отверстия нужно снять с его краев излишки припоя, если таковые имеются, иначе во время припаивания конденсатора может образоваться оловянная шапка, которая может припаять соседние дорожки в тех местах, где печать плотная. Обратите внимание на фото ниже – насколько близко к отверстиям располагаются дорожки. Припаять такую очень легко, а заметить сложно, поскольку обзору мешает установленный конденсатор. Поэтому лишний припой очень желательно убирать.

Если у вас нет под боком радио-рынка, то скорее всего конденсатор для замены найдется только б/у. Перед монтажом следует обработать его ножки, если требуется. Желательно снять весь припой с ножек. Я обычно мажу ножки флюсом и чистым жалом паяльника облуживаю, припой собирается на жало паяльника. Потом скоблю ножки конденсатора канцелярским ножом (на всякий случай).

Вот, собственно, и все. Вставляем конденсатор, смазываем ножки флюсом и припаиваем. Кстати, если используется сосновая канифоль, лучше истолочь ее в порошок и нанести его на место монтажа, чем макать паяльник в кусок канифоли. Тогда получится аккуратно.

Замена конденсатора без выпаивания с платы

Условия ремонта бывают разные и менять конденсатор на многослойной (мат. плата ПК, например) печатной плате — это не то же самое что поменять конденсатор в блоке питания (однослойная односторонняя печатная плата). Надо быть предельно аккуратным и осторожным. К сожалению, не все родились с паяльником в руках, а отремонтировать (или попытаться отремонтировать) что-то бывает очень нужно.

Как я уже писал в первой половине статьи, чаще всего причиной поломок являются конденсаторы. Поэтому замена конденсаторов наиболее частый вид ремонта, по крайней мере в моём случае. В специализированных мастерских есть для этих целей специальное оборудование. Если оного нет, приходится пользоваться оборудованием обычным (флюс, припой и паяльник). В этом случае очень помогает опыт.

А если опыта нет, то попытка ремонта вполне может закончится плачевно. Как раз для таких случаев спешу поделиться способом замены конденсаторов без выпаивания из печатной платы. Способ внешне довольно не аккуратный и в некоторой степени более опасный, чем предыдущий, но для личного пользования сгодится.

Главным преимуществом данного метода является то, что контактные площадки платы придётся в значительно меньшей степени подвергать нагреву. Как минимум в два раза. Печать на дешёвых мат.платах достаточно часто отслаивается от нагрева. Дорожки отрываются, а исправить такое потом достаточно проблематично.

Минус данного способа в том, что на плату всё-таки придётся надавить, что тоже может привести к негативным последствиям. Хотя из моей личной практики давить сильно ни разу не приходилось. При этом есть все шансы припаяться к ножкам, оставшимся после механического удаления конденсатора.

 Итак, замена конденсатора начинается с удаления испорченной детали с мат.платы.

На конденсатор нужно поставить палец и с лёгким нажатием попробовать покачать его вверх-вниз и влево-вправо. Если конденсатор качается влево-вправо, значит ножки расположены по вертикальной оси (как на фото), в обратном случае по горизонтальной. Также можно определить положение ножек по минусовому маркеру (полоса на корпусе конденсатора, обозначающая минусовой контакт).

Дальше следует надавить на конденсатор по оси расположения его ножек, но не резко, а плавно, медленно увеличивая нагрузку. В результате ножка отделяется от корпуса, далее повторяем процедуру для второй ножки (давим с противоположной стороны).

Иногда ножка из-за плохого припоя вытаскивается вместе с конденсатором. В этом случае можно слегка расширить получившееся отверстие (я делаю это куском гитарной струны) и вставить туда кусок медной проволоки, желательно одинаковой с ножкой толщины.

Половина дела сделана, теперь переходим непосредственно к замене конденсатора. Стоит отметить, что припой плохо пристаёт к той части ножки, которая находилась внутри корпуса конденсатора и её лучше откусить кусачками, оставив небольшую часть. Затем ножки конденсатора, приготовленного для замены и ножки старого конденсатора обрабатываются припоем и припаиваются. Удобнее всего паять конденсатор, приложив его к к плате под углом в 45 градусов. Потом его легко можно поставить по стойке смирно.

Вид в результате, конечно неэстетичный, но зато работает и данный способ намного проще и безопаснее предыдущего с точки зрения нагрева платы паяльником. Удачного ремонта!

Если материалы сайта оказались для вас полезными, можете поддержать дальнейшее развитие ресурса, оказав ему (и мне ) моральную и материальную поддержку.

