Какой конденсатор надо для шуруповерта: Какой конденсатор надо для шуруповерта

Содержание

Какой конденсатор надо для шуруповерта

Знакомый попросил собрать внешний блок питания для шурупоповёрта. Вместе с шуруповёртом (рис.1) принес трансформатор питания от старого советского выжигателя-гравёра «Орнамент-1» (рис.2) – посмотреть, нельзя ли его использовать?

Сначала, конечно, разобрали аккумуляторный отсек, посмотрели на «банки» (рис.3 и рис.4). Проверили зарядным устройством на работоспособность каждую «банку» несколькими циклами заряда-разряда – из 10 штук только 1 хорошая и 3 более-менее нормальные, а остальные совсем «сдохли». Значит, точно придётся делать внешний блок питания.

Чтобы собирать блок питания, надо знать какой ток потребляет шуруповёрт при работе. Подключив его к лабораторному источнику, узнаём, что двигатель начинает вращаться при 3,5 В, а при 5-6 В появляется приличная мощность на валу. Если нажать пусковую кнопку при подаче на него 12 В, срабатывает защита у блока питания – значит, ток потребления превышает 4 А (защита настроена на это значение). Если шуруповёрт запустить на низком напряжении, а потом его повысить до 12 В – работает нормально, ток потребления около 2 А, но в тот момент, когда вкручиваемый шуруп входит наполовину в доску, защита у блока питания опять срабатывает.

Чтобы посмотреть полную картину потребляемых токов, шуруповёрт подключили к автомобильному аккумулятору, поставив в разрыв плюсового провода резистор сопротивлением 0,1 Ом (рис.5). Напряжение падения с него подавали в компьютерную звуковую карту с открытым входом, для просмотра использовали программу SpectraPLUS. Получившийся график показан на рисунке 6.

Первый импульс слева – пусковой при включении. Видно, что максимальное значение достигает 1,8 В и это говорит о протекающем токе 18 А (I=U/R). Затем, по мере набора двигателем оборотов, ток падает до 2 А. В средине второй секунды головка шуруповёрта зажимается рукой до срабатывания «трещётки» – ток в это время возрастает примерно до 17 А, затем падает до 10-11 А. В конце 3-ей секунды пусковая кнопка отпущена. Получается, что для работы шуруповёрта требуется блок питания с возможностью отдавать мощность 200 Вт и ток до 20 А. Но, учитывая, что на аккумуляторном отсеке написано, что он на 1,3 А/ч (

рис.7), то, скорее всего, всё не так плохо, как кажется на первый взгляд.

Вскрываем блок питания выжигателя, меряем выходные напряжения. Максимальное – около 8,2 В. Мало, конечно. Учитывая падение напряжения на диодах выпрямителя, выходное напряжение на фильтрующем конденсаторе будет около 10-11 В. Но деваться некуда, пробуем собрать схему по рисунку 8. Диоды использованы марки КД2998В (Imax=30 А, Umax=25 В). Крепление диодов VD1-VD4 выполнено навесным монтажом на лепестках контактных гнёзд выжигателя (рис.9 и рис.10). В качестве конденсатора большой ёмкости использовано параллельное включение 19-ти штук меньшей ёмкости. Вся «батарея» обмотана малярным скотчем и конденсаторы подобраны таких размеров, чтобы вся связка с лёгким усилием входила в аккумуляторный отсек шуруповёрта (

рис.11 и рис.12).

В выжигателе очень неудобно стоит предохранительная колодка, поэтому она была убрана, а предохранитель подпаян «напрямую» между одним из проводов 220 В и выводом помехоподавляющего конденсатора С1 (рис.13). При закрывании корпуса сетевой провод туго обжимается проходным резиновым кольцом и это не позволяет проводу болтается внутри при изгибании его снаружи.

Проверка работоспособности шурупововёрта показала, что всё работает нормально, трансформатор после получасового сверления и закручивания саморезов нагревается примерно до 50 градусов по Цельсию, диоды нагреваются до такой же температуры и в радиаторах не нуждаются. Шуруповёрт с таким блоком питания имеет меньшую мощность в сравнении с запиткой его от автомобильного аккумулятора, но это понятно – напряжение на конденсаторах не превышает 10,1 В, а во время увеличения нагрузки на валу ещё дополнительно уменьшается. Кстати, прилично «теряется» на питающем проводе длиной около 2 метров, даже применяя его сечением 1,77 кв.мм. Для проверки падения на проводе была собрана схема по

рисунку 14, в ней контролировалось напряжение на конденсаторах и напряжение падения на одном проводнике питающего провода. Результаты в виде графиков при разных нагрузках показаны на рисунке 15. Здесь в левом канале – напряжение на конденсаторах, в правом – падение на «минусовом» проводе, идущем от выпрямительного моста к конденсаторам. Видно, что во время остановки головки шуруповёрта рукой, напряжение питания просаживается до уровней ниже 5 В. На шнуре питания при этом падает примерно 2,5 В (2 раза по 1,25 В), ток носит импульсный характер и связан с работой выпрямительного моста (рис.16). Замена шнура питания на другой, с сечением около 3 кв.мм привела к повышению нагрева диодов и трансформатора, поэтому вернули назад старый провод.

Посмотрели ток в цепи между конденсаторами и самим шуруповёртом, собрав схему по рисунку 17. Получившийся график – на рисунке 18, «лохматость» – это пульсации 100 Гц (то же, что и на предыдущих двух рисунках). Видно, что пусковой импульс превышает значение 20 А – скорее всего, это связано с меньшим внутренним сопротивлением источника питания за счёт использования параллельного включения конденсаторов.

В конце замеров посмотрели ток через диодный мост, включив между ним и одним из выводов вторичной обмотки резистор 0,1 Ом. График на рис.19 показывает, что при торможении двигателя ток достигает значения 20 А. На рис.20 – растянутый по времени участок с максимальными токами.

В результате, пока решили поработать с шуруповёртом с описанным блоком питания, если же будет "не хватать мощности", то придётся искать более мощный трансформатор и ставить диоды на радиаторы или менять на другие.

И, конечно же, не стоит воспринимать этот текст как догму – абсолютно нет никаких препятствий для изготовления БП по любой другой схеме. Например, трансформатор можно заменить на ТС-180, ТСА-270, или можно попробовать запитать шуруповёрт от компьютерного импульсного БП, но, скорее всего, понадобится проверка возможности отдачи цепи +12 В тока 25-30 А.

Незаменимым помощником в работе является шуруповёрт. Применение его эффективно не только в домашнем хозяйстве, но и в профессиональной деятельности. В настоящее время трудно представить проведение ремонтных и отделочных работ без этого универсального электроинструмента. Шуруповёрт может работать в любом месте, независимо от наличия питающей электрической сети. Но аккумуляторная батарея (АКБ) электроинструментов имеет свойство разряжаться, а количество циклов заряда ограничено. В среднем аккумулятор живёт около трёх лет, а потом приходится его менять, поэтому народные умельцы стали переделывать питание на сетевой вариант.

Нужна ли переделка шуруповёрта

Когда аккумуляторная батарея перестаёт держать заряд, незаменимый механический помощник превращается в бесполезный инструмент. Купить другую батарею невыгодно, ведь стоимость аккумулятора порой может достигать до 50% цены нового инструмента. Поэтому каждый рачительный хозяин начинает задумываться над вопросом переделки шуруповёрта на питание от сети.

Можно попробовать восстановить характеристики батареи, но это будет временное решение. Всё равно в дальнейшем устройство будет быстро разряжаться. Переделка на питание шуруповёрта от сети 220 В своими руками является оптимальным вариантом восстановления работоспособности оборудования. Что даёт такое решение:

  • устройство может полноценно работать дальше;
  • нет необходимости использовать требующие заряда батареи;
  • крутящий момент оборудования не зависит от состояния заряда аккумулятора.

Недостатком можно назвать только зависимость от длины сетевого шнура и наличия источника электрического питания.

Мобильность устройства

При переводе аккумуляторного оборудования на питание от электросети теряется одно из главных отличительных свойств — мобильность. Поэтому, если решили произвести переделку питания шуруповёрта, нужно точно определить, какое устройство в дальнейшем вы хотите использовать в работе.

Существует две концепции, как оборудование аккумуляторного типа переделать в сетевое:

  1. Блок питания (БП) будет внешним. Такой вариант исполнения предусматривает наличие отдельного устройства. Но пусть вас это не пугает, даже тяжёлый и крупный выпрямитель может просто находиться возле питающей розетки. Всё равно вы будете ограничены длиной кабеля питания или к розетке, или к питающему блоку. Согласно закону Ома, снижение напряжения при одинаковой мощности увеличивает силу тока. Поэтому шнур питания устройства на 12—19 вольт должен иметь сечение большее, чем сетевой кабель на 220 вольт.
  2. Блок питания вмонтирован в корпус аккумулятора
    . В таком устройстве мобильность почти полностью сохраняется, только длина сетевого кабеля может ограничить передвижение оператора. Одна проблема может возникнуть при необходимости установить трансформатор большой мощности в корпус батареи шуруповёрта. Но современная радиотехническая промышленность позволяет решить эту задачу, на рынках радиоаппаратуры существует большое количество компактных выпрямителей.

Каждый из способов находит сторонников, так как обладает определённым набором характеристик.

Варианты изготовления блока питания

Существует несколько вариантов, как переоборудовать шуруповёрт для работы от электросети. Задача заключается в том, чтобы запитать электродвигатель устройства с помощью промежуточного источника.

Используем зарядку от ноутбука

Изготовить блок питания 12 В для шуруповёрта своими руками можно, даже не обладая техническими знаниями. Следует только найти ненужное зарядное устройство от ноутбука, которое имеет технические характеристики, сходные с параметрами для питания шуруповёрта. Главное, чтобы выходное напряжение соответствовало искомому (12—14 вольт).

Для достижения заданной цели необходимо сначала аккумуляторную батарею разобрать и удалить оттуда неисправные элементы. Затем следуют такие манипуляции:

  1. Берём зарядное устройство от ноутбука.
  2. Отрезаем выходной разъём, оголяем и производим лужение концов проводов.
  3. Зачищенные провода припаиваем к входным проводам батареи.
  4. Изолируем места пайки, чтобы избежать короткого замыкания.
  5. Делаем в корпусе отверстие, чтобы не пережать провод, и производим сборку конструкции.

Основа — блок питания от компьютера

Для изготовления такого устройства понадобится блок от персонального компьютера формата А. Т. Найти его несложно, это старая модель питающего устройства, которую легко купить на любом рынке радиодеталей. Важно знать, что применять можно блок мощностью 300—350 Вт с током в цепи питания 12 В не ниже 16 А.

Именно блоки формата АТ соответствуют таким параметрам. На корпусе этого устройства находится кнопка включения питания, что очень удобно при работе. Внутри установлен вентилятор охлаждения и смонтирована схема защиты от перегрузок.

