Разделительные конденсаторы - какие типы ставить в каких случаях?

[bondar100]

Помогите новичку разобраться в вопросе.

Я собираю сейчас несколько схем усилителей. В одних из них по схеме ставят в качестве разделительных полипропилен от 10 мкф до 3х10 мкф, в других - электролит.

Читал мнения на форумах. Кто-то пишет, что любой полипропилен лучше любого электролита. Кто-то пишет, что большой полипропилен подходит для фильтров АС, а в качестве разделительного звучит плохо.

Однако, например, в предусилителях и в усилителях А-класса Нельсон Пасс применяет полипропилен для разделения с относительно большой поляризацией. Встречал я схемы усилителей, где полипропилен стоял на входе и без поляризации. Однако немало схем, где на вход ставится электролит 10-20 мкф.

Существуют ли какие-то принципы?

P.S. в ветке про конденсаторы на мой вопрос, чем отделить выход DSP от ОУ уважаемый Elms мне посоветовал электролит, а не полипропилен, как я сначала думал. Я закупил электролиты, но мне нужно закупать конденсаторы и для других проектов.

PPS Задача получить наиболее прозрачный звук в СЧ или ВЧ диапазоне (по отдельности) без учета баса.

[VladimirV]

Это из школьных учебников, где переменные токи не рассматриваются.

Не. Это - принципиальное определение, что такое электрический ток. Не важно, какой формы. Там, где нету перемещения зарядов - тока нету! Ни постоянного, ни переменного. И о скорости распространения или перемещения речь не идет. Речь о том, есть перемещение, или нету.

---------- Сообщение добавлено 21:00 ---------- Предыдущее сообщение было 20:57 ----------

Равно как не переползает через этот барьер никаких электронов проводимости, дырок, никаких анионов/катионов!

Эк Вас барьер заинтересовал. А до барьера зарядам надо перемещаться или нет? В конденсаторе электролитическом до барьера заряды через что добираются? Через электролит, посредством нелинейной ионной проводимости. Это же очевидно!

[_Сам_]

Так что нету никакого тока через конденсатор

постоянного нет. А переменный есть. Собственно при токе 1 А за секунду через сечение ножки конденсатора протекает заряд 1 Кулон. Делим на заряд электрона и получаем сколько электронов втекло/вытекло.

[bondar100]

bondar100 - читайте даташиты и все. Относится к любой радиодетали. По любому слушайте сами - для себя же делайте.

Акустика находится в Киеве, а к майским нужно сделать усилители к ней. Слушать дома не на чем. Нужны какие-то общепризнанные решения. Приходится троллить форум))

[VladimirV]

Почему-то никто не упоминает слюдяные, фторопластовые конденсаторы.

Дак это те же пленочные, о которых и была выше речь. Я даже дал простой индикатор качества материала изолятора с т.з. линейности - чем ниже диэлектрическая проницаемость материала изолятора - тем лучше конденсатор.
Слюдяные я использую. Фторопластовые - нет, просто потому, что их и негде взять.
Что касается бумагомасляных - у них есть несомненый исторический гандикап - они были первыми! И очень долго доминировали в звуковой аппаратуре. Ну и слюда - тогда же. Скажем, до рождения того же Alex-а других то конденсаторов и не было: бумага да слюда. И этот факт из истории техники никуда не деть.

---------- Сообщение добавлено 21:13 ---------- Предыдущее сообщение было 21:11 ----------

Делим на заряд электрона и получаем сколько электронов втекло/вытекло.

Совершенно верно! Как и то, что в электролитическом конденсаторе все это количество обязано пролезть через электролит с его нелинейной ионной проводимостью.
Почему про это не хотят думать - мне не понятно.

---------- Сообщение добавлено 21:21 ---------- Предыдущее сообщение было 21:13 ----------

сделать усилители к ней

На какой элементной базе? Если каменный - делайте без разделительных конденсаторов. Или с одним-двумя, пленочными, пропиленовыми.