Как заменить высохшие конденсаторы материнской платы, как определить что паять. Чем отличаются конденсаторы для материнских плат

В какой-то момент у нас отвалилась удаленная машина с видео наблюдением и больше мы ее не смогли запустить.

Примечательно, что PC был выключен когда мы прибыли на место дислокации железа.

По началу компьютер грузился до какого-то момента с перезагрузкой и синим экраном. Мы включили логирование загрузки через безопасный режим? посмотрели отчет о загрузке который говорил о проблеме с прямым портом ввода\вывода.

Отключили USB и COM порты, компьютер запустился и даже работал, но до момента какой-то серьезной нагрузки. К примеру при просмотре архива видео, ПК просто отключался.

Как правило спонтанные отключения компьютера связаны с вздутыми конденсаторами.

Открываем системный блок, разбираем и вынимаем материнскую плату для замены конденсаторов:

На фото видно, что конденсаторы уже давненько просятся под замену, электролит высох о чем свидетельствует вздутый корпус.

Выпаиваем конденсаторы простым паяльником, однако следует учесть, что температура разогрева олова в на материнских платах может быть немного выше чем простое олово в тубусах с радиобазара. Прогреваем ножку и вытаскиваем сначала одну сторону, потом другую, используя корпус конденсаторы как рычаг. На опыте уже получается вытащить ногу конденсатора так, чтобы отверстие для установки нового конденсатора не заплыло оловом и не требовало последующей прочистки.

Выпаяли и в кои-то веки одна лапка вышла из корпуса и осталась в отверстии — доставать ее тот еще геморой:

Покупаем конденсаторы для материнских плат, чем-то они отличаются от обычных, мы писали чуть ранее.

В нашем случае 7-мь штук 3300мКф х 6,3В стоили 45 грн.

Зубочисткой подчищаем посадочные отверстия, устанавливаем и пропаиваем ножки электролита:

Собираем трахому в кучу после перепайки новых емкостей:

Проверяем видео архив, все работает!

Цена вопроса замены конденсаторов на материнской плате — 45 гривен + час потраченного времени.

Кстати о вздувшихся конденсаторах на материнской плате

Давным-давно, году в 2003 или 2004-м, работали по компьютерам мы вдвоем- я и Юра, начальник мой. Мне было чуть за 20 лет, ему чуть за 30. Не помню уже почему, но пришла в голову начальству идея немного разгрузить нашу с ним занятость и передать часть наших функций в аутсорсинг. Если говорить по-русски, наняли некую шарашкину контору, которая бы решала у нас ряд проблем с компьютерами.

В скором времени выпал нам с новым коллегой общий рабочий эпизод, первый и последний. Привезли Юре в ремонт компьютер с одной из фирм шефа. Юра открыл корпус, глянул на материнскую плату, увидел пару вздувшихся конденсаторов и дал авторитетное заключение- материнка умерла окончательно, спасению не подлежит.

Все бы ничего, но на пути Юры встал диджей-расстрига.

Получив юрино заключение о невозможности ремонта материнки, шеф отдал ее для ремонта диджею. Диджей, естественно, дал аналогичное заключение: материнская плата ремонту не подлежит. На этом шеф успокоился, а Юра, наоборот, возбудился- материнскую плату коллега не вернул.

Назревал скандал. Больше всего Юру взбесило то, что его, компьютерщика, программиста, радиоэлектронщика записали в лохи. И кто? Какой-то пройдоха околомузыкальной профессии, ветреный ветеран коротких волн.

Юра позвонил коварному коллеге и вежливо, но настойчиво попросил вернуть материнку. Мол, надо для отчетности. И диджей действительно приехал и даже попытался отдать материнскую плату. Правда, не ту.

Дальше разговор шел на высоких тонах. Юра требовал свою плату и обзывал диджея мошенником. Тот отвечал, что привез то, что брал и вообще оскорблен подозрениями. Но видно было, что пиздит.

После этого диджея я не видел, без расположения Юры хода в нашу организацию ни он, ни его фирмочка больше не имели.

Как заменить конденсатор на материнской плате компьютера

Обновлено: 02.08.2020, Computer Hope

Замена конденсатора на материнской плате — это очень подробный процесс, для достижения которого требуется твёрдая рука. Каждый конденсатор крепится к материнской плате очень точно с помощью припоя. При замене одного из них необходимо использовать ту же точность, иначе вы рискуете необратимо повредить машину.

