Πυκνωτές-Capacitors. q=cu C=ε 0 (S/d) παράλληλες επιφάνειες Εµβαδού S απόστασης d ε 0 =8, C/Vm διηλεκτρική σταθερά κενού

Πυκνωτές-Capacitors q=cu C=ε 0 (S/d) παράλληλες επιφάνειες Εµβαδού S απόστασης d ε 0 =8,855 10-12 C/Vm διηλεκτρική σταθερά κενού 1

Capacitors 2

Πυκνωτής µε διηλεκτρικό Εισαγωγή µονωτικού υλικού (διηλεκτρικό) C=ε C 0 ε σχετική διηλεκτρική σταθερά (relative dielectric constant) 3

ιηλεκτρικά 4

ιηλεκτρικά 5

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε Συχνότητα (χαρακτηριστική διασποράς-dispersion διηλεκτρικού) 1)Μη πολικά διηλεκτρικά (α. Teflon, β. Πολυστυρένιο γ.πολυδιχλωροστυρένιο) 2) Πολικά διηλεκτρικά 7

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε Θερµοκρασία (α) µη πολικά µόρια, (β) παραφίνη γ(α) πολυστυρένιο, γ(β)χλωριούχο διφαινύλιο, γ(γ) NaCl γ(δ) πορσελάνη TCε=1/ε(dε/dT) Θερµοκρασιακός συντελεστήςδιηλεκτρικής σταθεράς 8

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε Πίεση Μεταβολή ε ύδατος µε πίεση Στους πυκνωτές µε υγρό διηλεκτρικό η υδροστατκή πίεση επηρεάζει την ε, αισθητήρας 9

Παράγοντες που επηρεάζουν την ε Υγρασία Λόγω της µεγάλης διηλεκτρικής σταθερά του ύδατος (αισθητήρας υγρασίας) 10

ιάτρηση ιηλεκτρικού Υγρό, αέριο διηλεκτρικό αποκατάσταση, στερεό δηµιουργία οπών Με τήξη του διηλεκτρικού και συχνά βραχυκύκλωση οπλισµών Ητάση διάτρησης εξαρτάται από το πάχος του διηλεκτρικού, θερµοκρασία, Συχνότητα, διάρκεια έκθεσης σε ηλεκ. πεδίο (γήρανση) E BR =U BR /d (kv/m) 11

ιηλεκτρικά υλικά (passive p15-16) 1. Χαρτί (σπάνιοι) ε 2,2-5,2, 50kV/m 2. 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/m 4. Ανόργανα φίλµ 10-27 600-1000 kv/m 5. Γυαλί ε 5-7 (200 C) 6. Κεραµικά (ε 6-16000) 12

Κατηγορίες πυκνωτών µε διηλεκτρικό 13

Πυκνωτές φίλµ 14

Κεραµικοί πυκνωτές 24

Schematic construction of a multilayer capacitor with 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] 35

Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές 36

Σύγκριση τύπων πυκνωτών 42

Σύγκριση τύπων πυκνωτών 43

Προρυθµιζόµενοι πυκνωτές (trimmer capacitors) 44

Χαρακτηριστικά µεγέθη πυκνωτή Rs (ESR) µέτρο κατανάλωσης ισχύος µε µορφή θερµότητας στον πυκνωτή L αυτεπαγωγή από ακροδέκτες και οπλισµούς 45

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 TC C =1/C(dC/dT) C/C20 57

Μεταβολή χωρητικότητας µε συχνότητα 59

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 60

Τάσεις Λειτουργίας Επιτρεπόµενη εναλλασσόµενη τάση Urms (Ελαττώνεται µε την συχνότητα) 62

Ηλεκτρονικές παρεµβολές 63

The frequency characteristics of passive components Film and electrolytic capacitors have layers of material wound around each other, which creates a parasitic inductance. Self-inductance effects of ceramic capacitors are much smaller, giving them a higher operating frequency. There is also some leakage current from plate to plate R P, which appears as a resistance in parallel with the capacitor. The most important parasitic component in a capacitor is the equivalent series resistance (ESR). It is due to resistance within the plates and electrolyte of an electrolytic capacitor. Capacitors used for decoupling should be low ESR types, as any series resistance limits the effectiveness of the capacitor for ripple and noise rejection. Elevated temperatures severely increase ESR and can be permanently destructive to capacitors. 66

The frequency characteristics of passive 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 capacitance can produce resonant circuits. 67

The frequency characteristics of passive components 68