Порядок проведения переустройства блока:

  1. Снимаем крышку корпуса Б. П. Внутри увидим плату с множеством проводов, идущих к разъёмам, а также вентилятор.
  2. Следующим шагом необходимо отключить защиту от включения. Находим на квадратном большом разъёме зелёный провод.
  3. Соединяем этот провод с чёрным из этого же разъёма. Можно сделать перемычку из другого кусочка провода, а можно просто его коротко обрезать и оставить в корпусе.

Затем в пучке выходов находим меньший разъём (MOLEX) и проделываем с ним следующие операции:

  1. Оставляем чёрный и жёлтый провода, а два других коротко обрезаем.
  2. Для удобства расположения БП при работе припаиваем к чёрному и жёлтому проводам удлинитель.
  3. Второй конец удлинителя прикрепляем к контактам пустого батарейного отсека. Сделать это нужно методом пайки, можно сделать хорошую скрутку, при этом необходимо строго соблюдать полярность.
  4. Проделываем отверстие в корпусе, чтобы не пережать при сборке провод. Устройство готово.

Если появилось желание облагородить вашу конструкцию, т. е. спрятать её в другой корпус, просверлите отверстия для притока воздуха, чтобы исключить перегрев БП.

Питание из зарядного устройства автомобиля

Имея зарядку для автомобильного аккумулятора, довольно просто сделать устройство для питания шуруповёрта. Чтобы произвести переделку, потребуется всего лишь соединить силовые клеммы выхода зарядного устройства с питанием электромотора.

Если имеется прибор для зарядки с плавной регулировкой выходного напряжения, то можно его использовать как блок питания 18 вольт для шуруповёрта.

Сетевой блок, встроенный в АКБ

Работы по модернизации питания нужно начинать с приобретения готового блока с соответствующими габаритами и характеристиками. Самое простое решение — сходить на радиотехнический рынок и подобрать подходящее по параметрам устройство.

Затем нужно аккуратно полностью отсоединить все детали от корпуса. Расположить элементы в корпусе от АКБ шуруповёрта и закрепить их внутри, при этом, если возникает необходимость, нужно удлинить соединения между трансформатором и платой управления. Желательно эти два основных узла разместить с зазором, чтобы не допускать перегрева их во время работы при высокой нагрузке.

Не помешает закрепить на управляющей микросхеме радиатор охлаждения. Определить, какие детали будут нуждаться в охлаждении, можно практическим методом. Для этого необходимо поработать шуруповёртом некоторое время, после чего отключить его от сети и потрогать детали на плате. Сразу станет понятно, какой элемент нагревается сильнее. В корпусе блока просверливаем несколько отверстий для поступления воздуха.

Если вы обладаете знаниями в области радиотехники и умеете работать с паяльником, то можно сделать такое устройство самостоятельно. С принципиальными электрическими схемами питающих устройств можно ознакомиться на многих сайтах интернета. И, конечно, вы сами можете решить задачу компоновки устройства согласно вашим пожеланиям.

Автономное питание шуруповёрта

Работы ручным инструментом можно производить и в здании, где нет электричества. В таких случаях устройство подключается к аккумулятору автомобиля или к любому другому устройству питания, подходящему по параметрам для работы шуруповёрта.

Для подключения автомобильного аккумулятора необходимо взять провода с зажимами «крокодил», оголить один конец и припаять напрямую к контактам электродвигателя инструмента. Второй конец зажимом прикрепляется на клеммы аккумулятора с соблюдением полярности.

Принцип подключения переносного аккумулятора аналогичен автомобильному устройству. Только на концы проводов устанавливаются медные зажимные клеммы, подходящие для крепления.

Электрический инструмент служит намного дольше аккумуляторного. Поэтому не стоит выбрасывать шуруповёрт, если элементы питания отработали свой ресурс. Хозяйственный мужчина сможет переоборудовать свой электроинструмент на питание от сети, тем самым продлив его жизнь.

Аккумуляторные шуруповёрты обеспечивают мобильность и свободу движения при выполнении различных работ. Однако распространённая проблема всех питающих батарей – это снижение эффективности со временем. Через определённое количество циклов они начинают хуже держать заряд или вовсе выходят из строя. Часто это становится причиной покупки нового дорогостоящего инструмента. Опытные мастера рекомендуют сделать блок питания для шуруповёрта, что позволит использовать его неограниченно на полной мощности.

Любой современный шуруповёрт имеет достаточно простую конструкцию. Он состоит из нескольких основных элементов, присутствующих в каждой модели:

  • электродвигатель,
  • аккумуляторная батарея,
  • клавиша запуска,
  • регулятор усилия,
  • регулятор скорости вращения,
  • планетарный редуктор,
  • рычаг изменения направления движения.

Аккумулятор можно переделать в блок питания, чтобы инструмент работал от сети

Для предстоящей переделки имеют значение только первые три элемента – двигатель, аккумулятор и кнопка пуска, а остальные не будут затрагиваться никаким образом. Задача заключается в том, чтобы переделать аккумулятор в блок питания для работы от обычной электросети. Батареи являются наиболее дорогим элементом – они занимают до 75% общей стоимости инструмента, так что такое решение оправдано.

Сначала необходимо учесть размеры корпуса инструмента, чтобы новый элемент поместился внутрь. Сетевой блок можно разместить в корпусе самого шуруповёрта или в корпусе батареи в зависимости от конкретной модели. Габариты внешне определить сложно, поэтому желательно открыть его и изъять все внутренние компоненты. Если корпус склеен по швам, то необходимо ножом аккуратно разделить его. Чаще всего он крепится только на небольшие шурупы. Основные действия на предварительном этапе:

  1. 1. Внимательно изучаем размеры и ищем место для установки нового компонента.
  2. 2. Находим маркировку с указанием напряжения питания (запоминаем его).
  3. 3. Вычисляем требуемую силу тока.

Последний пункт вызывает трудности, потому что производители обычно не пишут этот параметр. Для вычисления нужно мощность (полную электрическую нагрузку) в ваттах разделить на напряжение электрической цепи в вольтах. Вычисление можно сделать на глаз по ёмкости и времени заряда.

Создавая новый элемент, необходимо учесть размеры корпуса, чтобы он поместился внутрь

Если первое значение составляет 1,2 А/ч, а второе 2,5 часа, то сила тока (А) будет равна примерно среднему значению, т. е. около 1,9 А.

При некорректной оценке можно потратить много сил и времени на создание блока питания, но не получить желаемого результата.

Дальше понадобится узнать следующее:

  • размеры,
  • минимальная требуемая сила тока,
  • требуемое для работы напряжение для питания электродвигателя.

Большой популярностью пользуются импульсные сетевые блоки, потому что они легче и меньше трансформаторных. Нужно учитывать, что на дешёвых китайских моделях обычно пишут завышенные характеристики. Старые блоки советского образца подходят для переделки, но у них большой вес и низкий КПД. Найти нужные компоненты можно в специализированных магазинах или на рынках с товарами для радиолюбителей. Просто сообщите продавцу требуемые технические параметры.

К этому моменту корпус уже должен быть открыт, поэтому можно приступать к переделыванию бокса, в котором до этого располагалась АКБ. Последовательность действий будет следующая:

  1. 1. Отделить от вилки шнур с выводами (необходимо воспользоваться паяльником).
  2. 2. Разместить "голый" сетевой блок питания на место бывшей аккумуляторной батареи.
  3. 3. Подвести шнур для питания к БП через специальное отверстие в корпусе.
  4. 4. Припаять шнур к БП.

Основная задача сводится к перепаиванию проводов от контактов, которые соединяются с аккумуляторной батареей, к контактам нового блока питания. В итоге ток пойдёт сразу на них, позволяя запускать мотор при нажатии кнопки.

Выход блока соединяется клеммами с обязательным соблюдением полярности. Вся эта конструкция должна уместиться на месте бывшего аккумулятора, который теперь уже не нужен. Если что-то не сходится по размерам, тогда лучше встроить новое гнездо в рукоятку инструмента.

Обязательное условие – это подключение блока питания параллельно питающим выводам, а в разрыве провода на плюс установить специальный диод. Если этого не сделать, то питание во время работы может пойти на батарею. Диод в свою очередь встраивается в схему минусом в сторону электродвигателя инструмента.

Вы можете сделать блок питания для шуруповёрта своими руками, а можете купить готовый вариант на блошином рынке. Народные умельцы предлагают БП с уже подсоединёнными разъёмами, которые вставляются в гнездо АКБ. После этого инструмент начинает работать от сети.

При отсутствии под рукой розетки можно воспользоваться автомобильной аккумуляторной батареей. В этом случае необходимо соединить контакты шуруповёрта с контактами АКБ, используя специальные зажимы. Однако такой вариант рекомендуется использовать только в крайнем случае, так как мощности автомобильной батареи недостаточно. Обычно выдаваемое напряжение не превышает 11–12В, а чтобы работать шуруповёртом требуется не менее 18–19В.

Многие используют для подключения инструмента компьютерные блоки питания

Распространённый вариант среди радиолюбителей – это элементы АТ-типа, используемые для питания компьютеров. Плюсом является то, что к таким устройствам прилагается подробная спецификация, поэтому не придётся самостоятельно высчитывать силу тока и другие параметры. Внутри него имеется всё необходимое для стабильной работы: диодная сборка, трансформаторы, силовые транзисторы. Остаётся только правильно подключить его к питающим контактам шуруповёрта.

Наиболее эстетичный вариант – это подключение электроинструмента напрямую к сети при помощи вилки на гибком кабеле. Однако провод нельзя напрямую подвести от контактов к вилке. Чтобы сделать функциональный и безопасный сетевой прибор, потребуется отдельный БП или трансформатор с выпрямителем. В данном случае подойдёт любая модель, если её характеристики соответствуют требуемым параметрам. Такой способ сборки больше подходит для опытных мастеров, потому что нужно точно рассчитать количество витков и диаметр проволоки.

Если хочется сохранить удобство и мобильность, тогда подойдёт увеличение ёмкости аккумулятора. Необходимо найти батарею от любой техники, например, ноутбука. Обычно они достаточно мощные и способны поддерживать работоспособность на протяжении нескольких часов.

Выполняем следующие действия:

  1. 1. Разбираем корпус устройства, извлекаем батарею.
  2. 2. Соединяем проводку новой батареи со старой, строго соблюдая полярность.
  3. 3. Скрепляем провода с помощью изолирующей ленты или спаиваем паяльником.
  4. 4. Включаем электроинструмент, проверяем его работоспособность.

Кабель для зарядки устройства нужно подводить отдельно, поэтому нужно прикрепить штекер. Если всё соблюдено правильно, то шуруповёрт сможет работать от АКБ, а заряжать его можно как обычный ноутбук, воткнув вилку в сеть.