[ИГВИН]

Хоть переменный, хоть постоянный - не важно. Через изолятор (одна из основных частей конденсатора) никаких электронов не проскакивает. Там даже "изолятор" не нужен. Достаточно, чтоб там было "ничего" - вакуум. Никак не переползает через этот барьер никаких электронов проводимости, дырок, никаких анионов/катионов!
Так что нету никакого тока через конденсатор

Нету-нету...
Вообще я бы это в школе преподавал таки. Не все потом идут дальше учиться, или идут в гуманитарные науки.
А электричество - оно вокруг и рядом. И надо иметь хотя бы примитивные представления о том, что тебя окружает.

[Alex]

Скажем, до рождения того же Alex-а других то конденсаторов и не было: бумага да слюда. И этот факт из истории техники никуда не деть.

Ты в этом также уверен, как и в том, что ток в проводе это движение электронов в нем?

With the development of plastic materials by organic chemists during the Second World War, the capacitor industry began to replace paper with thinner polymer films. One very early development in film capacitors was described in British Patent 587,953 in 1944. The introduction of plastics in plastic film capacitors was approximately in the following historic order: polystyrene (PS) in 1949, polyethylene terephthalate (PET/"polyester") and cellulose acetate (CA) in 1951, polycarbonate (PC/Lexan) in 1953, polytetrafluoroethylene (PTFE/Teflon) in 1954, polyparylene in 1954, polypropylene (PP) in 1954, polyethylene (PE) in 1958, and polyphenylene sulphide (PPS) in 1967.

Извини, но меня в выделенные годы еще даже в проекте небыло

[bondar100]

Offтопик:

Физиков (всех!) учили в том числе и явлениям, лежащим в основе работы конденсатора

Вопросы нелинейности диэлектрика - это разве "основы"?
Конкретно я учил общую физику по учебнику Савельева "Курс общей физики". Не помню я там такого. Может, кто-то помнит? Я готов признать свою неправоту и безграмотность.

[VladimirV]

Так что нету никакого тока через конденсатор

Вы прям как Президент - подменяете понятия прямо по ходу разговора. Через изолятор перемещения зарядов нету - это правда. Но через конденсатор ток переменный - есть. Почему? Да потому что конденсатор не из одного изолятора состоит.

[ИГВИН]

Потыкал в интернет.
Оказывается, в школе изучают "плоский конденсатор" и его емкость...
Формулы пишут. Задачи решают. А знаний, настоящих - не дают, видимо.
Потому что всё за 45 лет ни фига не поменялось - так и рассматривают только на постоянном токе.

[VladimirV]

но меня в выделенные годы еще даже в проекте небыло

А ты у родителей своих интересовался? Или сам так решил? Или ты там родился, где все это было?
У нас в стране это все появилось несколько позднее. Аккурат, перед твоим рождением.

[ИГВИН]

Через изолятор перемещения зарядов нету - это правда. Но через конденсатор ток переменный - есть.

Ну а постоянного - нет.
И определение тока как направленного движения электронов входит в противоречие с тем, что "через конденсатор ток переменный - есть".
Потому что определение неполно, и касается лишь частного случая постоянного тока.

[VladimirV]

А знаний, настоящих - не дают, видимо.

У нас в политехе на первом курсе общую физику читала молодая кандидатша наук. Это был смех и слезы, а не физика. Ужас.
Какая на фиг школа, если выпускники ВУЗов соображать не хотят?!

---------- Сообщение добавлено 21:45 ---------- Предыдущее сообщение было 21:42 ----------

И определение тока как направленного движения электронов входит в противоречие с тем, что "через конденсатор ток переменный - есть".

Ничуть. Если бы в определении было бы слово "однонаправленное" - то да. Через конденсатор - т.е. через выводы от его обкладок упорядоченное движение зарядов на переменном токе есть. Обязательно! Просто Виктор хитро передернул. Как на недавней прессконференции - некрасиво так....

[shura1959]

Offтопик:

Больший потенциал позволяет сильнее утрамбовать и разредить толпу электронов.

Отличная формулировка, думаю, Георг Ом пожал бы Вам руку.

.. да зачем там магнитное поле-то.. Поле - электрическое (ключевое слово - поляризация)..

