Forskjellen mellom keramisk og elektrolytisk kondensator

Hovedforskjell - Keramisk vs Elektrolytkondensator

Keramiske og elektrolytiske kondensatorer er to typer kondensatorer som brukes i elektroniske kretser. De hovedforskjell mellom keramisk og elektrolytisk kondensator er det, I keramiske kondensatorer separeres de to ledende platene av et keramisk materiale mens, I elektrolytkondensatorer separeres de to ledende platene av en elektrolytt og et metalloksydlag.

Konstruksjon av kondensator

En kondensator er en enhet som kan lagre elektrisk energi. Selv om det finnes forskjellige typer kondensatorer, er de fleste av dem basert på samme grunnleggende tegning. Enkelt sett består en kondensator av to ledende plater adskilt av et isolerende materiale kalt "dielektrisk“. Hovedstrukturen er vist nedenfor:

Grunnleggende struktur av kondensator

De kapasitans av kondensatoren beskriver hvor mye ladning en kondensator lagrer når det er en potensiell forskjell på tvers av den. Hvis hver av de ledende platene har et område  og de er adskilt med avstand , så kapasitansen  er gitt av:

hvor  er den permittiviteten, som er en egenskap av det dielektriske stoffet.

Hva er en Keramisk kondensator

En keramisk kondensator er en type kondensator hvis dielektrisk er et keramisk materiale. I den enkleste konstruksjonen av disse sitter et lag av et keramisk materiale mellom to ledende plater. Imidlertid er den mest brukte typen keramiske kondensatorer den såkalte flerlags chip kondensatorer (MLCC). I MLCC er det en rekke ledende plater og et keramisk materiale er sandwichet mellom hvert par plater. Effektivt fungerer de som om de er mange små kondensatorer parallelt, noe som gir en stor kombinert kapasitans.

Keramiske kondensatorer: enkeltlag (venstre) og flerlags (høyre)

Det finnes to hovedtyper av keramiske kondensatorer: klasse 1 og klasse 2. Klasse 1 kondensatorer er mer nøyaktige og stabile over et større temperaturområde mens klasse 2 kondensatorer tilby mer volumetrisk effektivitet (mer kapasitans per voluminnhold).

Hva er en elektrolytisk kondensator

En elektrolytisk kondensator er en type kondensator som bruker en elektrolytt for å øke dens kapasitans. Vanligvis fungerer aluminium, tantal eller niob som ledende materiale. Den dielektriske i disse kondensatorene er oksydlaget som dannes på disse metallene. Siden disse oksidlagene er veldig tynne, er det I kapasitansen er ligningen ovenfor svært liten, noe som gjør kapasitansen til kondensatoren meget høy. I mellomrommet mellom ledere er det papirer som er gjennomvåt i en elektrolytt. Elektrolytten selv virker som anoden mens en av metallplattene virker som katoden.

Noen elektrolytiske kondensatorer

Elektrolytkondensatorer er polarisert. Dette betyr at når de er koblet til kretser, må hver terminal få riktig polaritet. Hvis de er forbundet med feil polaritet, kan de bli veldig varme og kan til og med eksplodere. For elektrolytkondensatorer, ekvivalent serieresistens (ESR) er et viktig konsept. Hvis ESR er for høy, vil strømmen gjennom kretsen være for liten. Figuren under viser hvordan ESR (impedans) av en kondensator endres med motstand. Hver kurve viser forskjellige kapasitansverdier:

Impedans som en funksjon av frekvens for kondensatorer av forskjellige kapasitanser

Merk at for hver type kondensator er det en frekvens hvor impedansen er minst. Denne frekvensen er resonansfrekvens av kondensatoren. Merk at når kapasitansen blir større, blir resonansfrekvensen mindre.

Forskjellen mellom keramisk og elektrolytisk kondensator

Struktur:

I keramiske kondensatorer, Keramikk skiller de ledende overflatene.

I elektrolytkondensatorer, metalloksydlag og en elektrolytt skiller de ledende overflater.

dielektrisk:

I keramiske kondensatorer, en keramisk substans utgjør dielektriske.

I elektrolytkondensatorer, den dielektriske består av et veldig tynt oksidlag.

polarisering:

Keramiske kondensatorer er ikke polarisert.

Elektrolytkondensatorer er polarisert.

ESR:

Keramiske kondensatorer har vanligvis lave ESRer.

ESR i elektrolytkondensatorer er vanligvis høyere og sterkere avhengig av frekvensen.

Microphony:

Keramiske kondensatorer utstilling microphony: En effekt der mekaniske vibrasjoner fører til elektrisk støy i kretsløp.

Elektrolytkondensatorer Ikke vis mikrofoni.

Bilde Courtesy:

"Et diagram av en enkel parallell plate kondensator" ved inductiveload (egen tegning, gjort i Inkscape 0.44) [Public Domain], via Wikimedia Commons

"Keramik-Scheibenkondensator" av Elcap, Jens Both (eget arbeid) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modified)

"Mlcc-Bauformen" av Elcap, Jens Both (eget arbeid) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons (Modified)

"Noen forskjellige stiler av aluminium og tantal elektrolytisk kondensatorer" av Elcap (eget arbeid) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons

"Impedanzkurven verschiedener Kapazitätswerte aus unterschiedlichen Kondensatorfamilien" av Elcap, Jens Both (eget arbeid) [GFDLv1.2], via Wikimedia Commons