Вне зависимости от выбранного способа нужно помнить, что характеристики устройства поменялись. При работе от сети максимальный крутящий момент достигается не сразу, а через некоторое время. Увеличившаяся мощность приводит к быстрому нагреванию, поэтому следует каждые 15–20 минут давать небольшой отдых. При эксплуатации переделанного инструмента не стоит забывать о технике безопасности, поэтому обязательным условием является качественная изоляция и заземление.

Из-за нарушенной герметичности корпуса увеличивается интенсивность загрязнения, поэтому следует регулярно прочищать его от пыли. Внутрь также может попасть влага, особенно при работе на открытом воздухе. Соблюдение простых правил защитит от неприятных происшествий и существенно продлит срок службы электрического инструмента.

Изготовление БП на базе аккумуляторного отсека шуруповерта / Песочница / Хабр

Исходные данные

Имеем в наличии два китайских аккумуляторных шуруповерта. Аккумуляторный отсек присутствует только у одного из них; да и тот, за давностью лет, к сожалению, перестал держать заряд. Покупать новый аккумуляторный отсек или заменять аккумуляторы не представлялось экономически целесообразным ввиду того, что стоимость его стоимость зачастую сравнима со стоимостью нового аналогичного шуруповерта.

Результат выполненных работ

Пришедшая в негодность внутренность аккумуляторного отсека




Задача

Сделать модернизацию аккумуляторного блока для получения удобного в пользовании БП от сетевого напряжения с небольшими финансовыми затратами. В итоге вышло порядка 7 долларов, так как многое было в наличии.


Изготовление БП

Перечень использованных элементов:

  • Понижающий трансформатор 220/12 (был в наличии)
  • Диодный мост КВРС 2510 (1,5 доллара)
  • Регулируемый стабилизатор напряжения 20А (3 доллара)
  • Конденсатор 10000мкФ/25В (1 доллар)
  • Два диода (были в наличии)
  • Сетевые разъемы 4 штуки (1 доллар)
  • Вентилятор 12В (был в наличии)
  • Радиатор (был в наличии)







Перечень необходимых инструментов, помимо стандартных:

  • Строительный фен с регулировкой температуры — для выдавливания нужной формы пластмассового корпуса
  • Мини-дрель гравер — для шлифовки и доводки отверстий под штекера
  • Паяльник 100Вт — для правки пластмассы
  • Три струбцины для выдавливания



Последовательность работ:

Делаем отверстия под штека




Для этого используем мощный паяльник 100Вт. Пластик хорошо плавится. Остатки удаляем круглогубцами и до необходимой формы отверстия дорабатываем мини-дрелью с необходимыми насадками.

Аналогичным образом делаем отверстия для оставшихся двух штекеров.

Монтаж трансформатора

Ввиду того, что имеющийся в наличии трансформатор, немного (на 4 мм) не входил в аккумуляторный отсек, то было решено увеличить последний путем выдавливания при нагревании пластмассы. ABS-пластик заметно размягчается после 100 градусов по Цельсию.

Закрепляем блок вместе с трансформатором с помощью трех струбцин и остатков ДСП. Постепенно подогреваем строительным феном пластик и подкручиваем параллельно ручки струбцин. Добиваемся нужной степени выдавливания и даем пластику остыть. После этого снимаем нагрузку.



В результате получаем приемлемую форму блока.


Монтаж и тестирование «электронной начинки»

Схема соединения элементов достаточно проста.

Трансформатор — диодный мост — стабилизатор напряжения — конденсатор.

На транзистор был закреплен радиатор для отвода тепла.
Дополнительно подключен вентилятор для улучшения циркуляции воздуха.
Также впоследствии сделал десяток отверстий в корпусе для улучшения циркуляции воздуха.
Конденсатор был помещен в вертикальную часть блока.
Напряжение на выходе было выставлено 14,4В







Штекера и защита от переполюсовки в корпусах шуруповертов

В проводку внутри шуруповертов был добавлен диод для защиты от переплюсовки.




Финишные фото




Результат

Напряжение питания на выходе БП без нагрузки = 14,4В.
На холостом ходу при подключении одного шуруповерта =12,8В (ток 1,3А)
В рабочем режиме ток приближается к 3А.

На холостом ходу при подключении двух шуруповертов =10,2В

Для использования БП были спаяны три кабеля питания длиной: 2,7 м, 4,9 м, 10,4 м.
Падение напряжения при их использовании соответственно: 0,2В — 0,3В — 0,9В (при холостом ходу, т.е. ток 1,3А)

Температурный режим при работе двух шуруповертов в режиме ХХ в течении трем минут удовлетворительный. Температура поднялась до 55 градусов по Цельсию.

Видео (фотоколлаж), отображающее процесс изготовления:

Видео, отображающее процесс демонстрации работы:

P.S. Есть подозрение, что в посте слишком много фото. Если так и есть — прошу извинить. Первый пост — не совсем понятно в каком объеме нужно все излагать и показывать.

Переделываем шуруповёрт на питание от LI-ion аккумуляторов. Подробный обзор.

Идея данного обзора зрела несколько месяцев назад, но не хватало смелости сделать этот шаг. Это мой первый обзор на муськах, так что прошу поправить меня, если есть ошибки с оформлением. И, конечно же, если мой рассказ оставил какие-то вопросы, то прошу задавать их в комментариях.

Предисловие.

В прошлом году я откопал на работе шуруповёрт Maktec.

Он валялся там минимум лет 8 и так бы это и продолжалось, если бы я не решил навести порядок. Расскажу, что с ним было не так. Кадмиевые аккумуляторы держали заряд около полуминуты. Тогда я подключил его к БП компа и использовал так. Но он жутко вонял и искрил. Как показал разбор, щётки стёрлись просто в ноль! Купил новый движок за 500р., выпрессовал ведущую шестерню с помощью приспособы из профильной трубы и запрессовал тисками. На этом этапе всё было прекрасно. Крутил отлично на обоих скоростях и ронял в защиту БП компа своим зверским аппетитом (около 12 А в момент остановки патрона). Здесь я хочу объяснить, зачем вообще надо было браться за это старьё. А всё потому, что я увидел на шурике магическую надпись «Made in Japan»! После разборки я увидел чёрные стенки от искрящего двигателя и на этом плохое заканчивается. Редуктор в идеальном состоянии, полностью железный, конечно же. Даже патрон, чтоб его, не люфтит! Поэтому, было решено его восстановить.

Первая версия батареи.


Начал я с того, что купил на али вот такой BMS 4S 40a, с балансиром. Обошлось около 140р. У меня на тот момент были аккумуляторы Sanyo, купленные новыми, но за ненадобностью хранившиеся в холодильнике в полузаряженном состоянии около 2-х лет (просто я их купил в фонарики, а потом неожиданно разжился батареями от ноутов). Остаточная ёмкость их была 2А*ч. (новые 2,4). Вставил аккумы в холдер с хорошими контактами, всё подключил толстым проводом 1,5мм и в таком состоянии стал пользоваться.



Тогда же я ещё сделал индикатор заряженности батареи вот на такой плате. Плата очень удобная! Тонкая, позволила очень хорошо разместить её в батарейном отсеке. Чтобы лучше просвечивали диоды через красный пластик, я перепаял диоды на плате и поставил красные, корпусные, чтобы разнести их по шире (а то получалось одно большое световое пятно).


Внизу батарейного отсека сделал плоскую кнопку, которая не нажимается случайно, но очень удобно ощущается пальцем. Она и включает плату индикации.





В таком виде я работал шуриком около полугода. Плата защиты срабатывала и вырубала двигатель при перегрузке. Но через некоторое время такая работа меня достала. Батареи надо было поддерживать постоянно заряженными, а то при половинчатом заряде сработка по перегрузке просто не давала нормально работать. И я решил всё переделать.

Улучшенная версия батареи.


Внимательно изучая обзоры ув. Kirich –а я понял, что формат 18650 больше не хочу использовать, из-за его малой ёмкости. Стал примеряться и понял, что в мой миниатюрный корпус должны со скрипом встать батареи формата 21700. Как оказалось, рассчитал я не совсем верно и корпус всё же пришлось допиливать… Конечно же, я не стал брать брендовые, а взял что подешевле. А именно Литокалу с приваренными лепестками. Она мне обошлась в 886р. за 4 штуки. Я беру всё в рублях и сколько она тогда стоила в долларах – сказать не могу. Когда пришли батареи, первым делом решил их испытать. Кстати, обзор на них уже был.
Написано, что долговременный разряд у них 12А и максимальный 20А. Я взял среднее, 15А. Все свои аккумы и БП я тестирую с помощью толстой нихромовой спирали от плитки на 3 кВт. Ток измерял клещами , напряжение контролировал мультиметром . Им же контролировал температуру с помощью термодатчика, прикрученного скотчем в середине батареи.
***
Здесь я сделаю небольшое отступление. Все ссылки, которые я буду указывать в тексте, будут вести на страницу товара, который приобретался мною. Если товара не будет в наличии, по названию всегда можно будет найти такой же у другого продавца. Для разных людей из разных стран цены одного и того же товара могут меняться, меняться стоимость доставки. Поэтому я умышленно не занимался поиском актуальных ссылок.
***
При токе в 12А моя спираль просто перегорела! Пришлось скручивать её в 3 слоя. Тест проходил так: засекал время, контролировал напряжение, до 2,5В под нагрузкой, а ток, который падал по мере падения напряжения, изменял перемещением контакта по спирали. Ток держал в районе 13А в среднем. До последнего не верил, что сможет Литокала удержать такой ток. А вот нифига, держит! При подключении такой мощной нагрузки (до этого с такими токами дел не имел) напряжение просело с 4,2В до примерно 3,95. Сейчас уже не помню, это весной было. В итоге батарея продержалась около 23 минут, что подтверждает ёмкость в 4А*ч. С помощью тестера батарей ZB 206+
я измерил точную ёмкость, с максимальным для прибора током нагрузки 2,6А. Все батареи получились примерно 3,9 А*ч.
Итак, собрал новую батарею, навесным монтажом. Лепестки спаял. Стал испытывать на шурике и … узнал много нового о моей плате балансире. Оказывается, раньше она вырубала мотор из-за того, что напряжение на низкотоковых банках падало ниже 2,5В!!! А сейчас, с нормальными, такого уже не происходило. Транзистры дико грелись, шёл дым, но при блокировке патрона плата не выключала нагрузку. Ток при этом был 50А! И после срабатывала уже другая защита: лепестки аккумов просто распаивались! Всё это задало мне задачку. Помимо этого, плата с балансиром никак не входила вместе с новыми аккумами и её пришлось подпиливать и запихивать в отсек с контактами. Пробовал уменьшить количество транзисторов для уменьшения тока. Но все эти переделки привели к выходу из строя платы и я заказал новую, другую.
Брал за 82р. 5S на распродаже, сразу 3 штуки. Почему 5S – потому что она была почти в 2 раза дешевле всех остальных. А сделать из неё нужную мне 4S — дело нескольких минут пайки в нужных местах перемычек!
Также у этого продавца я взял старую плату защиты, на всякий случай, 4S 40A, но без балансировки. Она намного короче.