В конденсаторе переменная составляющая поля - электромагнитная, заряды то движутся (если я правильно понял Вашу мысль).

[ViktKors]

Эк Вас барьер заинтересовал. А до барьера зарядам надо перемещаться или нет? В конденсаторе электролитическом до барьера заряды через что добираются? Через электролит, посредством нелинейной ионной проводимости. Это же очевидно!

Это совсем не так просто/очевидно. Постараюсь написать.

---------- Сообщение добавлено 22:05 ---------- Предыдущее сообщение было 22:01 ----------

Просто Виктор хитро передернул.

Вы так говорите, будто это что-то плохое
Нехорошо было бы, если бы это вводило в заблуждение. А так очевидная абсурдность показывает насколько вводит в заблуждение именно "школьное" определение про перемещение зарядов. Под "перемещением" часто неявно подразумевается миграция (ионный ток), в то время как в данном случае скорее имеет место "смещение" ионов. Фактически полярзация ионой среды. Процесс, кстати, относительно линейный.

попробую написать..

[VladimirV]

Постараюсь написать.

Это хорошо! Заодно будет возможность исправиться - упорядоченного движения зарядов через изолятор нету, а через конденсатор - есть на переменном токе.

[ViktKors]

В конденсаторе переменная составляющая поля - электромагнитная, заряды то движутся

в том-то и дело. "Движутся" - это в аккумуляторе, или при галвано-осаждении. А тут практически только колеблются. Магнитная составляющая обычно пренебрежимо мала, все достаточно неплохо описывается электрической.

[VladimirV]

Постараюсь написать.

Это хорошо! Заодно будет возможность исправиться - упорядоченного движения зарядов через изолятор нету, а через конденсатор - есть на переменном токе.

в то время как в данном случае скорее имеет место "смещение" ионов.

Точнее - перемещение. Но нас интересует в свете данной темы другое - не на сколько смещаются ионы, а есть ли обмен электронами между ионами и электродом. Ибо именно там, на этом обмене, и сидит неприятная нелинейность. Если бы была просто поляризация ионной среды - обмена бы не было. И не рождалась бы нелинейность.
В этих нюансах как раз и кроется тот самый черт, что рождает нелинейность.

[bondar100]

Offтопик:

Точнее - перемещение. Но нас интересует в свете данной темы другое - не на сколько смещаются ионы, а есть ли обмен электронами между ионами и электродом. Ибо именно там, на этом обмене, и сидит неприятная нелинейность. Если бы была просто поляризация ионной среды - обмена бы не было. И не рождалась бы нелинейность.
В этих нюансах как раз и кроется тот самый черт, что рождает нелинейность.

Так я понимаю, и Вы, и ViktKors как раз это все изучали в нормальных физических ВУЗах.
Так откуда же недопонимание среди их выпускников?
Вот чудеса!

[ViktKors]

Точнее - перемещение. Но нас интересует в свете данной темы другое - не на сколько смещаются ионы, а есть ли обмен электронами между ионами и электродом. Ибо именно там, на этом обмене, и сидит неприятная нелинейность. Если бы была просто поляризация ионной среды - обмена бы не было.

А почему Вы решили, что там есть обмен?

Электролит, это по сути два конденсатора, включенные последовательно.
Один - практически обычный конденсатор с диэлектриком из оксида алюминия. Чисто алюминиевая фольга - одна обкладка, граница с электролитом - вторая.