Найдите неисправный конденсатор

Первым шагом в процессе ремонта является определение конденсатора, который необходимо заменить.Обычно на плохом конденсаторе есть выпуклость. Выпуклости иногда бывают очень тонкими, что затрудняет их обнаружение. Еще один верный признак того, что конденсатор неисправен, — это утечка.

Снять поврежденный конденсатор

Точка соединения конденсаторов находится в нижней части материнской платы, поэтому ее необходимо снять, чтобы получить доступ к нижней стороне. Используя паяльник, нагрейте имеющийся припой в точке соединения для каждой (обычно двух полных) ножек конденсатора.Затем осторожно потяните конденсатор от ножки на верхней стороне материнской платы.

Если у вас возникнут проблемы с расплавлением существующего припоя на материнской плате, попробуйте добавить немного нового припоя, а затем нагреть их вместе.

Заменить старый конденсатор

После удаления неисправного конденсатора необходимо очистить отверстия перед тем, как установить новый. Чтобы очистить отверстия, нагрейте остатки припоя в отверстиях и с помощью «присоски для припоя» удалите излишки.Когда отверстия будут чистыми, можно приступить к установке нового конденсатора. На каждом конденсаторе есть положительная и отрицательная ножки, поэтому убедитесь, что вы вставляете ножки в соответствующие отверстия на материнской плате. На материнской плате должна быть маркировка, указывающая, какое отверстие является положительным и отрицательным.

Положительный конец или вывод немного длиннее отрицательного.

После того, как вы вставили ножки конденсатора в правильные отверстия, отрежьте лишнюю проводку от каждой ножки.Закрепите их примерно на два миллиметра с нижней стороны материнской платы. Теперь вы можете нанести свежий припой на каждую точку соединения. Вам понадобится всего лишь капля припоя, чтобы закрепить ножку в каждой точке соединения. После замены неисправного конденсатора вы можете проверить материнскую плату, чтобы убедиться, что она снова работает правильно.

Убедитесь, что новый припой НЕ ПРИКАСАЕТСЯ к ни одному из существующих припоев в другой точке соединения, так как это может привести к перекрещиванию цепей и короткому замыканию на материнской плате.

— learn.sparkfun.com

Введение

Конденсатор — это двухконтактный электрический компонент. Наряду с резисторами и катушками индуктивности они являются одними из самых фундаментальных пассивных компонентов , которые мы используем. Вам придется очень внимательно поискать схему, в которой не содержит конденсатора.

Особенностью конденсаторов является их способность накапливать энергию ; они похожи на полностью заряженную электрическую батарею. Колпачки , как мы их обычно называем, находят всевозможные критические применения в схемах. Общие приложения включают локальное накопление энергии, подавление скачков напряжения и комплексную фильтрацию сигналов.

Рассматривается в этом учебном пособии

В этом руководстве мы рассмотрим всевозможные темы, связанные с конденсаторами, в том числе:

• Как делается конденсатор
• Как работает конденсатор
• Единицы емкости
• Типы конденсаторов
• Как распознать конденсаторы
• Как сочетаются емкости последовательно и параллельно
• Применение конденсаторов общего назначения

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники.Перед тем, как перейти к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (хотя бы бегло просмотр) эти:

Обозначения и единицы измерения

Условные обозначения цепей

Есть два распространенных способа изобразить конденсатор на схеме. У них всегда есть две клеммы, которые подключаются к остальной цепи. Символ конденсаторов состоит из двух параллельных линий, которые могут быть плоскими или изогнутыми; обе линии должны быть параллельны друг другу, близко друг к другу, но не касаться друг друга (это фактически показывает, как сделан конденсатор.Сложно описать, проще показать:

, (1) и (2) — стандартные обозначения конденсаторной цепи. (3) — пример символов конденсаторов в действии в цепи регулятора напряжения.

Символ с изогнутой линией (№2 на фотографии выше) указывает, что конденсатор поляризован, что означает, что это, вероятно, электролитический конденсатор. Подробнее об этом в разделе о типах конденсаторов этого руководства.

Каждый конденсатор должен сопровождаться названием — C1, C2 и т. Д.. — и стоимость. Значение должно указывать на емкость конденсатора; сколько там фарадов. Кстати о фарадах …

Емкость

Не все конденсаторы одинаковы. Каждый конденсатор имеет определенную емкость. Емкость конденсатора говорит вам, сколько заряда он может хранить , большая емкость означает большую емкость для хранения заряда. Стандартная единица измерения емкости называется фарад , сокращенно F .

Получается, что фарад — это лот емкости, даже 0,001Ф (1 миллифарад — 1мФ) — это большой конденсатор. Обычно вы видите конденсаторы с номиналом от пико- (10 ^-12 ) до микрофарад (10 ^-6 ).