Плата балансировки.


Решил в этот раз не класть все яйца в одну корзину и плату балансировки поставил отдельную. Вот такую.
Брал 4S 5 штук, на запас. С мыслью переделать. 4S – потому что получается по цене выгоднее всего. По сути, можно сделать балансировку ЛЮБОЙ батареи, просто подключая нужное количество цепочек и подпаивая плату одна к другой. Как понять, какой ток плата будет балансировать? Очень просто! Напряжение начала балансировки 4,200 В и именно с этого напряжения, с точностью до сотых, если верить моему мультиметру, и начинается балансировка. 4,2 делим на 62 Ом (резистор на плате) и получаем 68 мА. Ха, подумал я, это же мало! И поставил советский резистор на полватта и 27 Ом. Ток получаем 155мА. Как же я был не прав… Что в итоге получилось? Батарея заряжается, (кстати ток зарядки я выбрал 1,5А для 21700, чтобы батарея дольше жила) в конце заряда ток уже доходит до 200мА и тут врубаются мои мощные резисторы! И заряд начинает длиться бесконечно, потому что резисторы отбирают на себя весь ток заряда. Поняв свою ошибку, я поставил такие же обычные резисторы уже на 56 Ом.


В этом варианте батарея заряжалась правильно, тока хватало. Плата балансировки идеально выравнивала все ячейки.
Здесь хочу честно предупредить о поведении Литокалы. Когда, ещё до сборки в батарею, заряжал все вместе, параллельно, чтобы идеально выровнять, с помощью TP5100, а потом оставлял батареи на сутки, то три батареи имели напряжение к примеру 4,19В и лишь одна 4,16В. Это была именно та батарея, которую я жарил 13-ю амперами. Делаю вывод, что стресс-тест не прошёл для неё даром.

Плата защиты.


Плата рассчитана на ток 25А, но внешне выглядит не серьёзно. Как оказалось, всё у неё в порядке с параметрами. Сразу из коробки плата не завелась, как положено. Открывать другие такие же не стал, решил добить эту. Опишу все проблемы. Не срабатывает защита по перегрузке. Отпаял один шунт, стала срабатывать, но с задержкой. Отпаял оба шунта. Работает! Но также, с небольшой задержкой срабатывает защита от перегрузки. На всякий случай вместо шунтов запаял толстую проволоку 2,5мм. Дальше. После сработки защиты плата не выходила в рабочее состояние. Только после того, когда подключишь её к зарядке. Подсмотрел совет в интернете и сделал также. Припаял между P- и B- резистор на 750кОм (у меня было два по 390кОм, в белой термоусадке на фото). И сразу плата стала оживать сама! И последняя, самая непонятная проблема – при резком нажатии на кнопку срабатывала защита. И даже при не очень резком. Почитал, что нужно припаять кондёр. Но это было с другими платами. По моей никаких видео не было. Припаял к керамике на 10мкФ проводки и стал их приставлять ко всем кондёрам на плате. Кстати, некоторые элементы на плате залиты силиконообразной субстанцией и приходилось её отковыривать ножом. Когда я дошёл до четвёртого справа снизу кондёра, шурик стал отлично работать и защита срабатывала только при экстремально резком нажатии на кнопку. Но я пошёл дальше. И когда я просто коснулся левого нижнего кондёра, показанного на фото, плата резко изменила своё поведение и стала работать просто идеально! Любое, самое резкое нажатие и никаких блокировок. Видимо кондёр был недопаян или бракованный. Но я решил не надеяться на авось и выпаял его и впаял на его место свой кондёр на 10мкФ (я просто заказывал такие на али, других не было в наличии под рукой). Кондёр залил теплопроводящим клеем 705, чтобы не шевелился, похоже им же и были залиты детали на плате. Всё, на этом переделка платы BMS была завершена!
Кстати, как можно видеть на фото, для силового «минуса» я сделал отверстие в плате, мне показалось несерьёзно просто припаять провод к дорожке.






Срабатывание защиты на старте

Не восстанавливается после срабатывания защиты

Зарядка.


Я решил оставить родную зарядку. Выбросил из неё силовик, сдул феном все детали, оставил только зарядные клеммы. К ним и подключил всеми известную плату для зарядки батарей алгоритмом CCCV на основе XL4015.
Питал всё народным БП на 24 В 4А.
Как оказалось, даже на 2А он греется, поэтому решил оставить зарядный ток 1,5А. Мне хватит.





Точечная сварка.


Как показал опыт пайки, для таких токов она не годится, опасно. И как раз тогда, когда я ждал новые платы BMS, мои молитвы были услышаны и кто-то выбросил в мусор микроволновку! Я, разумеется, не упустил этот шанс и был первым! Силовик был здоровым, 5кг. Снял его, а остатки унёс обратно. Снять вторичку не составило труда. Пилка по металлу, узкая деревяшка и вторичка была выбита. Разумеется, снял и токоограничительные шунты. У меня от старого сварочного был кабель 25 кв. Намотал его, 3 витка. Напряжение было около 2,9В. Были медные трубки от кондиционеров внутренним диаметром 10мм. Поместил кабель туда и запрессовал молотком. Пробовал жечь гвоздь. Нагревается знатно! Ток был в этот момент 590А. А вот варить не варит. Как я понял – тока мало. Взял все свои старые сварочные провода, снял изоляцию и скрутил 3 кабеля вместе. Сечение получилось, как мне кажется, около 50кв. Может больше. Замотал всё изолентой. Протиснуть получилось только 1,5 витка. Ток какой получился – не знаю. У моих клещей предел 600А. И вот уже на таком кабеле всё получилось! С трудом запрессовал в трубку кабель, конец трубки расплющил. Просверлил отверстие и нарезал резьбу (так захотелось). Взял такую же трубку и запрессовал кусок одножильного провода 16кв, 4мм (на жала для паяльника покупал метровый отрезок). Концы заточил, скруглил. Также отверстие, резьба. А потом электроды и провода стянул винтом с гайкой. Отлично получилось! Но всё-таки это очень неудобно, надо будет какую-то ручку для сварки делать. Здесь возникает главный вопрос: гвозди варить хорошо, а аккумы-то как, без контроля? И тут я выбрал самый дешёвый вариант – контролировать не вторичку, а первичку! Всё очень просто: набор кондёров, реле и всё. Подробно всё рассказано в этом видео.

Спасибо автору за идею! Я правда сделал на одном реле и перекидном выключателе. Неудобно, надо два реле. Ещё осталось сделать педаль и сварочную ручку и будет супер удобно варить. Но раз надо было срочно, то сварил и так. Варит отлично, с мясом выдирается! Выдержку я побольше ставил, на всякий случай. Есть цвета побежалости, но меня всё устроило. Да, самое главное. Аккумы пришли с приваренной лентой 0,15мм. Она ужасно мягкая, тонкая. Не солидно. У меня была метровая лента, купленная 3 года назад. В лоте написано 0,15 мм, а на деле оказалась 0,2мм! Оторвал от аккумов родную сварку, зачистил и приварил свою ленту.


После того, как были проведены полевые испытания, я убедился, что в месте сварки нагрева нет, при блокировке патрона грелись только провода 1,5мм, которые шли к контактам шуруповёрта.
При сборке батареи, чтобы лента не оплавила изоляцию аккумуляторов, проклеивал всё каптоновым скотчем, не жалея.






Батарея в сборе

После всех переделок

Подводя итог, хочу сказать, что я считаю свою версию переделки шуруповёрта на литий правильной. Чтобы потом не было мучительно жаль впустую потраченного времени, материалов и средств — никаких слаботочных аккумуляторов, тонких проводов при сборке батареи, обязательная защита, балансировка и желательно сварка элементов батареи. Не делайте ошибки, учитесь на моих!

Импульсный блок питания для шуруповерта 18 В своими руками

Самое слабое место в бытовых шуруповертах – это аккумулятор. Как любой гальванический элемент, он имеет свой срок эксплуатации. Аккумулятор для шуруповерта служит в среднем 3–4 года, не более, а затем подлежит утилизации. Кстати, утверждения, что при правильном уходе и обслуживании он прослужит 10 лет, явно преувеличены.

Как дать шуруповерту вторую жизнь при вышедшем со строя аккумуляторе?

Импульсный блок питания для шуруповерта 18 В: схема

Выход есть, и он не один. Можно приобрести новую аккумуляторную батарею. Но цена такого устройства может превысить стоимость всего инструмента в целом, купленного несколько лет назад. Поэтому наиболее приемлемым решением будет переоборудование шуруповерта под сетевое напряжение.

Варианты подключения шуруповерта в сеть 220 В

Одним из решений будет создание блока питания своими руками. Существует много вариантов схем создания самодельного блока питания:

  • универсальный вариант;
  • с двухполюсным резистором;
  • с трехполюсным резистором;
  • с усилителем;
  • на стабилитроне и без;
  • на одном фильтре.

Однако зарекомендовали себя как наиболее надежные импульсные модификации.

Комплектующие элементы схемы импульсного блока питания

Сделать импульсный блок питания для ручного инструмента 18 V своими руками совсем несложно. Для этого понадобится:

  1. Выходной конденсатор 5 пФ.
  2. Резистор.
  3. Интегральный преобразователь отрицательной направленности.
  4. Компаратор на две или три обкладки.
  5. Низкоомный выпрямитель.
  6. Канальные фильтры с лучевыми переходниками.
  7. Принципиальная схема импульсного блока питания.

Подключение аккумуляторного шуруповерта к сети 220 В: сетевой адаптер

Привести в движение электропривод шуруповерта от сети напряжением 220 В может сетевой адаптер. Его можно приобрести в готовом виде – цена позволяет. Можно сделать самому. Покупной адаптер нужно вставить в корпус аккумулятора шуруповерта, предварительно вынув батареи. Единственный недостаток – небольшая длина шнура.

Сетевой адаптер для шуруповерта своими руками: материалы

Если есть необходимость сделать сетевой адаптер своими руками, то для этого идеально подойдет зарядка для ноутбука.

Процесс переделки аккумуляторного шуруповерта в сетевой несложный и не занимает много времени. Для этого нужно иметь:

  1. Зарядное устройство от ноутбука.
  2. Шуруповерт с аккумулятором, бывшим в употреблении.
  3. Электрический провод.
  4. Изоленту.
  5. Паяльник и припой.
  6. Кислоту.

