Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zaśpiewajmy pieśń kondensatora!

ghost666 12 Kwi 2017 23:14 4209 6
  • Zaśpiewajmy pieśń kondensatora!
    Większość osób wiedzących trochę o elementach elektronicznych wie, że kondensatory ceramiczne mogą śpiewać na skutek konwersji napięcia na energię mechaniczną. A co z kondensatorami z metalizowanymi?

    Kondensatory, takie jak pokazany na zdjęciu obok, 15 µF typu X2 (do zastosowań z napięciem 250 V) często stosowane są jako filtry sieciowe lub elementy przetwornic napięcia po stronie sieci. Często stosuje się go do "wyciszenia" pracy przetwornic impulsowych itp. Jednakże, jeśli podłączymy taki jak pokazany na zdjęciu kondensator do sieci to usłyszymy przydźwięk o podwojonej częstotliwości sieci energetycznej. Czemu? Kondensator nie grzeje się, nie płonie i nie eksploduje, ale jednak coś jest na rzeczy. No i z pewnością - brzęczący kondensator nie pomoże wyciszyć nam zasilacza, bo nawet gdy umilknie przetwornica, to on nadal będzie nam śpiewał. Dlaczego?

    Jeśli podłączymy taki element do buczącej przetwornicy to istotnie - natężenie dźwięku z niej ucichnie, jednakże do ciszy daleka droga. Co powoduje tego typu efekty? Przyjrzyjmy się najpierw dwom wykresom dotyczącym kondensatorów. Na rysunku 1 zaprezentowano impedancję elementu w funkcji częstotliwości, a na rysunku 2 dopuszczalny prąd płynący przez kondensator, dla różnych częstotliwości

    Zaśpiewajmy pieśń kondensatora!
    Rys.1. Impedancja kondensatora w funkcji częstotliwości: dane interpolowane pomiędzy 10 µF a 30 µF; impedancja zmienia się od 0,5 Ω do 10 Ω w zakresie do 1 kHz do 20 kHz - daleko od częstotliwości rezonansowej kondensatora bliskiej 250 kHz. Dane dla elementu oznaczonego B32926D3156K produkcja TDK.

    Zaśpiewajmy pieśń kondensatora!
    Rys.2. Dopuszczalny prąd zmienny płynący przez kondensator, ekstrapolowany do około 60 Hz, gdzie wynosi 1,5 A. Impedancja elementu przy 60 Hz wynosi 177 Ω, co przy napięciu w sieci równym 240 V daje prąd 1,4 A, co nie pozostawia dużo "zapasu" dla szumów i zakłóceń o wyższej częstotliwości.


    To co na rysunku 2 może być niezrozumiałe, to sposób określania tego prądu - producent nie podaje wprost czy odnosi się on do całkowitego prądu płynącego przez element czy tylko składowej o danej częstotliwości, a realny prąd wynika z przecałkowania wszystkich prądów po częstotliwości. Aby dokładniej to zrozumieć możemy zajrzeć do noty aplikacyjnej tych kondensatorów, która także wyjaśni nam skąd bierze się hałas podczas pracy kondensatorów z napięciem zmiennym.

    Jak czytamy w nocie aplikacyjnej:
    Cytat:
    Podczas pracy z prądem zmiennych kondensatory filmowe wytwarzają dźwięk na skutek wibracji mechanicznych warstw pod wpływem sił Kulomba pomiędzy elektrodami o odmiennej polaryzacji. Dźwięk ten staje się tym głośniejszy, im więcej w płynącym prądzie jest zniekształceń i/lub częstotliwości harmonicznych.

    Brzęczenie kondensatora nie wpływa w żaden sposób na ich niezawodność, charakterystyki elektryczne itp


    Biorąc pod uwagę, że jeden kondensator jest w stanie odrobinę wyciszyć przetwornicę, umieszczenie kilku na wejściu, połączonych ze sobą równolegle, powinno dać jeszcze lepszy rezultat. Nie ma co martwić się, że zwiększy to zużycie prądu przez urządzenie, ponieważ jak wiemy, obciążenie pojemnościowe w teorii nie powoduje poboru mocy z sieci energetycznej...

    Źródło: http://www.edn.com/electronics-blogs/benchtalk/4458235/I-Sing-the-Capacitor-Electric

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9294 postów o ocenie 6878, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • #2
    Trzyzet
    Poziom 20  
    Pamiętam ze szkoły że podobne zjawisko słyszeliśmy we wzmacniaczu radiowęzłowym. Słyszeliśmy wszystkie wysokie częstotliwości z tego co puszczaliśmy. Do tej pory zastanawiam się czy coś skopanego było we wzmacniaczu czy były to właśnie kondensatory.
  • #3
    KJ
    Poziom 31  
    Takie zjawisko jest bardzo wyraźnie słyszalne w okolicy kondensatora rezonansowego cewek tesli typu DRSSTC - prądy impulsowe w kondensatorach są tam ogromne - 1000A i więcej (tak jest właściwa liczba zer ;) ) "bzyczenie" kondensatorów w takim układzie wyraźnie słychać, do tego dochodzą drgania wszystkich elementów przewodzących obwodu rezonansowego. Przy pierwszym uruchomieniu miałem niezłą rozkminę skąd ten dźwięk się bierze ostatecznie doszedłem do wniosku ze z kondensatorów ;)
  • #4
    Krzysztof Kamienski
    Poziom 43  
    A o głośnikach kondensatorowych wysokotonowych słyszało Koleżeństwo ? Znane w już w latach trzydziestych XX w. :D
  • #5
    KJ
    Poziom 31  
    O kondensatorowych nie :D natomiast o piezoelektrycznych coś tam kiedyś słyszałem - też w sumie pojemność i budowa podobna do kondensatora tylko dielektryk z piezo ceramiki...
  • #6
    jprzedworski
    Specjalista Sieci, Internet
    Głośniki "kondensatorowe" czyli elektrostatyczne to dość stary, ale bardzo dobry wynalazek.
    Kiedyś było takie radio z NRD Undine. Tam był głośnik wysokotonowy - moim zdaniem pojemnościowy. Membrana była ze złotej folii. Odpowiednio cienka folia ze złota jest nieco przezroczysta, prześwituje na zielono - tak było w tym głośniku.
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic60398.html
    A i obecnie nadal można takie konstrukcje spotkać w drogich kolumnach i słuchawkach:
    https://stereolife.pl/sprzet/slownik/1010-glosnik-elektrostatyczny
    http://www.polpak.com.pl/downloads/Elektrostatyczne_PL_09-20161474028421.pdf
    http://www.audiofanatyk.pl/tag/sluchawki-elektrostatyczne/
  • #7
    PPK
    Poziom 26  
    Większość kryształów naturalnych, cechuje się swoistym niepowtarzalnym "śpiewem", pod wpływem nacisku mechanicznego. Należy tylko poeksperymentować z miejscem naklejenia folii (elektrod).