Когда вы входите в диапазон емкости от фарада до килофарада, вы начинаете говорить о специальных конденсаторах, называемых конденсаторами super или ultra .

Теория конденсаторов

Примечание : Материал на этой странице не совсем критичен для понимания новичками в электронике … и к концу все становится немного сложнее. Мы рекомендуем прочитать раздел Как делается конденсатор , остальные, вероятно, можно пропустить, если они вызывают у вас головную боль.

Как делается конденсатор

Схематический символ конденсатора на самом деле очень похож на то, как он сделан.Конденсатор состоит из двух металлических пластин и изоляционного материала, называемого диэлектриком . Металлические пластины расположены очень близко друг к другу, параллельно, но диэлектрик находится между ними, чтобы они не соприкасались.

Ваш стандартный конденсаторный сэндвич: две металлические пластины, разделенные изолирующим диэлектриком.

Диэлектрик может быть изготовлен из любых изоляционных материалов: бумаги, стекла, резины, керамики, пластика или чего-либо еще, что препятствует прохождению тока.

Пластины изготовлены из проводящего материала: алюминия, тантала, серебра или других металлов. Каждый из них подключен к клеммному проводу, который в конечном итоге подключается к остальной цепи.

Емкость конденсатора — сколько в нем фарад — зависит от его конструкции. Для большей емкости требуется конденсатор большего размера. Пластины с большей площадью перекрытия поверхности обеспечивают большую емкость, в то время как большее расстояние между пластинами означает меньшую емкость. Материал диэлектрика даже влияет на то, сколько фарад имеет колпачок.Полная емкость конденсатора может быть рассчитана по формуле:

где ε _r — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика (постоянное значение, определяемое материалом диэлектрика), A — это площадь, на которой пластины перекрывают друг друга, а d — расстояние между пластинами.

Как работает конденсатор

Электрический ток — это поток электрического заряда, который электрические компоненты используют для зажигания, вращения или выполнения любых действий.Когда ток течет в конденсатор, заряды «застревают» на пластинах, потому что не могут пройти через изолирующий диэлектрик. Электроны — отрицательно заряженные частицы — засасываются одной из пластин, и она становится в целом отрицательно заряженной. Большая масса отрицательных зарядов на одной пластине отталкивает, как заряды, на другой пластине, делая ее положительно заряженной.

Положительный и отрицательный заряды на каждой из этих пластин притягиваются друг к другу, потому что это то, что делают противоположные заряды.Но с диэлектриком, сидящим между ними, как бы они ни хотели соединиться, заряды навсегда останутся на пластине (пока им не будет куда-то идти). Стационарные заряды на этих пластинах создают электрическое поле, которое влияет на электрическую потенциальную энергию и напряжение. Когда заряды группируются на таком конденсаторе, крышка накапливает электрическую энергию так же, как батарея может накапливать химическую энергию.

Зарядка и разрядка

Когда положительный и отрицательный заряды объединяются на пластинах конденсатора, конденсатор становится на заряженным .Конденсатор может сохранять свое электрическое поле — удерживать свой заряд — потому что положительный и отрицательный заряды на каждой из пластин притягиваются друг к другу, но никогда не достигают друг друга.

В какой-то момент пластины конденсатора будут настолько заряжены, что просто не смогут больше принимать их. На одной пластине достаточно отрицательных зарядов, чтобы они могли отразить любые другие, которые попытаются присоединиться. Здесь вступает в игру емкость конденсатора , (фарады), которая говорит вам о максимальном количестве заряда, которое может хранить конденсатор.

Если в цепи создается путь, который позволяет зарядам найти другой путь друг к другу, они выйдут из конденсатора, и он разрядит .

Например, в схеме ниже можно использовать аккумулятор для создания электрического потенциала на конденсаторе. Это вызовет нарастание одинаковых, но противоположных зарядов на каждой из пластин, пока они не станут настолько полными, что оттолкнут ток от протекания. Светодиод, расположенный последовательно с крышкой, может обеспечивать путь для тока, а энергия, запасенная в конденсаторе, может использоваться для кратковременного освещения светодиода.

Расчет заряда, напряжения и тока

Емкость конденсатора — сколько в нем фарад — говорит вам, сколько заряда он может хранить. Сколько заряда хранит конденсатор в настоящее время , зависит от разности потенциалов (напряжения) между его пластинами. Это соотношение между зарядом, емкостью и напряжением можно смоделировать с помощью следующего уравнения:

Заряд (Q), накопленный в конденсаторе, является произведением его емкости (C) и приложенного к нему напряжения (V).