Сетевой адаптер для шуруповерта своими руками: пошаговая инструкция

Процесс переделки включает в себя следующие действия:

  • Сначала нужно обязательно померить выходное напряжение на устройстве. Оно должно составлять 19 В.
  • После этого нужно взять аккумулятор и разобрать. Если он скручен винтами, то просто развинтить их, если склеен, то предварительно его необходимо обстучать резиновым молотком. Корпус вычистить от грязи и подготовить к дальнейшей работе, просверлив в нем отверстие для силового кабеля.
  • Теперь нужно отрезать разъем и зачистить провода от изоляции.
  • Аккумуляторную батарею не стоит выбрасывать сразу. Она какое-то время может служить противовесом. Центр тяжести шуруповерта смещен и находится в районе рукоятки. При удалении гальванических элементов его место изменится, и работать с инструментом будет неудобно.
  • К проводам, идущим от клемм аккумулятора, нужно присоединить удлиненный кабель от зарядки ноутбука. Предварительно его необходимо пропустить через подготовленное отверстие в корпусе. Кабель можно припаять или сделать скрутку, заизолировав изолентой.
  • Когда все готово, необходимо все уложить в корпус и проверить полярность. После этого протестировать шуруповерт.

Блок питания для аккумуляторного шуруповерта 18 В на основе электронного трансформатора

Еще одно решение переделки аккумуляторного шуруповерта под сеть 220 в – это использование электронного трансформатора.

Материалы для сборки трансформаторного блока питания

Для этого нужны следующие детали:

  1. Электронный трансформатор ТОШИБА на 105 Вт или Камелион на 200–250 Вт. Последний прибор дополнительно имеет защиту от короткого замыкания.
  2. Ультрабыстрые диоды КД213 или КД 2999, КД 2997 на 10 А в количестве 4 шт.
  3. Дроссель из компьютерного блока питания.
  4. Электролитический конденсатор 2200 мФ на 25 В.
  5. Пленочный конденсатор на 220 нФ на 25 В.
  6. Нагрузочный резистор 1–2 кОм.

Порядок действий при сборке трансформаторного блока питания

  • Процесс начинается с доработки электронного трансформатора. На вторичную обмотку необходимо добавить 4 витка.
  • После этого можно собирать диодный мост. Сборка схемы выполняется навесным монтажом или все размещается на печатной плате.
  • Затем в цепь нужно установить дроссель. За ним впаивается конденсатор 2200 мФ на 25 В. Это оптимальная емкость прибора. Ни больше, ни меньше не нужно.
  • Параллельно с электролитом необходимо установить пленочный конденсатор. Он нужен для того, чтобы остатки высокой частоты не повредили основной конденсатор, а проходили через пленочный.
  • На выходе нужно установить нагрузочный резистор. Он обеспечит одно и то же значение напряжения, вне зависимости от нагрузки, и предохранит выход конденсаторов из строя.
  • После этого в электронный трансформатор необходимо установить конденсатор для возможности запуска без нагрузки.
  • Первый раз нужно включать блок питания в сеть при помощи контрольной лампочки на 40 Вт. Это необходимо, чтобы исключить короткое замыкание, возникшее, возможно, при перемотке трансформатора или сборке. Если лампа не загорелась, значит, все выполнено правильно.
  • После этого контроль нужно снять и проверить блок под нагрузкой, подключив его к шуруповерту.
  • Получившийся блок можно разместить в корпусе аккумулятора инструмента.

Читатель, ознакомившись с информацией, изложенной в данной статье, может вернуть своему шуруповерту вторую жизнь. Для этого достаточно выбрать самый приемлемый способ переделки аккумуляторного инструмента под сеть напряжением 220 В.

Как работают конденсаторы | HowStuffWorks

Конденсатор чем-то похож на батарею. Хотя они работают совершенно по-разному, конденсаторы и батареи хранят электрическую энергию . Если вы читали «Как работают батареи», то знаете, что у батареи есть две клеммы. Внутри батареи химические реакции производят электроны на одном выводе и поглощают электроны на другом выводе. Конденсатор намного проще, чем батарея, поскольку он не может производить новые электроны - он только хранит их.

В этой статье мы точно узнаем, что такое конденсатор, для чего он нужен и как он используется в электронике. Мы также рассмотрим историю конденсатора и то, как несколько человек помогли сформировать его развитие.

Внутри конденсатора клеммы соединяются с двумя металлическими пластинами , разделенными непроводящим веществом, или диэлектриком . Конденсатор легко сделать из двух кусков алюминиевой фольги и листа бумаги.С точки зрения емкости, это не будет особенно хороший конденсатор, но он будет работать.

Теоретически диэлектриком может быть любое непроводящее вещество. Однако для практического применения используются специальные материалы, которые лучше всего подходят для функции конденсатора. Слюда, керамика, целлюлоза, фарфор, майлар, тефлон и даже воздух - вот некоторые из используемых непроводящих материалов. Диэлектрик определяет, какой это конденсатор и для чего он лучше всего подходит. В зависимости от размера и типа диэлектрика некоторые конденсаторы лучше подходят для высокочастотных применений, а некоторые - для высоковольтных приложений.Конденсаторы могут изготавливаться для любых целей, от самого маленького пластикового конденсатора в вашем калькуляторе до сверхконденсатора, который может питать пригородный автобус. НАСА использует стеклянные конденсаторы, чтобы помочь разбудить схемы космического шаттла и помочь развернуть космические зонды. Вот некоторые из различных типов конденсаторов и способы их использования.

  • Воздух - Часто используется в схемах настройки радио
  • Майлар - Чаще всего используется для схем таймера, таких как часы, сигнализация и счетчики
  • Стекло - Подходит для приложений высокого напряжения
  • Керамика - Используется для высокочастотных целей, таких как антенны, рентгеновские лучи и МРТ
  • Суперконденсатор - питание электрических и гибридных автомобилей

В следующем разделе мы подробнее рассмотрим, как именно работают конденсаторы.

,

Как диагностировать и отремонтировать конденсатор кондиционера

Конденсаторы - частая причина поломок кондиционеров

Итак, сегодня жаркий день на летнем солнце. Семья приедет на эти выходные, и вы очень заняты, делая все необходимое, как вдруг кондиционер перестает работать. Идеальное время, правда?

Что ж, прежде чем вы вызовете местного специалиста по HVAC, чтобы он приехал починить устройство и перераспределить деньги, которые вы собирались потратить на гамбургеры, бегло посмотрите.Возможно, вам повезет: вы сделаете простой ремонт, который обойдется вам всего в несколько долларов и займет очень мало времени. Также полезно узнать, находится ли ваш кондиционер на гарантии, на случай, если вы захотите заменить его позже.

Если вам нужно исправить это сразу, вам не понадобятся специальные инструменты, и вам, возможно, не придется перестраивать весь свой день. Всего несколько минут, пара инструментов, которые, вероятно, есть у вас дома, и эти инструкции могут сэкономить вам значительную сумму денег, удерживая при этом вашу семью собираться правильно.

Что такое конденсатор?

Конденсаторы - это небольшие цилиндрические объекты, накапливающие энергию. Они либо посылают толчок, чтобы запустить двигатель, либо посылают толчки, чтобы двигатель продолжал работать. Они работают с компрессором, двигателем нагнетателя и внешним вентилятором кондиционера.

Проверка конденсатора кондиционера

Вольтметр, если он у вас есть, может сказать вам, перегорел ли вы конденсатор, но еще проще узнать, просто посмотрев и послушав. Выйдите на улицу к своей конденсаторной установке и посмотрите и прислушайтесь к следующему:

  1. Вы слышите гудение?
  2. Видите, как крутится вентилятор?

Если кондиционер гудит, но вентилятор не работает, возможно, у вас проблема с конденсатором.

Простой трюк, чтобы проверить, работает ли конденсатор

Если кондиционер гудит, но вентилятор не вращается, вы обнаружите длинную тонкую палку. Осторожно протяните палку через решетку вентилятора и слегка нажмите на одну из лопастей вентилятора, чтобы проверить, вращается ли вентилятор. Если вентилятор запускается сам по себе и продолжает работать, скорее всего, у вас плохой пусковой конденсатор.

Видите ли, конденсатор нужен для увеличения мощности двигателя вентилятора при запуске. Конденсатор хранит энергию в рулоне электрически заряженных листов материала.

Когда конденсатор приводится в действие, он должен высвободить свою энергию и дать вентилятору своего рода электрический удар в штаны. Если конденсатор выстреливает, вентилятор не может работать только от 120 вольт, подаваемых на него двигателем. Вы и ваша палка взяли на себя работу пускового конденсатора.

Есть несколько вещей, которые могли вызвать взрыв конденсатора. Летняя жара плюс моторная жара могли оказаться слишком сильными для этой части, а могло быть что-то еще.

Ниже я расскажу, как решить эту проблему самостоятельно.

1. Начните с выключения питания

Прежде всего убедитесь, что вы знаете, как выключить питание вашего кондиционера. Не продолжайте, если вы этого не сделаете.

  • Отключите питание блока на панели отключения или выключателя, которая должна быть установлена ​​снаружи дома в пределах нескольких футов от наружного конденсаторного блока.

Всегда полезно дважды проверить, что питание устройства было успешно отключено с помощью устройства предупреждения цепи.В третьем разделе этой статьи есть пример надежного и очень недорогого устройства оповещения о цепях.

2. Поиск и проверка конденсатора

После отключения питания при отключении:

  1. Снимите сервисную панель на самом блоке A / C.
  2. Найдите пусковой конденсатор. (Скорее всего, серебристый, круглый или овальный, с несколькими штырями наверху для проводных соединений.)
  3. Посмотрите на поверхность конденсатора, к которой прикреплены штыри, и спросите себя: эта поверхность выглядит выпуклой или выпуклой?

Одним из характерных признаков взрыва конденсатора является его форма.Когда конденсатор взрывается, по крайней мере в 95% случаев его верхушка будет приподнята или вздута, чем-то напоминая лопнувшую банку, которую уронили и которая готова взорваться, если представится такая возможность. Это то, что вы видите? Если так, то это хорошие новости, и мы незамедлительно восстановим вашу работу.

3. Разрядка конденсатора

Вы уже отключили питание кондиционера, но теперь вам нужно разрядить конденсатор.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Как я уже упоминал, конденсатор накапливает энергию.Это не изменилось, потому что вы перекрыли поток электрического тока. Конденсатор может быть готов к срабатыванию. Одновременное прикосновение руки к двум клеммам разрядит эту мощность и вызовет шок. Выброс не разряженного конденсатора может вызвать возгорание мусорного ведра. Прежде чем продолжить, разрядите конденсатор, поместив отвертку с изолированной ручкой на клеммы, как показано на видео ниже.

4.Демонтаж старого конденсатора

Теперь, когда ваш старый конденсатор разряжен и вы еще раз подтвердили отсутствие электрического тока в области, где вы будете работать с устройством оповещения о цепи (см. Выше), вы можете удалить его. Это очень просто. Конденсатор, скорее всего, крепится к устройству с помощью металлической ленты, из которой нужно открутить только один винт. Удалите этот винт, и конденсатор должен отсоединиться от самого устройства.

5. Замечание о том, как соединяются провода

Перед тем, как отсоединить провода от старого конденсатора, обязательно сделайте схему или этикетку, показывающую, какой провод куда идет.