Второй конденсатор, это, по сути, то, что известно как "ионистор". Конденсатор, в котором диэлектрик имеет ионную природу - смесь положительных и отрицательных ионов (катионов и анионов).
Ионы движутся под действием сколь угодно малого электрического поля (относительно линейный процесс, есть потери на вязкость - одна из причин ненулевого ESR конденсатора).
Но вот взаимодействие с поверхностью - Это куда более сложный процесс, определяемый электрохимическими потенциалами электролита, и материалов обкладок. Но поскольку я не электрохимик/гальванист, а типа "физика на доверии", об это не будем. Разве что четыре момента:
1. часто есть "электрохимическое окно" - диапазон потенциалов (доли вольта-вольты), когда вообще никакого обмена зарядами между электролитом и обкладками нет (нет осаждения/растворения, или оксидирования/восстановления). В этих пределах электролит - чистый диэлектрик, не проводит постоянный ток.
2. если приложить к электролиту такой (небольшой) потенциал, ионы начнут смещаться к противоположно заряженным обкладкам. Анионы - к плюсу, катионы - к минусу.
Когда приложенный потенциал скомпенсируется, движение ионов прекратится.
Выглядит это так: обкладка, на ней слой ионов, потом нейтральный электролит, затем слой других ионов, прилегающий к другой обкладке.
Причем толщина этих слоев ионов - один-пара монослоев. (это называется "приповерхностный двойной слой"). Естественно, все это не очень упорядоченно.

3. Получается, что эта вся конструкция с электролитом под напряжением выглядит как "суб"конденсатор "обкладка - ионный слой", объем (где анионы и катионы перемешаны), второй "суб"конденсатор. Расстояние между слоем ионов и обкладкой ничтожно, поэтому емкость таких "суб"конденсаторов просто гигантская. Гигантская емкость означает, что в составе устройства под названием "электролитический конденсатор" основное напряжение будет падать на оксидном слое алюминия, а на приповерхностных двойных слоях в электролите будет совсем немного напряжения. Как раз достаточно, чтобы не шло никакого обмена зарядами с обкладками.

4. При смене внешнего напряжения, все процессы в электролите ограничиваются этими приповерхностными слоями, причем под небольшим потенциалом. Буквально: напряжения нет - возле обкладок смесь анионов и катионов. Приложили напряжение- катионы и анионы сдвинулись на расстояние размера иона - к обкладке прилип один (!) слой ионов нужной полярности (не обязательно целый слой).

***
В этом приближении все хорошо. В реальности все несколько сложнее. Например, если напряжение на двойном слое велико, в дополнение к ионной проводимости может активироваться электронная (как в полупроводниках) - это уже нелинейность. Если этого будет много - процессы осаждения/растворения на обкладках - выход конденсатора из строя. Но чаще электронная проводимость (и соответствующий ток) просто разложат/разогреют электролит и конденсатор взорвется/потечет.


Но в сабжевом аспекте куда важнее то, что получается, если стремиться выжать из электролита побольше. Тут полная аналогия с полупроводниками в контакте с металлами. Упрощенно, увеличение подвижности и плотности ионов в электролите приводит к тому, что приповерхностный слой оказывается настолько хорош и тонок, что возникают туннельные токи, "пробивающие" "ионистор" (приповерхностный двойной слой в электролите).
Это отчасти как "омический контакт" металл/полупроводник - штука вполне полезная, но не всегда идеально линейная. Причем нелинейная именно "в нуле".
Т.е. и шунтирование неэлектролитом не очень-то поможет.


П.С. Как-то так получается, если 15 минут посмотреть сторонним взглядом неспециалиста на электролитический конденсатор.
Кстати, почти без передергиваний. С формулами/картинками было бы точнее и проще, но для форума это жесткий неформат, да и времени на это жаль.

Отсюда следует обязательное:
П.П.С. " ... какой-то дисклеймер ..."

[hydr]

"Согласно Максвеллу, если всякое пере*менное магнитное поле возбуждает в окру*жающем пространстве вихревое электри*ческое поле, то должно существовать и об*ратное явление: всякое изменение элек*трического поля должно вызывать появле*ние в окружающем пространстве вихрево*го магнитного поля. Для установления количественных соотношений между изме*няющимся электрическим полем и вызыва*емым им магнитным полем Максвелл ввел в рассмотрение так называемый ток сме*щения."

Это ключевое пояснение из которого явствует, что откуда берется. Вспоминаем электромагнитную индукцию, взаимодействие обмоток трансформатора и тд. и тп.
К сожалению уже давно не считают нужным студентам электрикам преподавать ЭЛЕКТРОДИНАМИКУ. Великая дисциплина и как по мне без знания последней нельзя называться инженером электриком.

С уважением hydr.