Емкость конденсатора всегда должна быть постоянной известной величиной. Таким образом, мы можем регулировать напряжение для увеличения или уменьшения заряда крышки. Больше напряжения означает больше заряда, меньше напряжения … меньше заряда.

Это уравнение также дает нам хороший способ определить значение одного фарада. Один фарад (F) — это способность хранить одну единицу энергии (кулоны) на каждый вольт.

Расчет тока

Мы можем пойти дальше по уравнению заряда / напряжения / емкости, чтобы выяснить, как емкость и напряжение влияют на ток, потому что ток — это скорость потока заряда.Суть отношения конденсатора к напряжению и току такова: величина тока , протекающего через конденсатор , зависит как от емкости, так и от того, как быстро напряжение растет или падает . Если напряжение на конденсаторе быстро растет, через конденсатор будет индуцироваться большой положительный ток. Более медленный рост напряжения на конденсаторе означает меньший ток через него. Если напряжение на конденсаторе стабильное и неизменное, через него не будет проходить ток.

(Это некрасиво и касается вычислений. Это не все, что нужно, пока вы не перейдете к анализу во временной области, разработке фильтров и прочим грубым вещам, поэтому переходите к следующей странице, если вам не нравится это уравнение .) Уравнение для расчета тока через конденсатор:

Часть dV / dt этого уравнения является производной (причудливый способ сказать мгновенной скорости ) напряжения во времени, это эквивалентно тому, как «насколько быстро напряжение растет или падает в этот самый момент».Большой вывод из этого уравнения заключается в том, что если напряжение стабильно, , производная равна нулю, что означает, что ток также равен нулю . Вот почему ток не может течь через конденсатор, поддерживающий постоянное постоянное напряжение.

Типы конденсаторов

Существуют всевозможные типы конденсаторов, каждый из которых имеет определенные особенности и недостатки, которые делают его лучше для одних приложений, чем для других.

При выборе типа конденсатора необходимо учитывать несколько факторов:

• Размер — Размер как по физическому объему, так и по емкости.Нередко конденсатор является самым большим компонентом в цепи. Также они могут быть очень маленькими. Для большей емкости обычно требуется конденсатор большего размера.
• Максимальное напряжение — Каждый конденсатор рассчитан на максимальное падение напряжения на нем. Некоторые конденсаторы могут быть рассчитаны на 1,5 В, другие — на 100 В. Превышение максимального напряжения обычно приводит к разрушению конденсатора.
• Ток утечки — Конденсаторы не идеальны.Каждая крышка склонна пропускать небольшое количество тока через диэлектрик от одного вывода к другому. Эта крошечная потеря тока (обычно наноампер или меньше) называется утечкой. Утечка заставляет энергию, накопленную в конденсаторе, медленно, но верно уходить.
• Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) — Выводы конденсатора не на 100% проводящие, они всегда будут иметь крошечное сопротивление (обычно менее 0,01 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда через колпачок проходит большой ток, вызывая потери тепла и мощности.
• Допуск — Конденсаторы также не могут иметь точную, точную емкость. Каждая крышка будет рассчитана на свою номинальную емкость, но, в зависимости от типа, точное значение может варьироваться от ± 1% до ± 20% от желаемого значения.

Конденсаторы керамические

Наиболее часто используемый и производимый конденсатор — керамический конденсатор. Название происходит от материала, из которого сделан их диэлектрик.

Керамические конденсаторы обычно имеют малый размер и физически, и по емкости .Трудно найти керамический конденсатор больше 10 мкФ. Керамический колпачок для поверхностного монтажа обычно находится в крошечных корпусах 0402 (0,4 мм x 0,2 мм), 0603 (0,6 мм x 0,3 мм) или 0805. Керамические колпачки со сквозными отверстиями обычно выглядят как маленькие (обычно желтые или красные) лампочки с двумя выступающими клеммами.

Две крышки в сквозном радиальном корпусе; конденсатор 22 пФ слева и 0,1 мкФ справа. Посередине — крошечная крышка 0,1 мкФ 0603 для поверхностного монтажа.

По сравнению с не менее популярными электролитическими крышками, керамические конденсаторы являются более близкими к идеальным (гораздо более низкими значениями ESR и токов утечки), но их небольшая емкость может быть ограничивающей.Обычно они также являются наименее дорогим вариантом. Эти колпачки хорошо подходят для высокочастотной связи и развязки.

Электролитический алюминий и тантал