6. Отсоединение старого конденсатора

Убедившись, что провода будут подключаться к новому конденсатору, вы можете удалить их, используя простую пару острогубцев. Если провода тугие, постарайтесь не дергать их просто; используйте раскачивающее движение при медленном вытягивании. Это убережет вас от прикосновения к другому терминалу или, возможно, плоскогубцы соскользнут и не ударит вас по лицу. Не смейтесь, я видел, как это происходило.

Вот и все. Теперь все, что вам нужно сделать, это получить нужную деталь для замены и переустановить ее так же, как вы удалили эту.

7. Выбор замены

Есть несколько вещей, которые вам нужно знать при покупке нового конденсатора: микрофарады (мкФ) и номинальное напряжение. Форма и размер конденсатора на самом деле не важны, поскольку они могут варьироваться и при этом выполнять свою работу. Даже ваш монтажный кронштейн, вероятно, будет изгибаться, чтобы приспособить деталь другой формы. Просто знайте, что вы должны точно соответствовать числу микрофарад. Номинальное напряжение не обязательно должно быть идентичным, поскольку оно показывает величину напряжения, которое может видеть конденсатор, а не то, что он должен видеть; это означает, что при необходимости вы можете использовать конденсатор с чуть более высоким номинальным напряжением, чем то, что у вас есть сейчас.

Ваши мкФ и напряжение будут отмечены на конденсаторе и, скорее всего, покажут что-то похожее на 35/5 мкФ и 370 В. Если они не записаны, запишите марку и модель вашего кондиционера и используйте эту информацию в магазине или в Интернете, чтобы найти нужную деталь для замены.

Наконец, бренд здесь не важен. Конденсатор - довольно универсальная деталь, и его следует иметь в наличии у вашего местного подрядчика, поставляющего оборудование, хотя, возможно, не в Home Depot или Lowe's.

Конденсатор для жилого блока должен быть относительно дешевым, и вы можете подумать о покупке второго для резервного питания, пока вы там, вместе с парой запасных предохранителей с выдержкой времени (но обязательно купите предохранитель подходящего размера) ,

Предохранители кондиционера

В летнюю жару перегоревшие конденсаторы и предохранители - очень частая причина поломки кондиционера. Если вы подозреваете, что проблема в предохранителях, это может быть еще проще исправить. Взгляните на статью, которую я написал о том, как заменить предохранители кондиционера.

Предохранители вашего кондиционера расположены в разъединителе кондиционера, который должен быть установлен в доме в пределах нескольких футов от конденсаторной установки снаружи. Если вы покупаете новые предохранители, убедитесь, что они имеют надлежащую силу тока. Вы всегда можете использовать предохранитель с меньшим током, но не больше.

Если ниже, худшее, что может случиться, - они снова взорвутся. Если они выше, они могут позволить большему скачку мощности проникнуть в устройство, и результатом будет не что иное, как катастрофический отказ в устройстве.Скорее всего, вам понадобятся два предохранителя с выдержкой времени на 20 или 30 А.

Советы по обслуживанию кондиционера

Я надеюсь, что это был ответ на вашу проблему с кондиционером, и что вы смогли получить и заменить деталь без каких-либо проблем для вашей семейной встречи.

Тепло летнего солнца в сочетании с теплом, которое обычно выделяют трудолюбивые двигатели, может быть тяжелым для наших кондиционеров, потому что горячие электрические компоненты легче ломаются. Так что неудивительно, что деталь может выйти из строя в жаркий день, когда вам это нужно больше всего.

Постоянное техническое обслуживание кондиционера может помочь предотвратить подобные поломки. Поддержание чистоты змеевиков вашего кондиционера и очистки или замены воздушного фильтра при необходимости может снизить рабочую температуру вашего устройства, тем самым помогая поддерживать вашу собственную температуру на низком уровне, когда приходит лето.

Для тех, у кого есть оконные блоки, когда наступает зима, вы можете снять блок и хранить его где-нибудь, чтобы защитить его от мороза, грязи и мусора.

Спасибо, что заглянули, и еще раз надеюсь, что это помогло вам и сэкономило ваши деньги.

,

Как работают конденсаторы? - Объясни, что материал

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 10 июля 2020 г.

Смотрите в небо большую часть времени, и вы увидите огромные конденсаторы парит над твоей головой. Конденсаторы (иногда называемые конденсаторами) устройства хранения энергии, которые широко используются в телевизорах, радиоприемники и другое электронное оборудование. Настройте радио на станции, сделайте снимок со вспышкой цифровым камеру или щелкнуть каналов на вашем HDTV, и у вас все хорошо использование конденсаторов. конденсаторы, которые дрейфуют по небу, более известны как облака и, хотя они совершенно гигантские по сравнению с конденсаторами, которые мы используем в электронике они точно так же хранят энергию. Давайте принимать подробнее рассмотрим конденсаторы и как они работают!

Фотография: Типичный конденсатор, используемый в электронных схемах. Он называется электролитическим конденсатором и рассчитан на 4,7 мкФ (4,7 мкФ). с рабочим напряжением 350 вольт (350 В).

Что такое конденсатор?

Фото: Маленький конденсатор в транзисторной радиосхеме.

Возьмем два электрических провода (то, что пропускает электричество через них) и разделите изолятором (материал который не пропускает электричество очень хорошо), и вы делаете конденсатор: то, что может хранить электрическую энергию. Добавление электроэнергии конденсатору называется зарядка ; высвобождая энергию из Конденсатор известен как разрядный .

Конденсатор немного похож на батарею, но у него другая работа делать.В батарее используются химические вещества для хранения электрической энергии и высвобождения это очень медленно через цепь; иногда (в случае кварца смотреть) это может занять несколько лет. Конденсатор обычно высвобождает его энергия намного быстрее - часто за секунды или меньше. Если вы берете например, фотографию со вспышкой, вам понадобится камера, чтобы огромная вспышка света за долю секунды. Конденсатор прилагается к вспышке заряжается в течение нескольких секунд, используя энергию вашего аккумуляторы камеры. (Для зарядки конденсатора требуется время, и это почему вам обычно нужно немного подождать.) Когда конденсатор полностью заряжен, он может высвободить всю эту энергию. в мгновение ока через ксеноновую лампочку. Zap!

Конденсаторы

бывают всех форм и размеров, но обычно они те же основные компоненты. Есть два проводника (известные как пластины , , в основном по историческим причинам) и есть изолятор между их (называемый диэлектриком ). Две пластины внутри конденсатора подключены к двум электрическим подключения снаружи называются клеммами , которые похожи на тонкие металлические ножки можно подключить в электрическую цепь.

Фото: Внутри электролитический конденсатор немного похож на швейцарский рулет. «Пластины» - это два очень тонких листа металла; диэлектрик - маслянистая пластиковая пленка между ними. Все это упаковано в компактный цилиндр и покрыто металлическим защитным футляром. ВНИМАНИЕ! Открытие конденсаторов может быть опасно. Во-первых, они могут выдерживать очень высокое напряжение. Во-вторых, диэлектрик иногда состоит из токсичных или едких химикатов, которые могут обжечь кожу.

Изображение: как электролитический конденсатор изготавливается путем скатывания листов алюминиевой фольги (серого цвета) и диэлектрического материала (в данном случае бумаги или тонкой марли, пропитанной кислотой или другим органическим химическим веществом).Листы фольги подключаются к клеммам (синим) наверху, чтобы конденсатор можно было подключить к цепи. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США из патента США 2089683: Электрический конденсатор Фрэнка Кларка, General Electric, 10 августа 1937 г.

Вы можете зарядить конденсатор, просто подключив его к электрическая цепь. При включении питания электрический заряд постепенно накапливается на пластинах. Одна пластина получает положительный заряд а другая пластина получает равный и противоположный (отрицательный) заряд.Если вы отключаете питание, конденсатор держит заряд (хотя со временем он может медленно вытекать). Но если подключить конденсатор ко второй цепи, содержащей что-то вроде электрического электродвигателя или лампочки-вспышки, заряд будет течь от конденсатора через двигатель или лампу, пока на пластинах не останется ничего.

Хотя конденсаторы фактически выполняют только одну работу (хранение заряда), их можно использовать для самых разных целей в электрических схем. Их можно использовать как устройства отсчета времени (потому что для этого требуется определенное предсказуемое количество времени для их зарядки), как фильтры (схемы, которые пропускают только определенные сигналы), для сглаживания напряжение в цепях, для настройки (в радиоприемниках и телевизорах), и для множество других целей.Большие суперконденсаторы также могут быть используется вместо батареек.

Что такое емкость?

Количество электрической энергии, которую может хранить конденсатор, зависит от его емкость . Емкость конденсатора немного похожа на размер ведра: чем больше ведро, тем больше воды оно может вместить; чем больше емкость, тем больше электроэнергии может хранить. Есть три способа увеличить емкость конденсатор. Один - увеличить размер тарелок.Другой - сдвиньте пластины ближе друг к другу. Третий способ - сделать диэлектрик как можно лучше изолятор. Конденсаторы используют диэлектрики из всевозможных материалов. В транзисторных радиоприемниках настройка осуществляется большим переменным конденсатором , который между пластинами нет ничего, кроме воздуха. В большинстве электронных схем конденсаторы представляют собой герметичные компоненты с диэлектриками из керамики такие как слюда и стекло, бумага, пропитанная маслом, или пластмассы, такие как майларовое.

Фото: Этот переменный конденсатор прикреплен к главной шкале настройки в транзисторном радиоприемнике.Когда вы поворачиваете циферблат пальцем, вы поворачиваете ось, проходящую через конденсатор. Это вращает набор тонких металлических пластин, так что они перекрываются в большей или меньшей степени с другим набором пластин, продетых между ними. Степень перекрытия пластин изменяет емкость, и это то, что настраивает радио на конкретную станцию.

Как измерить емкость?

Размер конденсатора измеряется в единицах, называемых фарад (F), названный в честь английского пионера электротехники Майкла Фарадея (1791–1867).Один фарад - это огромная емкость так что на практике большинство конденсаторов, с которыми мы сталкиваемся, просто доли фарада - обычно микрофарады (миллионные доли фарада, пишется мкФ), нанофарады (тысячные доли фарада, написанные нФ), и пикофарады (миллионные доли фарада, написано пФ). Суперконденсаторы хранят гораздо большие заряды, иногда оценивается в тысячи фарадов.

Почему конденсаторы накапливают энергию?

Если вы находите конденсаторы загадочными и странными, и они на самом деле не имеют для вас смысла, вместо этого попробуйте подумать о гравитации.Предположим, вы стоите у подножия ступенек и вы решили начать восхождение. Вы должны поднять свое тело против земного притяжения, которая является притягивающей (тянущей) силой. Как говорят физики, чтобы подняться, нужно «работать». лестница (работать против силы тяжести) и использовать энергию. Энергия, которую вы используете, не теряется, но хранится в вашем теле в виде гравитационной потенциальной энергии, которую вы могли бы использовать для других целей (например, спуск вниз по горке на уровень земли).

