Skillnad mellan keramisk och elektrolytkondensator

Huvudskillnad - Keramik vs Elektrolytkondensator

Keramiska och elektrolytkondensatorer är två typer kondensatorer som används i elektroniska kretsar. De huvudskillnad mellan keramisk och elektrolytkondensator är det, I keramiska kondensatorer separeras de två ledande plattorna av ett keramiskt material medan, i elektrolytkondensatorer separeras de två ledande plattorna av ett elektrolyt- och ett metalloxidskikt.

Konstruktion av en kondensator

En kondensator är en apparat som kan lagra elektrisk energi. Även om det finns olika typer av kondensatorer, är de flesta av dem baserade på samma grundläggande ritning. Enkelt består en kondensator av två ledande plattor åtskilda av ett isolerande material som kallas "dielektriska”. Huvudstrukturen visas nedan:

Grundkonstruktion av en kondensator

De kapacitans av kondensatorn beskriver hur mycket laddning som en kondensator lagrar när det finns en given potentialskillnad över den. Om var och en av de ledande plattorna har ett område  och de skiljs åt avstånd , då kapacitansen  ges av:

var  är permittivitet, vilken är en egenskap av den dielektriska substansen.

Vad är en keramisk kondensator

En keramisk kondensator är en typ av kondensator vars dielektrikum är ett keramiskt material. I den enklaste konstruktionen av dessa sitter ett lager av ett keramiskt material mellan två ledande plattor. Den vanligaste typen av keramiska kondensatorer är emellertid den så kallade flerskikts chip kondensatorer (MLCC). I MLCCs finns ett antal ledande plattor och ett keramiskt material är sandwichat mellan varje par plattor. Effektivt fungerar de som om de är många små kondensatorer parallellt, vilket ger en stor kombinerad kapacitans.

Keramiska kondensatorer: ett lager (vänster) och multilayer (höger)

Det finns två huvudtyper av keramiska kondensatorer: klass 1 och klass 2. Klass 1 kondensatorer är mer exakta och stabila över ett större temperaturområde medan klass 2 kondensatorer erbjuda mer volymetrisk effektivitet (mer kapacitans per volymenhet).

Vad är en elektrolytkondensator

En elektrolytkondensator är en typ av kondensator som använder en elektrolyt för att öka kapacitansen. Typiskt fungerar aluminium, tantal eller niob som ledande material. De dielektriska i dessa kondensatorer är oxidskiktet som bildar sig på dessa metaller. Eftersom dessa oxidskikt är mycket tunna, I kapacitansen är ekvationen ovan mycket liten, vilket gör kondensatorns kapacitans väldigt hög. I utrymmet mellan ledarna finns det papper som blötläggs i en elektrolyt. Elektrolyten själv verkar som anoden medan en av metallplattorna fungerar som katoden.

Vissa elektrolytkondensatorer

Elektrolytkondensatorer är polariserad. Det betyder att när de är anslutna till kretsar måste varje terminal ges rätt polaritet. Om de är kopplade till fel polaritet kan de bli mycket heta och kan även explodera. För elektrolytkondensatorer, ekvivalent serieresistens (ESR) är ett viktigt begrepp. Om ESR är för hög, skulle strömflödet genom kretsen vara för liten. Figuren nedan visar hur en kondensators ESR (impedans) förändras med motstånd. Varje kurva visar olika kapacitansvärden:

Impedans som funktion av frekvens för kondensatorer av olika kapacitanser

Observera att för varje typ av kondensator finns en frekvens vid vilken impedansen är minst. Denna frekvens är den resonansfrekvens hos kondensatorn. Notera att när kapacitansen blir större blir resonansfrekvensen mindre.

Skillnad mellan keramisk och elektrolytkondensator

Strukturera:

I keramiska kondensatorer, keramik separerar de ledande ytorna.

I elektrolytkondensatorer, metalloxidskikt och en elektrolyt separerar de ledande ytorna.

Genomslags:

I keramiska kondensatorer, en keramisk substans utgör den dielektriska.

I elektrolytkondensatorer, dielektrikumet består av ett mycket tunt oxidskikt.

Polarisering:

Keramiska kondensatorer polariseras inte.

Elektrolytkondensatorer polariseras.

ESR:

Keramiska kondensatorer har typiskt låga ESR-värden.

ESR i elektrolytkondensatorer är vanligtvis högre och starkare beroende av frekvensen.

mikrofoni:

Keramiska kondensatorer utställning mikrofoni: En effekt där mekaniska vibrationer leder till elektrisk ljud i kretsar.

Elektrolytkondensatorer Utställ inte mikrofon.

Image Courtesy:

"Ett diagram av en enkel parallellplatta kondensator" av inductiveload (egen ritning, gjort i Inkscape 0.44) [Public Domain], via Wikimedia Commons

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

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

"Några olika stilar av aluminium och tantal elektrolytkondensatorer" av Elcap (eget arbete) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons

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