То, что вы делаете, когда поднимаетесь по ступеням, лестницам, горам или чему-то еще, работает против Земли. гравитационное поле.Очень похожая вещь происходит с конденсатором. Если у вас положительный электрический заряд и отрицательный электрический заряд, они притягиваются друг к другу как противоположное полюса двух магнитов - или как ваше тело и Земля. Если вы их разделите, вам придется «поработать» против этого электростатического заряда. сила. Опять же, как и при подъеме по ступенькам, энергия, которую вы используете, не теряется, а накапливается зарядами, когда они отдельно. На этот раз он называется , электрическая потенциальная энергия . И это, если вы не догадались к настоящему времени это энергия, которую хранит конденсатор.Две его пластины содержат противоположные заряды и разделение между ними создает электрическое поле. Вот почему конденсатор накапливает энергию.

Почему у конденсаторов две пластины?

Фото: Очень необычный регулируемый конденсатор с параллельными пластинами, который Эдвард Беннетт Роза и Ноа Эрнест Дорси из Национального бюро стандартов (NBS) использовали для измерения скорости света в 1907 году. Точное расстояние между ними. пластины можно регулировать (и измерять) с помощью микрометрического винта.Фото любезно предоставлено Национальным институтом стандартов и технологий цифровых коллекций, Гейтерсбург, Мэриленд 20899.

Как мы уже видели, конденсаторы имеют две проводящие пластины. разделены изолятором. Чем больше тарелки, тем ближе они являются, и чем лучше изолятор между ними, тем больше заряд конденсатор можно хранить. Но почему все это правда? Почему бы не у конденсаторов только одна большая пластина? Попробуем найти простой и удовлетворительное объяснение.

Предположим, у вас есть большой металлический шар, установленный на изоляционном деревянная подставка.Вы можете хранить определенное количество электрического заряда на сфера; чем он больше (чем больше радиус), тем больше заряда вы можете хранить, и чем больше заряда вы храните, тем больше потенциал (напряжение) сферы. Однако в конце концов вы достигнете точка, в которой, если вы добавите хотя бы один дополнительный электрон ( наименьшая возможная единица заряда) конденсатор перестанет работать. Воздух вокруг него разрушится, превратившись из изолятора в проводник: заряд будет лететь по воздуху на Землю (землю) или другой ближайший проводник в виде искры - электрического тока - в мини заряд молнии.Максимальный заряд, который вы можете хранить на сфера - это то, что мы подразумеваем под ее емкостью. Напряжение (В), заряд (Q), и емкость связаны очень простым уравнением:

C = Q / V

Таким образом, чем больше заряда вы можете сохранить при данном напряжении, не вызывая воздух для разрушения и искры, тем выше емкость. Если бы ты мог как-то хранить больше заряда на сфере, не доходя до точки где вы создали искру, вы бы эффективно увеличили ее емкость. Как ты мог это сделать?

Забудьте о сфере.Предположим, у вас есть плоская металлическая пластина с максимально возможный заряд, хранящийся на нем, и вы обнаружите, что пластина находится на определенное напряжение. Если вы поднесете вторую идентичную тарелку близко к это, вы обнаружите, что можете хранить гораздо больше заряда на первой пластине для такое же напряжение. Это потому, что первая пластина создает электрический поле вокруг него, которое "индуцирует" равный и противоположный заряд на второй тарелке. Вторая пластина поэтому снижает напряжение первой пластины. Теперь мы можем хранить больше заряда на первой пластине не вызывая искры.Мы можем продолжать делать это, пока не достигнем исходное напряжение. С большим зарядом (Q) точно такой же напряжение (В), уравнение C & равно; Q / V сообщает нам, что мы увеличили емкость нашего устройства накопления заряда за счет добавления второй пластины, Именно поэтому конденсаторы имеют две пластины, а не одну. На практике дополнительная пластина дает огромную разницу в , что Вот почему все конденсаторы имеют две пластины.

Как увеличить емкость?

Интуитивно очевидно, что если вы сделаете тарелки больше, вы сможете хранить больше заряда (как если бы вы сделали шкаф больше, вы можете набить больше вещи внутри него).Так что увеличение площади пластин также увеличивает емкость. Менее очевидно, если мы уменьшим расстояние между пластинами, что также увеличивает емкость. Это ведь чем короче расстояние между пластинами, тем больше эффект пластины располагаются одна на другой. Вторая тарелка, будучи ближе, еще больше снижает потенциал первой пластины, и это увеличивает емкость.

Изображение: диэлектрик увеличивает емкость конденсатора за счет уменьшения электрического поле между пластинами, что снижает потенциал (напряжение) каждой пластины.Это означает, что вы можете хранить больше заряжают пластины при одинаковом напряжении. Электрическое поле в этом конденсаторе исходит от положительной пластины. слева к отрицательной пластине справа. Поскольку противоположные заряды притягиваются, полярные молекулы (серые) диэлектрика выстраиваются в линию в противоположном направлении - и это то, что уменьшает поле.

Последнее, что мы можем сделать, чтобы увеличить емкость, это изменить диэлектрик (материал между пластинами). Воздух работает неплохо, но другие материалы даже лучше.Стекло как минимум в 5 раз больше эффективнее воздуха, поэтому самые ранние конденсаторы (Leyden банки, используя обычное стекло в качестве диэлектрика) работали так хорошо, но он тяжелый, непрактичный и его трудно втиснуть в небольшие помещения. Вощеная бумага примерно в 4 раза лучше воздуха, очень тонкая, дешевая, легко изготавливать крупными кусками и легко скатывать, что делает его отличным, практический диэлектрик. Лучшие диэлектрические материалы сделаны из полярных молекулы (с более положительным электрическим зарядом с одной стороны и с другой стороны, больше отрицательного электрического заряда).Когда они сидят в электрическое поле между двумя пластинами конденсатора, они совпадают со своими заряды направлены напротив поля, что эффективно его уменьшает. Это снижает потенциал на пластинах и, как и раньше, увеличивает их емкость. Теоретически вода, состоящая из крошечных полярных молекул, будет превосходным диэлектриком, примерно в 80 раз лучше воздуха. Однако на практике все не так хорошо (протекает и высыхает и превращается из жидкости в лед или пар при относительно умеренные температуры), поэтому в реальных конденсаторах он не используется.

Диаграмма: Различные материалы делают диэлектрики лучше или хуже в зависимости от того, насколько хорошо они изолируют пространство между пластинами конденсатора и уменьшают электрическое поле между ними. Измерение, называемое относительной диэлектрической проницаемостью, говорит нам, насколько хорошим будет диэлектрик. Вакуум является наихудшим диэлектриком, и его относительная диэлектрическая проницаемость равна 1. Остальные диэлектрики измеряются относительно (путем сравнения) с вакуумом. Воздух примерно такой же. Бумага примерно в 3 раза лучше.Спирт и вода, которые имеют полярные молекулы, являются особенно хорошими диэлектриками.

,Конденсаторы

: все, что вам нужно знать | EAGLE

Нет, мы здесь не говорим о Grand Theft Auto! Открывать крышку в мире электроники - это плохо, если вам не нравится смотреть, как ваш электролитический конденсатор горит в огне. Конденсаторы играют важную роль в семействе пассивных электронных компонентов, и их можно использовать повсюду.

Помните вспышку в вашей цифровой камере? Конденсаторы делают это возможным. Или возможность переключать канал на телевизоре? Опять конденсаторы.Эти ребята - маленькие батарейки, которые «могут», и вам нужно знать все, что о них известно, прежде чем вы начнете работать над своим первым электронным проектом.

Это как сэндвич с мороженым

Для простоты - конденсатор хранит электрический заряд , очень похоже на батарею. Также называемые caps , вы найдете этих парней в приложениях, требующих накопления энергии, подавления напряжения и даже фильтрации сигналов. А как они выглядят? Ну бутерброд с мороженым!

mrsfields-ice-cream-sandwich

Что бы вы сделали с баром «Клондайк»? Сравните это, конечно, с конденсатором! (Источник изображения)

Подумайте о том восхитительном бутерброде с мороженым, который вам понравился в тот знойный летний день.У вас есть вкусная корочка с двух сторон и кремовый кусок ванильного мороженого посередине. Эта композиция из двух внешних слоев и одного внутреннего слоя - это то, как выглядит конденсатор. Вот из чего они сделаны:

  • Начиная снаружи. Сверху и снизу конденсатора вы найдете набор металлических пластин, также называемых проводниками. Электрический заряд находит эти металлические пластины очень привлекательными.
  • Сидит посередине. Посреди этих двух металлических пластин вы найдете изолятор или материал, к которому не притягивается электричество. Этот изолятор обычно называют диэлектриком и может быть изготовлен из бумаги, стекла, резины, пластика и т. Д.
  • Соединяем вместе. Две металлические пластины сверху и снизу крышки соединены двумя электрическими клеммами, которые соединяют ее с остальной частью цепи. Один конец конденсатора подключается к источнику питания, а другой - к земле.
parallel-plate-capacitor

Внутреннее строение конденсатора, у нас есть две металлические пластины, внутренний диэлектрик и соединительные клеммы.

Конденсаторы всех форм и размеров

Конденсаторы

бывают разных форм и размеров, каждый из которых определяет, насколько хорошо они могут удерживать заряд. Три наиболее распространенных типа конденсаторов, с которыми вы столкнетесь, включают керамический конденсатор, электролитический конденсатор и суперконденсатор:

Конденсаторы керамические

Это конденсаторы, с которыми вы, вероятно, будете работать в своем первом электронном проекте с использованием макета.В отличие от своих электролитических аналогов, керамические конденсаторы удерживают меньший заряд, но и меньше пропускают ток. Они также оказываются самыми дешевыми конденсаторами из всей группы, так что запасайтесь! Вы можете быстро определить керамический конденсатор со сквозным отверстием, посмотрев на маленькие желтые или красные лампочки с двумя торчащими из них клеммами.

ceramic-capacitors

Три типа керамических конденсаторов, вы будете использовать их на макетных платах. (Источник изображения)

Конденсаторы электролитические

Эти парни выглядят как маленькие консервные банки, которые вы найдете на печатной плате, и в их крошечном следе могут удерживаться огромные электрические заряды.Они также являются единственным типом конденсаторов, которые поляризованы, а это означает, что они будут работать только при подключении с определенной ориентацией. На этих электролитических конденсаторах есть положительный вывод, называемый анодом, и отрицательный вывод, называемый катодом. Анод всегда нужно подключать к более высокому напряжению. Если вы подключите его наоборот, когда на катоде будет более высокое напряжение, приготовьтесь к взрыву крышки!

electrolytic-capacitor

Электролитический конденсатор, обратите внимание на положительный стержень и более длинный (анод) и более короткий отрицательный стержень (катод).(Источник изображения)

Несмотря на то, что электролитические колпачки способны удерживать большое количество электрического заряда, они также хорошо известны тем, что пропускают ток быстрее, чем керамические колпачки. Из-за этого они не лучший выбор, когда вам нужно хранить энергию.

Суперконденсаторы

Supercaps - супергерои семейства конденсаторных, они могут хранить большое количество энергии! К сожалению, суперкапс не очень хорошо справляется с повышенным напряжением, и вы окажетесь без колпачка, если превысите максимальное напряжение, указанное в таблице данных.POP!

В отличие от электролитических конденсаторов, вы обнаружите, что суперконденсаторы используются для хранения и разряда энергии, как и батареи. Но в отличие от батареи, суперкапсы высвобождают свой заряд сразу, и вы никогда не получите такой же срок службы, как обычный аккумулятор.

supercapacitor

Посмотрите на этот мощный supercap ! Он имеет огромную емкость 3000F. (Источник изображения)

Обозначения конденсаторов

Идентифицировать конденсатор на вашей первой схеме очень просто, так как они бывают только двух типов: стандартные и поляризованные.Обратите внимание на символ стандартного конденсатора ниже. Вы заметите, что это всего лишь две простые линии с пробелом между ними. Это две металлические пластины, которые вы найдете наверху и внизу физического конденсатора.

Поляризованный конденсатор выглядит немного иначе и имеет дугообразную линию в нижней части, а также положительный вывод наверху. Этот положительный вывод очень важен и указывает, как этот поляризованный конденсатор должен быть подключен. Положительная сторона всегда подключается к источнику питания, а сторона дуги подключается к земле.

standard-polarized-capacitors

Два наиболее распространенных типа конденсаторов, которые вы увидите на схеме для США, стандартные и поляризованные.

Кто изобрел эти вещи?

Хотя многие считают английского химика Майкла Фарадея пионером сегодняшнего конденсатора, он не был первым, кто его изобрел. То, что сделал Фарадей, было важно - он продемонстрировал первые практические примеры конденсатора и то, как использовать его для накопления электрического заряда в своих экспериментах. И благодаря Фарадею у нас также есть способ измерить заряд, который может удерживать конденсатор, известный как емкость, который измеряется в Фарадах!

michael-faraday

Гениальный английский химик Майкл Фарадей, пионер конденсаторов, которые мы используем сегодня.(Источник изображения)

До Майкла Фарадея некоторые записи указывают на то, что покойный немецкий ученый Эвальд Георг фон Клейст изобрел первый конденсатор в 1745 году. Несколько месяцев спустя голландский профессор по имени Питер ван Мушенбрук придумал похожий дизайн, теперь известный как Лейденская банка. Странное время, правда? Однако все это было просто совпадением, и оба ученых в равной степени получили признание за их первоначальные изобретения конденсатора.

leyden-jar

Самый ранний образец конденсатора, лейденская банка.(Источник изображения)

Знаменитая модель Benjamin Franklin позже была усовершенствована в конструкции лейденской банки, созданной Musschenbroek. Франклин также смог обнаружить, что использование плоского куска стекла было отличной альтернативой целой банке. Так родился первый плоский конденсатор, получивший название площади Франклина.

Крышки в действии - как они работают

Давайте подробно рассмотрим, как работают эти мощные конденсаторы, на практическом примере. Вы ведь раньше пользовались цифровой камерой? Тогда вы знаете, что есть несколько коротких моментов между нажатием кнопки, чтобы сделать снимок, и моментом срабатывания вспышки.

Что здесь происходит? К вспышке прикреплен конденсатор, который заряжается после того, как вы нажмете кнопку, чтобы сделать снимок. Как только этот конденсатор полностью заряжен аккумулятором камеры, вся эта энергия взрывается наружу в ослепительной вспышке света!

flash-capacitor

Обратите внимание, конденсатор, который делает возможной вспышку в этой камере. (Источник изображения)

Так как же все это произошло? Заглянем изнутри в загадочный мир конденсатора:

  1. Начинается с зарядки. Электрический ток от источника питания сначала течет в конденсатор и застревает на первой пластине. Почему застревает? Потому что есть изолятор, который не пропускает отрицательно заряженную электронику.
  2. Накопление сборов. По мере того, как все больше и больше электронов прилипают к этой первой пластине, она становится отрицательно заряженной и в конечном итоге отталкивает все лишние электроны, с которыми не может справиться, к другой пластине. Затем эта вторая пластина становится положительно заряженной.
  3. Заряд сохраняется. По мере того как две пластины конденсатора продолжают заряжаться, отрицательные и положительные электроны отчаянно пытаются соединиться, но этот надоедливый изолятор в середине не позволяет им, создавая электрическое поле. Вот почему крышка продолжает удерживать и накапливать заряд, потому что существует бесконечный источник напряжения между отрицательной и положительной сторонами двух пластин, которые не разрешены.
  4. Заряд освобождается. Рано или поздно две пластины в нашем конденсаторе не смогут удерживать заряд, так как они на пределе емкости.Но что происходит сейчас? Если в вашей цепи есть путь для электрического заряда, протекающего куда-то еще, то все электроны в вашей крышке будут разрядиться, и , наконец, прекратят свое напряжение, поскольку они будут искать другой путь друг к другу.

Измерение заряда

Как можно измерить, сколько заряда хранится в конденсаторе? Каждый колпачок рассчитан на определенную емкость. Он измеряется в фарадах по английскому химику Майклу Фарадею. Поскольку в одном фараде содержится тонна электрического заряда, вы обычно видите конденсаторы, измеряемые в пикофарадах или микрофарадах.Вот полезная таблица, которая показывает, как разбиваются эти измерения:

Имя Аббревиатура Фарады
Пикофарад пФ 0,000000000001 Ф.
нанофарад нФ 0,000000001 Ф
Микрофарад мкФ 0,000001 Ф
Милифарад мФ 0.001 F
Килофарад кФ 1000 F

Теперь, чтобы выяснить, сколько заряда в данный момент хранит конденсатор, вам понадобится это уравнение:

В этом уравнении общий заряд представлен как (Q) , и отношение этого заряда можно найти, умножив емкость конденсатора ( C ) на приложенное к нему напряжение ( В ). Здесь следует отметить, что емкость конденсатора напрямую зависит от его напряжения.Таким образом, чем больше вы увеличиваете или уменьшаете источник напряжения в цепи, тем больший или меньший заряд будет у вашего конденсатора.

Емкость в параллельных и последовательных цепях

Когда вы размещаете конденсаторы в цепи параллельно, вы можете определить общую емкость, сложив вместе все отдельные емкости.

capacitance-parallel-circuit

Получить общую емкость в параллельной цепи так же просто, как 1 + 1, просто сложите их все вместе! (Источник изображения)

При последовательном размещении конденсаторов общая емкость вашей цепи является обратной величиной всех ваших суммированных емкостей.Вот краткий пример. Если у вас есть два конденсатора по 10 Ф, соединенные последовательно, то общая емкость будет равна 5 Ф.

capacitance-series-circuit

Получение полной емкости в последовательной цепи немного сложнее. Емкость уменьшается вдвое. (Источник изображения)

Начало работы

Теперь, когда у нас есть четкое представление о том, что такое конденсаторы, как они работают и как измеряются, давайте рассмотрим три распространенных применения конденсаторов. Сюда входят такие приложения, как развязывающие конденсаторы, накопители энергии и емкостные сенсорные датчики.

Конденсатор развязки

В наши дни вам будет сложно найти схему, в которой нет интегральной схемы или ИС. В этих типах схем конденсаторы должны выполнять важную работу, удаляя весь высокочастотный шум, обнаруживаемый в сигналах источника питания, которые питают ИС.

Почему это необходимая работа для нашего конденсатора? Любые колебания напряжения могут быть фатальными для ИС и даже могут привести к неожиданному отключению питания микросхемы. Помещая конденсаторы между ИС и источником питания, они успокаивают колебания напряжения, а также действуют как второй источник питания, если первичная мощность падает до уровня, достаточного для выключения ИС.

decoupling-capacitor

Разделительный конденсатор для контроля колебаний напряжения.

Накопитель энергии

Конденсаторы

имеют много общих характеристик с батареями, включая их способность накапливать энергию. Однако, в отличие от батареи, конденсаторы не выдерживают такой большой мощности. Но хотя они и не успевают по количеству, они стараются разрядиться как можно быстрее! Конденсаторы могут передавать энергию намного быстрее, чем аккумулятор, что делает их идеальным выбором для питания вспышки в камере, настройки радиостанции или переключения каналов на телевизоре.

Емкостные сенсорные датчики

Одно из последних достижений в области применения конденсаторов связано с бурным ростом технологий сенсорных экранов. Стеклянные экраны, из которых состоят эти сенсорные датчики, имеют очень тонкое прозрачное металлическое покрытие. Когда ваш палец касается экрана, это вызывает падение напряжения, определяющее точное местоположение вашего пальца!

capacitive-touch

Емкостные сенсорные датчики в действии с защитной накладкой и печатной платой. (Источник изображения)

Практика - выбор конденсатора

Давайте перейдем к сфере практичности и поговорим о том, на что обращать внимание при выборе следующего конденсатора.Необходимо учитывать пять переменных, в том числе:

  • Размер - сюда входит как физический размер вашего конденсатора, так и его общая емкость. Не удивляйтесь, если выбранный вами конденсатор будет самой большой частью вашей печатной платы, так как чем больше вам потребуется емкости, тем больше они станут.
  • Допуск - Конденсаторы, как и их аналоги с резисторами, имеют переменный допуск. Вы найдете допуск для конденсаторов в диапазоне от ± 1% до ± 20% от заявленного значения.
  • Максимальное напряжение - Каждый конденсатор имеет максимальное напряжение, с которым он может работать. В противном случае он взорвется! Вы найдете максимальное напряжение от 1,5 до 100 В.
  • Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) - Как и любой другой физический материал, клеммы конденсатора имеют очень маленькое сопротивление. Это может стать проблемой, если вам нужно помнить о потерях тепла и энергии.
  • Ток утечки - В отличие от наших батарей, в конденсаторах происходит утечка накопленного заряда.И пока он истощается медленно, вам стоит обратить внимание на то, насколько сильно протекает ваш конденсатор, если его основная функция - накопление энергии.

Все заряжены

Вот и все, что вам нужно знать о конденсаторах, чтобы полностью зарядиться для вашего следующего электронного проекта! Конденсаторы - это очаровательная небольшая группа, способная накапливать электрический заряд для множества применений, и они даже могут выступать в качестве вторичного источника питания для этих чувствительных интегральных схем.При работе с конденсаторами внимательно следите за максимально возможным напряжением. В противном случае вы получите несколько взрывающихся крышек, как вы увидите на видео:

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE бесплатно включает тонну библиотек конденсаторов? Приступайте к следующему проекту электроники и забудьте о создании собственных деталей! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня.

,

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *