Конденсаторы постоянной емкости: Постоянные конденсаторы, конденсатор постоянной ёмкости, неполярный конденсатор, напряжение на конденсаторе

Содержание

Конденсаторы постоянной емкости. Виды конденсаторов, их классификация

Конденсатором называется элемент электрической цепи, служащий в качестве накопителя заряда.

Областей применения этого устройства сейчас много, чем и обусловлен их большой ассортимент. Они различаются по материалам, из которых изготовлены, назначению, диапазону основного параметра. Но главной характеристикой конденсатора является его емкость.

Принцип работы конденсатора

Конструкция

На схемах конденсатор обозначается в виде двух параллельных линий, не связанных между собой:

Это соответствует его простейшей конструкции — двум пластинам (обкладкам), разделенным диэлектриком. Фактическое исполнение этого изделия чаще всего представляет собой завернутые в рулон обкладки с прослойкой диэлектрика или иные причудливые формы, но суть остается той же самой.

Электрическая ёмкость – способность проводника накапливать электрические заряды. Чем больше заряд вмещает проводник при данной разности потенциалов, тем больше ёмкость. Зависимость между зарядом Q и потенциалом φ выражается формулой:

где Q — заряд в кулонах (Кл), φ — потенциал в вольтах (В).−12 Ф/м, электрическая постоянная, а ε — диэлектрическая проницаемость среды (табличная величина для каждого вещества).

В реальной жизни нам чаще приходится иметь дело не с одним проводником, а с системами таковых. Так, в обычном плоском конденсаторе емкость будет прямо пропорциональна площади пластин и обратно — расстоянию между ними:

C=εε0S/d

ε здесь — диэлектрическая проницаемость прокладки между пластинами.

Емкость параллельных и последовательных систем

Параллельное соединение емкостей представляет собой один большой конденсатор с тем же слоем диэлектрика и суммарной площадью пластин, поэтому общая емкость системы представляет собой сумму таковых у каждого из элементов. Напряжение при параллельном соединении будет одним и тем же, а заряд распределится между элементами схемы.​

C=C1+C2+C3

Последовательное соединение конденсаторов характеризуется общим зарядом и распределенным напряжением между элементами. Поэтому суммируется не емкость, а обратная ей величина:

1/C=1/С1+1/С2+1/С3

Из формулы емкости одиночного конденсатора можно вывести, что при одинаковых элементах, соединенных последовательно, их можно представить в виде одного большого с той же площадью обкладки, но с суммарной толщиной диэлектрика.2)/2C

где U — напряжение между обкладками, а q — накопленный заряд.

Конденсатор в колебательном контуре

В замкнутом контуре, содержащем катушку и конденсатор, может быть сгенерирован переменный ток.

После зарядки конденсатора он начнет саморазряжаться, давая возрастающий по силе ток. Энергия разряженного конденсатора станет равной нулю, зато магнитная энергия катушки — максимальной. Изменение величины тока вызывает ЭДС самоиндукции катушки, и она по инерции пропустит ток в сторону второй обкладки, пока та полностью не зарядится. В идеальном случае такие колебания бесконечны, а в реальности они быстро затухают. Частота колебаний зависит от параметров как катушки, так и конденсатора:

где L — индуктивность катушки.

Конденсатор может обладать собственной индуктивностью, что можно наблюдать при повышении частоты тока в цепи. В идеальном случае эта величина незначительна, и ей можно пренебречь, но в реальности, когда обкладки представляют собой свернутые пластинки, не считаться с этим параметром нельзя, особенно если речь идет о высоких частотах. В таких случаях конденсатор совмещает в себе две функции, и представляет собой своеобразный колебательный контур с собственной резонансной частотой.

Эксплуатационные характеристики

Помимо указанных выше емкости, собственной индуктивности и энергоемкости, реальные конденсаторы (а не идеальные) обладают еще рядом свойств, которые нужно учитывать при выборе этого элемента для цепи. К ним относятся:

Чтобы понять, откуда берутся потери, необходимо разъяснить, что представляют собой графики синусоидальных тока и напряжения в этом элементе. Когда конденсатор заряжен максимально, ток в его обкладках равен нулю. Соответственно, когда ток максимален, напряжение отсутствует. То есть напряжение и ток сдвинуты по фазе на угол 90 градусов. В идеале конденсатор обладает только реактивной мощностью:

Q=UIsin 90

В реальности же обкладки конденсатора обладают собственным сопротивлением, а часть энергии расходуется на нагрев диэлектрика, что обуславливает ее потери. Чаще всего они незначительны, но иногда ими пренебрегать нельзя. Основной характеристикой этого явления служит тангенс угла диэлектрических потерь, представляющий собой отношение активной мощности (даваемой малыми потерями в диэлектрике) и реактивной. Измерить эту величину можно теоретически, представив реальную емкость в виде эквивалентной схемы замещения — параллельной или последовательной.

Определение тангенса угла диэлектрических потерь

При параллельном соединении величина потерь определяется отношением токов:

tgδ = Ir/Ic = 1/(ωCR)

В случае последовательного соединения угол вычисляется соотношением напряжений:

tgδ = Ur/Uc = ωCR

В реальности для замеров tgδ пользуются прибором, собранным по мостовой схеме. Его применяют для диагностики потерь в изоляции у высоковольтного оборудования. С помощью измерительных мостов можно измерять и другие параметры сетей.

Номинальное напряжение

Этот параметр указывается на маркировке. Он показывает предельную величину напряжения, которое может быть подано на обкладки. Превышение номинала может привести к пробою конденсатора и выходу его из строя. Зависит этот параметр от свойств диэлектрика и его толщины.

Полярность

Некоторые конденсаторы имеют полярность, то есть в схему его необходимо подключать строго определенным образом. Связано это с тем, что в качестве одной из обкладок используется какой-либо электролит, а диэлектриком служит оксидная пленка на другом электроде. При изменении полярности электролит просто разрушает пленку и конденсатор перестает работать.

Температурный коэффициент емкости

Он выражается отношением ΔC/CΔT где ΔT — изменение температуры окружающей среды. Чаще всего эта зависимость линейна и незначительна, но для конденсаторов, работающих в агрессивных условиях, ТКЕ указывается в виде графика.

Выход конденсатора из строя обусловлен двумя основными причинами — пробоем и перегревом. И если в случае пробоя некоторые их виды способны к самовосстановлению, то перегрев со временем приводит к разрушению.

Перегрев обусловлен как внешними причинами (нагреванием соседних элементов схемы), так и внутренними, в частности, последовательным эквивалентным сопротивлением обкладок. В электролитических конденсаторах он приводит к испарению электролита, а в оксиднополупроводниковых — к пробою и химической реакции между танталом и оксидом марганца.

Опасность разрушения в том, что часто оно происходит с вероятностью взрыва корпуса.

Техническое исполнение конденсаторов

Классифицировать конденсаторы можно по нескольким группам. Так, в зависимости от возможности регулировать емкость их разделяют на постоянные, переменные и подстроечные. По своей форме они могут быть цилиндрическими, сферическими и плоскими. Можно делить их по назначению. Но самой распространенной классификацией является таковая по типу диэлектрика.

Бумажные конденсаторы

В качестве диэлектрика используется бумага, очень часто — промасленная. Как правило, такие конденсаторы отличает большой размер, но были варианты и в небольшом исполнении, без промасливания. Используются в качестве стабилизирующих и накопительных устройств, а из бытовой электроники постепенно вытесняются более современными пленочными моделями.

При отсутствии промасливания имеют существенный недостаток — реагируют на влажность воздуха даже при герметичной упаковке. Промокшая бумага увеличивает энергопотери.

Диэлектрик в виде органических пленок

Пленки могут быть выполнены из органических полимеров, таких как:

  • полиэтилентерифталат;
  • полиамид;
  • поликарбонат;
  • полисульфон;
  • полипропилен;
  • полистирол;
  • фторопласт (политетрафторэтилен).

По сравнению с предыдущими, такие конденсаторы имеют более компактные размеры, не увеличивают диэлектрические потери при увеличении влажности, но многие из них подвергаются риску выхода из строя при перегреве, а те, что этого недостатка лишены, отличаются более высокой стоимостью.

Твердый неорганический диэлектрик

Это может быть слюда, стекло и керамика.

Преимуществом этих конденсаторов считается их стабильность и линейность зависимости емкости от температуры, приложенного напряжения, а у некоторых — даже от радиации. Но иногда сама такая зависимость становится проблемой, и чем она менее выражена, тем дороже изделие.

Оксидный диэлектрик

С ним выпускаются алюминиевые, твердотельные и танталовые конденсаторы. Они имеют полярность, поэтому выходят из строя при неправильном подключении и превышении номинала напряжения. Но при этом они обладают хорошей емкостью, компактны и стабильны в работе. При правильной эксплуатации могут работать около 50 тыс. часов.

Вакуум

Такие устройства представляют собой стеклянную или керамическую колбу с двумя электродами, откуда выкачан воздух. В них практически отсутствуют потери, но малая емкость и хрупкость ограничивают сферу их применения радиостанциями, где величина емкости не так важна, а вот устойчивость к нагреву имеет принципиальное значение.

Двойной электрический слой

Если посмотреть, для чего нужен конденсатор, то можно понять, что этот тип — не совсем он. Скорее, это дополнительный или резервный источник питания, в качестве чего они и используются. Одни категория таких устройств — ионисторы — содержат в себе активированный уголь и слой электролита, другие работают на ионах лития. Емкость этих приборов может составлять до сотен фарад. К их недостаткам можно отнести высокую стоимость и активное сопротивление с токами утечки.

Каким бы ни был конденсатор, есть два обязательным параметра, которые должны быть отражены в маркировке — это его емкость и номинальное напряжение.

Помимо этого, на большинстве из них существует цифро-буквенное обозначение его характеристик. В соответствии с российскими стандартами конденсаторы маркируются четырьмя знаками.

Первая буква К означает «конденсатор», следующая цифра — вид диэлектрика, далее следует указатель назначения в виде буквы; последний значок может означать как тип конструкции, так и номер разработки, это уже зависит от завода-изготовителя. Третий пункт часто пропускается. Используется такая маркировка на достаточно крупных изделиях, где ее можно разместить. По ГОСТ расшифровка будет выглядеть так:

Первые буквы:

  1. К — конденсатор постоянной емкости.
  2. КТ — подстроечник.
  3. КП — конденсатор переменной емкости.

Вторая группа — тип диэлектрика:

На маленьких конденсаторах всего этого не разместить, поэтому там применяется сокращенная маркировка, которая с непривычки может даже потребовать калькулятора, а иногда — лупу. В этой маркировке зашифрованы емкость, номинал напряжения и отклонения от основного параметра. Остальные параметры наносить нет смысла: это, как правило, керамические конденсаторы.

Маркировка керамических конденсаторов

Иногда с ними все просто — емкость отмечена числом и единицами: pF — пикофарад, nF — нанофарад, μF — микрофарад, mF — миллифарад. То есть, надпись 100nF можно читать прямо. Номинал, соответственно, числом и буквой V. Но иногда не умещается и это, потому применяют сокращения. Так, часто емкость умещается в трех цифрах (103, 109 и т. д.), где последняя означает число нулей, а первые две — емкость в пикофарадах.-12 Ф.

На устройствах SMD емкость в пикофарадах обозначает буква, а цифра после нее — степень 10, на которую надо умножить это значение.

Э лектрические конденсаторы служат для накопления электроэнергии. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин — обкладок и диэлектрика находящегося между ними. Если к конденсатору подключить источник питания, то на обкладках возникнут разноименные заряды и появится электрическое поле притягивающее их на встречу, друг к другу. Эти заряды остаются после отключения источника питания, энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

Параметр конденсатора Тип конденсатора
Керамический Электролитический На основе металлизированной пленки
От 2,2 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 68000 мкФ 1 мкФ до 16 мкФ
± 10 и ±20 ±10 и ±50 ±20
50 — 250 6,3 — 400 250 — 600
Стабильность конденсатора Достаточная Плохая Достаточная
От -85 до +85 От -40 до +85 От -25 до +85

В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,тиконд,ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность. Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты.

В электролитических полярных конденсаторах диэлектриком служит слой оксида, нанесенный на металлическую фольгу. Другая обкладка образуется из пропитанной электролитом бумажной ленты.

В твердотельных оксидных конденсаторах жидкий диэлектрик заменен специальным токопроводящим полимером. Это позволяет увеличить срок службы(и надежность). Недостатками твердотельных оксидных конденсаторов являются более высокая цена и ограничения по напряжению(до 35 в).

Оксидные электролитические и твердотельные конденсаторы отличаются большой емкостью, при относительно малых размерах. Эта их особенность определяется тем, что толщина оксида — диэлектрика очень мала.

При включении оксидных конденсаторов в цепь, необходимо соблюдать полярность. В случае нарушения полярности, электролитические конденсаторы взрываются, твердотельные — просто выходят из строя. Что бы полностью избежать возможности взрыва(у электролитических конденсаторов), некоторые модели снабжаются предохранительными клапанами(отсутствуют у твердотельных). Область применения оксидных (электролитических и твердотельных) конденсаторов — разделительные цепи усилителей звуковой частоты, сглаживающие фильтры источников питания постоянного тока.

Конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания.

Таблица 2.


Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе полиэстера и полипропилена.
Параметр конденсатора Тип конденсатора
Слюдяной На основе полиэстера На основе полипропилена
Диапазон изменения емкости конденсаторов От 2,2 пФ до 10 нФ От 10 нФ до 2,2 мкФ От 1 нФ до 470 нФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 1 ± 20 ± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В 350 250 1000
Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Хорошая
Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С От -40 до +85 От -40 до +100 От -55 до +100

Слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прокладывания между обкладками из фольги слюдяных пластин, или наоборот — металлизацией слюдяных пластин. Слюдяные конденсаторы находят применение в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах высокочастотных помех и генераторах. Конденсаторы на основе полиэстера — это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока.

Таблица 3.


Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена и тантала.

Параметр конденсатора

Тип конденсатора

На основе поликарбоната

На основе полистирена

На основе тантала

Диапазон изменения емкости конденсаторов От 10 нФ до 10 мкФ От 10 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 100 мкФ
Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 20 ± 2,5 ± 20
Рабочее напряжение конденсаторов, В 63 — 630 160 6,3 — 35
Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Достаточная
Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С От -55 до +100 От -40 до +70 От -55 до +85

Конденсаторы на основе поликарбоната используются в фильтрах, генераторах и времязадающих цепях. Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются тоже, во времязадающих и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения.

В металлобумажных конденсаторах общего назначения, обкладки изготавливаются путем напыления металла на бумагу пропитанную специальным составом и покрытые тонким слоем лака.

Код Емкость(пФ) Емкость(нФ) Емкость(мкФ)
109 1,0(пФ) 0,001(нФ) 0,000001(мкФ)
159 1,5(пФ) 0,0015(нФ) 0,0000015(мкФ)
229 2,2(пФ) 0,0022(нФ) 0,0000022(мкФ)
339
3,3(пФ) 0,0033(нФ) 0,0000033(мкФ)
479 4,7(пФ) 0,0047(нФ) 0,0000047(мкФ)
689 6,8(пФ) 0,0068(нФ) 0,0000068(мкФ)
100 10(пФ) 0,01(нФ) 0,00001(мкФ)
150 15(пФ) 0,015(нФ) 0,000015(мкФ)
220 22(пФ) 0,022(нФ) 0,000022(мкФ)
330
33(пФ)
0,033(нФ) 0,000033(мкФ)
470 47(пФ) 0,047(нФ) 0,000047(мкФ)
680 68(пФ) 0,068(нФ) 0,000068(мкФ)
101 100(пФ) 0,1(нФ) 0,0001(мкФ)
151 150(пФ) 0,15(нФ) 0,00015(мкФ)
221 220(пФ) 0,22(нФ) 0,00022(мкФ)
331 330(пФ) 0,33(нФ) 0,00033(мкФ)
471 470(пФ) 0,47(нФ) 0,00047(мкФ)
681 680(пФ) 0,68(нФ) 0,00068(мкФ)
102 1000(пФ) 1(нФ) 0,001(мкФ)
152 1500(пФ) 1,5(нФ) 0,0015(мкФ)
222 2200(пФ) 2,2(нФ) 0,0022(мкФ)
332 3300(пФ)
3,3(нФ)
0,0033(мкФ)
472 4700(пФ) 4,7(нФ) 0,0047(мкФ)
682 6800(пФ) 6,8(нФ) 0,0068(мкФ)
103 10000(пФ) 10(нФ) 0,01(мкФ)
153 15000(пФ) 15(нФ) 0,015(мкФ)
223 22000(пФ) 22(нФ) 0,022(мкФ)
333 33000(пФ) 33(нФ) 0,033(мкФ)
473
47000(пФ) 47(нФ) 0,047(мкФ)
683 68000(пФ) 68(нФ) 0,068(мкФ)
104 100000(пФ) 100(нФ) 0,1(мкФ)
154 150000(пФ) 150(нФ) 0,15(мкФ)
224 220000(пФ) 220(нФ) 0,22(мкФ)
334 330000(пФ) 330(нФ) 0,33(мкФ)
474 470000(пФ)
470(нФ)
0,47(мкФ)
684 680000(пФ) 680(нФ) 0,68(мкФ)
105 1000000(пФ) 1000(нФ) 1,0(мкФ)


2. Второй вариант — маркировка производится не в пико, а в микрофарадах, причем вместо десятичной точки ставиться буква µ.


3.Третий вариант.

У советских конденсаторов вместо латинской «р» ставилось «п».

Допустимое отклонение номинальной емкости маркируется буквенно, часто буква следует за кодом определяющим емкость(той же строкой).

Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры.

ТКЕ(ppm/²C)
Буквенный код
100(+130….-49) A
33 N
0(+30….-47) C
-33(+30….-80) H
-75(+30….-80) L
-150(+30….-105) P
-220(+30….-120) R
-330(+60….-180) S
-470(+60….-210) T
-750(+120….-330) U
-500(-250….-670) V
-2200 K

Далее следует напряжение в вольтах, чаще всего — в виде обычного числа.
Например, конденсатор на этой картинке промаркирован двумя строчками. Первая(104J) — означает, что его емкость составляет 0,1мкФ(104), допустимое отклонение емкости не превышает ± 5%(J). Вторая(100V) — напряжение в вольтах.

Напряжение (В) Буквеный код
1 I
1,6 R
3,2 A
4 C
6,3 B
10 D
16 E
20 F
25 G
32 H
40 C
50 J
63 K
80 L
100 N
125 P
160 Q
200 Z
250 W
315 X
400 Y
450 U
500 V

Маркировка СМД (SMD) конденсаторов.

Размеры СМД конденсаторов невелики, поэтому маркировка их производится весьма лаконично. Рабочее напряжение нередко кодируется буквой(2-й и 3-й варианты на рисунке ниже) в соответствии с (вариант 2 на рисунке), либо с использованием двухзначного буквенно-цифровой кода(вариант 1 на рисунке). При использовании последнего, на корпусе можно обнаружить таки две(а не одну букву) с одной цифрой(вариант 3 на рисунке).


Первая буква может является как кодом изготовителя(что не всегда интересно), так и указываеть на номинальное рабочее напряжение(более полезная информация), вторая — закодированным значением в пикоФарадах(мантиссой). Цифра — показатель степени(указывает сколько нулей необходимо добавить к мантиссе).
Например EA3 может означать, что номинальное напряжение конденсатора 16в(E) а емкость — 1,0 *1000 = 1 нанофарада, BF5 соответсвенно, напряжение 6,3в(В), емкость — 1,6* 100000 = 0,1 микрофарад и.т.д.

Буква Мантисса.
A 1,0
B 1,1
C 1,2
D 1,3
E 1,5
F 1,6
G 1,8
H 2,0
J 2,2
K 2,4
L 2,7
M 3,0
N 3,3
P 3,6
Q 3,9
R 4,3
S 4,7
T 5,1
U 5,6
V 6,2
W 6,8
X 7,5
Y 8,2
Z 9,1
a 2,5
b 3,5
d 4,0
e 4,5
f 5,0
m 6,0
n 7,0
t 8,0

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

буква C буква C буква C буква C
A 1 J 2,2 S 4,7 a 2,5
B 1,1 K 2,4 T 5,1 b 3,5
C 1,2 L 2,7 U 5,6 d 4
D 1,3 M 3 V 6,2 e 4,5
E 1,5 N 3,3 W 6,8 f 5
F 1,6 P 3,6 X 7,5 m 6
G 1,8 Q 3,9 Y 8,2 n 7
Y 2 R 4,3 Z 9,1 t 8

Номинальное рабочее напряжение таким же образом может маркироваться буквой, если полностью его написать проблематично. В России принят следующий стандарт буквенного обозначения номинала:

буква V буква V
I 1 K 63
R 1,6 L 80
M 2,5 N 100
A 3,2 P 125
C 4 Q 160
B 6,3 Z 200
D 10 W 250
E 16 X 315
F 20 T 350
G 25 Y 400
H 32 U 450
S 40 V 500
J 50

Несмотря на списки и таблицы, лучше все-таки изучить кодировку конкретного производителя — в разных странах они могут отличаться.-12 Ф/м..

Полярность конденсатора ;

Номинальное напряжение ;

Удельная емкость и другие .

Величина емкости конденсатора зависит от

Площадь пластин . Это понятно из формулы: емкость прямо пропорциональна заряду. Естественно, увеличив площадь обкладок, получаем большее количество заряда.

Расстояния между обкладками . Чем они ближе расположены, тем больше напряженность получаемого электрического поля.

Устройство конденсатора


Наиболее распространенные конденсаторы — это плоские и цилиндрические. Плоские состоят из пластин, удаленных друг от
друга на небольшое расстояние. Цилиндрические, собираются при помощи цилиндров равной длины и разного диаметра. Все конденсаторы, в принципе, устроены одинаково. Разница, в основном, в том, какой материал используется в качестве диэлектрика. По типу диэлектрической среды и классифицируют конденсаторы, которые бывают жидкими, вакуумными, твердыми, воздушными.

Как заряжается и разряжается конденсатор?

При подключении к источнику постоянного тока, обкладки конденсатора заряжаются, одна приобретает положительный потенциал, а другая отрицательный. Между обкладками противоположные по знаку, но равные по значению, электрические заряды создают электрическое поле. Когда напряжения станут одинаковыми и на обкладках, и на источнике подаваемого тока, движение электронов прекратится и зарядка конденсатора закончится. Определенный промежуток времени конденсатор сохраняет заряды и выполняет функции автономного источника электроэнергии. В таком состоянии он может находиться достаточно долгое время. Если вместо источника, включить в цепь резистор, то конденсатор разрядится на него.

Процессы, происходящие в конденсаторе

При подключении прибора к переменному или постоянному току в нем будут происходить разные процессы. Постоянный ток не пойдет по цепи с конденсатором. Так как между его обкладками находится диэлектрик, цепь фактически разомкнута.

Переменный ток , за счет того что периодически меняет направление, может проходить через конденсатор. При этом происходит периодический разряд и заряд конденсатора. На протяжении первой четверти периода заряд идет до максимума, в нем запасается электроэнергия, в следующую четверть конденсатор разряжается и электрическая энергия возвращается обратно в сеть. В цепи переменного тока, конденсатор обладает кроме активного сопротивления, еще и реактивной составляющей. Кроме того, в конденсаторе, ток опережает напряжение на 90 градусов, это важно учитывать, при построении векторных диаграмм .

Применение

Конденсаторы используются в радиотехнике, электронике, автоматике. Конденсатор –незаменимый элемент, который применяется во многих отраслях электротехники, на предприятиях, в научных разработках. Как пример, при необходимости, выступает в качестве разделителя токов: переменного и постоянного, применяется в конденсаторных установках, если необходимо

Во всех радиотехнических и электронных устройствах кроме транзисторов и микросхем применяются конденсаторы. В одних схемах их больше, в других меньше, но совсем без конденсаторов не бывает практически ни одной электронной схемы.

При этом конденсаторы могут выполнять в устройствах самые разные задачи. Прежде всего, это емкости в фильтрах выпрямителей и стабилизаторов. С помощью конденсаторов передается сигнал между усилительными каскадами, строятся фильтры низких и высоких частот, задаются временные интервалы в выдержках времени и подбирается частота колебаний в различных генераторах.

Свою родословную конденсаторы ведут от , которую в середине XVIII века в своих опытах использовал голландский ученый Питер ван Мушенбрук. Жил он в городе Лейдене, так что нетрудно догадаться, почему так называлась эта банка.

Собственно это и была обыкновенная стеклянная банка, выложенная внутри и снаружи оловянной фольгой — станиолем. Использовалась она в тех же целях, как и современная алюминиевая, но тогда алюминий открыт еще не был.

Единственным источником электричества в те времена была электрофорная машина, способная развивать напряжение до нескольких сотен киловольт. Вот от нее и заряжали лейденскую банку. В учебниках физики описан случай, когда Мушенбрук разрядил свою банку через цепь из десяти гвардейцев взявшихся за руки.

В то время никто не знал, что последствия могут быть трагическими. Удар получился достаточно чувствительным, но не смертельным. До этого не дошло, ведь емкость лейденской банки была незначительной, импульс получился очень кратковременным, поэтому мощность разряда была невелика.

Как устроен конденсатор

Устройство конденсатора практически ничем не отличается от лейденской банки: все те же две обкладки, разделенные диэлектриком. Именно так на современных электрических схемах изображаются конденсаторы. На рисунке 1 показано схематичное устройство плоского конденсатора и формула для его расчета.

Рисунок 1. Устройство плоского конденсатора

Здесь S — площадь пластин в квадратных метрах, d — расстояние между пластинами в метрах, C — емкость в фарадах, ε — диэлектрическая проницаемость среды. Все величины, входящие в формулу, указаны в системе СИ. Эта формула справедлива для простейшего плоского конденсатора: можно просто расположить рядом две металлические пластины, от которых сделаны выводы. Диэлектриком может служить воздух.

Из этой формулы можно понять, что емкость конденсатора тем больше, чем больше площадь пластин и чем меньше расстояние между ними. Для конденсаторов с другой геометрией формула может быть иной, например, для емкости одиночного проводника или . Но зависимость емкости от площади пластин и расстояния между ними та же, что и у плоского конденсатора: чем больше площадь и чем меньше расстояние, тем больше емкость.

На самом деле пластины не всегда делаются плоскими. У многих конденсаторов, например металлобумажных, обкладки представляют собой алюминиевую фольгу свернутую вместе с бумажным диэлектриком в плотный клубок, по форме металлического корпуса.

Для увеличения электрической прочности тонкая конденсаторная бумага пропитывается изолирующими составами, чаще всего трансформаторным маслом. Такая конструкция позволяет делать конденсаторы с емкостью до нескольких сотен микрофарад. Примерно так же устроены конденсаторы и с другими диэлектриками.

Формула не содержит никаких ограничений на площадь пластин S и расстояние между пластинами d. Если предположить, что пластины можно развести очень далеко, и при этом площадь пластин сделать совсем незначительной, то какая-то емкость, пусть небольшая, все равно останется. Подобное рассуждение говорит о том, что даже просто два проводника, расположенные по соседству, обладают электрической емкостью.

Этим обстоятельством широко пользуются в высокочастотной технике: в некоторых случаях конденсаторы делаются просто в виде дорожек печатного монтажа, а то и просто двух скрученных вместе проводков в полиэтиленовой изоляции. Обычный провод-лапша или кабель также обладают емкостью, причем с увеличением длины она увеличивается.

Кроме емкости C, любой кабель обладает еще и сопротивлением R. Оба этих физических свойства распределены по длине кабеля, и при передаче импульсных сигналов работают как интегрирующая RC — цепочка, показанная на рисунке 2.

Рисунок 2.

На рисунке все просто: вот схема, вот входной сигнал, а вот он же на выходе. Импульс искажается до неузнаваемости, но это сделано специально, для чего и собрана схема. Пока же речь идет о влиянии емкости кабеля на импульсный сигнал. Вместо импульса на другом конце кабеля появится вот такой «колокол», а если импульс короткий, то он может и вовсе не дойти до другого конца кабеля, вовсе пропасть.

Исторический факт

Здесь вполне уместно вспомнить историю о том, как прокладывали трансатлантический кабель. Первая попытка в 1857 году потерпела неудачу: телеграфные точки — тире (прямоугольные импульсы) искажались так, что на другом конце линии длиной 4000 км разобрать ничего не удалось.

Вторая попытка была предпринята в 1865 году. К этому времени английский физик У. Томпсон разработал теорию передачи данных по длинным линиям. В свете этой теории прокладка кабеля оказалась более удачной, сигналы принять удалось.

За этот научный подвиг королева Виктория пожаловала ученого рыцарством и титулом лорда Кельвина. Именно так назывался небольшой город на побережье Ирландии, где начиналась прокладка кабеля. Но это просто к слову, а теперь вернемся к последней букве в формуле, а именно, к диэлектрической проницаемости среды ε.

Немножко о диэлектриках

Эта ε стоит в знаменателе формулы, следовательно, ее увеличение повлечет за собой возрастание емкости. Для большинства используемых диэлектриков, таких как воздух, лавсан, полиэтилен, фторопласт эта константа практически такая же, как у вакуума. Но вместе с тем существует много веществ, диэлектрическая проницаемость которых намного выше. Если воздушный конденсатор залить ацетоном или спиртом, то его емкость возрастет раз в 15…20.

Но подобные вещества обладают кроме высокой ε еще и достаточно высокой проводимостью, поэтому такой конденсатор заряд держать будет плохо, он быстро разрядится сам через себя. Это вредное явление называется током утечки. Поэтому для диэлектриков разрабатываются специальные материалы, которые позволяют при высокой удельной емкости конденсаторов обеспечивать приемлемые токи утечки. Именно этим и объясняется такое разнообразие видов и типов конденсаторов, каждый из которых предназначен для конкретных условий.

Наибольшей удельной емкостью (соотношение емкость / объем) обладают . Емкость «электролитов» достигает до 100 000 мкФ, рабочее напряжение до 600В. Такие конденсаторы работают хорошо только на низких частотах, чаще всего в фильтрах источников питания. Электролитические конденсаторы включаются с соблюдением полярности.

Электродами в таких конденсаторах является тонкая пленка из оксида металлов, поэтому часто эти конденсаторы называют оксидными. Тонкий слой воздуха между такими электродами не очень надежный изолятор, поэтому между оксидными обкладками вводится слой электролита. Чаще всего это концентрированные растворы кислот или щелочей.

На рисунке 3 показан один из таких конденсаторов.

Рисунок 3. Электролитический конденсатор

Чтобы оценить размеры конденсатора рядом с ним сфотографировался простой спичечный коробок. Кроме достаточно большой емкости на рисунке можно разглядеть еще и допуск в процентах: ни много ни мало 70% от номинальной.

В те времена, когда компьютеры были большими и назывались ЭВМ, такие конденсаторы стояли в дисководах (по-современному HDD). Информационная емкость таких накопителей теперь может вызвать лишь улыбку: на двух дисках диаметром 350 мм хранилось 5 мегабайт информации, а само устройство весило 54 кг.

Основным назначением показанных на рисунке суперконденсаторов был вывод магнитных головок из рабочей зоны диска при внезапном отключении электроэнергии. Такие конденсаторы могли хранить заряд несколько лет, что было проверено на практике.

Чуть ниже с электролитическими конденсаторами будет предложено проделать несколько простых опытов, чтобы понять, что может делать конденсатор.

Для работы в цепях переменного тока выпускаются неполярные электролитические конденсаторы, вот только достать их почему-то очень непросто. Чтобы как-то эту проблему обойти, обычные полярные «электролиты» включают встречно-последовательно: плюс-минус-минус-плюс.

Если полярный электролитический конденсатор включить в цепь переменного тока, то сначала он будет греться, а потом раздастся взрыв. Отечественные старые конденсаторы разлетались во все стороны, импортные же имеют специальное приспособление, позволяющее избежать громких выстрелов. Это, как правило, либо крестовая насечка на донышке конденсатора, либо отверстие с резиновой пробкой, расположенное там же.

Очень не любят электролитические конденсаторы повышенного напряжения, даже если полярность соблюдена. Поэтому никогда не надо ставить «электролиты» в цепь, где предвидится напряжение близкое к максимальному для данного конденсатора.

Иногда в некоторых, даже солидных форумах, начинающие задают вопрос: «На схеме означен конденсатор 470µF * 16V, а у меня есть 470µF * 50V, можно ли его поставить?». Да, конечно можно, вот обратная замена недопустима.

Конденсатор может накапливать энергию

Разобраться с этим утверждением поможет простая схема, показанная на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема с конденсатором

Главным действующим лицом этой схемы является электролитический конденсатор C достаточно большой емкости, чтобы процессы заряда — разряда протекали медленно, и даже очень наглядно. Это дает возможность наблюдать работу схемы визуально с помощью обычной лампочки от карманного фонаря. Фонари эти давно уступили место современным светодиодным, но лампочки для них продаются до сих пор. Поэтому, собрать схему и провести простые опыты очень даже просто.

Может быть, кто-то скажет: «А зачем? Ведь и так все очевидно, да если еще и описание почитать…». Возразить тут, вроде, нечего, но любая, даже самая простая вещь остается в голове надолго, если ее понимание пришло через руки.

Итак, схема собрана. Как она работает?

В положении переключателя SA, показанном на схеме, конденсатор C заряжается от источника питания GB через резистор R по цепи: +GB __ R __ SA __ C __ -GB. Зарядный ток на схеме показан стрелкой с индексом iз. Процесс заряда конденсатора показан на рисунке 5.

Рисунок 5. Процесс заряда конденсатора

На рисунке видно, что напряжение на конденсаторе возрастает по кривой линии, в математике называемой экспонентой. Ток заряда прямо-таки зеркально отражает напряжение заряда. По мере того, как напряжение на конденсаторе растет, ток заряда становится все меньше. И только в начальный момент соответствует формуле, показанной на рисунке.

Через некоторое время конденсатор зарядится от 0В до напряжения источника питания, в нашей схеме до 4,5В. Весь вопрос в том, как это время определить, сколько ждать, когда же конденсатор зарядится?

Постоянная времени «тау» τ = R*C

В этой формуле просто перемножаются сопротивление и емкость последовательно соединенных резистора и конденсатора. Если, не пренебрегая системой СИ, подставить сопротивление в Омах, емкость в Фарадах, то результат получится в секундах. Именно это время необходимо для того, чтобы конденсатор зарядился до 36,8% напряжения источника питания. Соответственно для заряда практически до 100% потребуется время 5* τ.

Часто, пренебрегая системой СИ, подставляют в формулу сопротивление в Омах, а емкость в микрофарадах, тогда время получится в микросекундах. В нашем случае результат удобнее получить в секундах, для чего придется микросекунды просто умножить на миллион, а проще говоря, переместить запятую на шесть знаков влево.

Для схемы, показанной на рисунке 4, при емкости конденсатора 2000мкФ и сопротивлении резистора 500Ω постоянная времени получится τ = R*C = 500 * 2000 = 1000000 микросекунд или ровно одна секунда. Таким образом, придется подождать приблизительно 5 секунд, пока конденсатор зарядится полностью.

Если по истечении указанного времени переключатель SA перевести в правое положение, то конденсатор C разрядится через лампочку EL. В этот момент получится короткая вспышка, конденсатор разрядится и лампочка погаснет. Направление разряда конденсатора показано стрелкой с индексом iр. Время разряда также определяется постоянной времени τ. График разряда показан на рисунке 6.

Рисунок 6. График разряда конденсатора

Конденсатор не пропускает постоянный ток

Убедиться в этом утверждении поможет еще более простая схема, показанная на рисунке 7.

Рисунок 7. Схема с конденсатором в цепи постоянного тока

Если замкнуть переключатель SA, то последует кратковременная вспышка лампочки, что свидетельствует о том, что конденсатор C зарядился через лампочку. Здесь же показан и график заряда: в момент замыкания переключателя ток максимальный, по мере заряда конденсатора уменьшается, а через некоторое время прекращается совсем.

Если конденсатор хорошего качества, т.е. с малым током утечки (саморазряда) повторное замыкание выключателя к вспышке не приведет. Для получения еще одной вспышки конденсатор придется разрядить.

Конденсатор в фильтрах питания

Конденсатор ставится, как правило, после выпрямителя. Чаще всего выпрямители делаются двухполупериодными. Наиболее распространенные схемы выпрямителей показаны на рисунке 8.

Рисунок 8. Схемы выпрямителей

Однополупериодные выпрямители также применяются достаточно часто, как правило, в тех случаях, когда мощность нагрузки незначительна. Самым ценным качеством таких выпрямителей является простота: всего один диод и обмотка трансформатора.

Для двухполупериодного выпрямителя емкость конденсатора фильтра можно рассчитать по формуле

C = 1000000 * Po / 2*U*f*dU, где C емкость конденсатора мкФ, Po мощность нагрузки Вт, U напряжение на выходе выпрямителя В, f частота переменного напряжения Гц, dU амплитуда пульсаций В.

Большое число в числителе 1000000 переводит емкость конденсатора из системных Фарад в микрофарады. Двойка в знаменателе представляет собой число полупериодов выпрямителя: для однополупериодного на ее месте появится единица

C = 1000000 * Po / U*f*dU,

а для трехфазного выпрямителя формула примет вид C = 1000000 * Po / 3*U*f*dU.

Суперконденсатор — ионистор

В последнее время появился новый класс электролитических конденсаторов, так называемый . По своим свойствам он похож на аккумулятор, правда, с несколькими ограничениями.

Заряд ионистора до номинального напряжения происходит в течение короткого времени, буквально за несколько минут, поэтому его целесообразно использовать в качестве резервного источника питания. По сути ионистор прибор неполярный, единственное, чем определяется его полярность это зарядкой на заводе — изготовителе. Чтобы в дальнейшем эту полярность не перепутать она указывается знаком +.

Большую роль играют условия эксплуатации ионисторов. При температуре 70˚C при напряжении 0,8 от номинального гарантированная долговечность не более 500 часов. Если же прибор будет работать при напряжении 0,6 от номинального, а температура не превысит 40 градусов, то исправная работа возможна в течение 40 000 часов и более.

Наиболее распространенное применение ионистора это источники резервного питания. В основном это микросхемы памяти или электронные часы. В этом случае основным параметром ионистора является малый ток утечки, его саморазряд.

Достаточно перспективным является использование ионисторов совместно с солнечными батареями. Здесь также сказывается некритичность к условию заряда и практически неограниченное число циклов заряд-разряд. Еще одно ценное свойство в том, что ионистор не нуждается в обслуживании.

Пока получилось рассказать, как и где работают электролитические конденсаторы, причем, в основном в цепях постоянного тока. О работе конденсаторов в цепях переменного тока будет рассказано в другой статье — .

Являются второй, по распространенности и степени использования, после резисторов, деталью в электронных схемах. Действительно, в любом электронном устройстве, будь то мультивибратор на 2 транзисторах или материнская плата компьютера, во всех них находят применение эти радиоэлементы.

Конденсатор обладает свойством накапливать заряд и впоследствии отдавать его. Простейший конденсатор представляет собой 2 пластины, разделенные тонким слоем диэлектрика. Емкостное сопротивление конденсатора зависит от его емкости и частоты тока. Конденсатор проводит переменный ток и не пропускает постоянный. Емкость конденсатора тем больше, чем больше площадь пластин (обкладок) конденсатора, и тем больше, чем тоньше слой диэлектрика между ними.

Емкости параллельно соединенных конденсаторов складываются. Емкости последовательно соединенных конденсаторов считаются по формуле, приведенной на рисунке ниже:

Конденсаторы бывают как постоянной, так и переменной емкости. Последние так и называются и сокращенно пишутся КПЕ (конденсатор переменной емкости). Конденсаторы постоянной емкости бывают как полярные, так и неполярные. На рисунке ниже изображено схематическое изображение полярного конденсатора:

К полярным относятся электролитические конденсаторы. Выпускаются также танталовые конденсаторы, которые отличаются от алюминиевых электролитических, более высокой стабильностью, но и стоят дороже. Электролитические конденсаторы подвержены, по сравнению с неполярными более быстрому старению. Полярные конденсаторы имеют положительный и отрицательный электроды, плюс и минус. На фото далее изображен электролитический конденсатор:

У советских электролитических конденсаторов полярность обозначалась на корпусе знаком плюс у положительного электрода. У импортных конденсаторов обозначается отрицательный электрод знаком минус. При нарушении режимов работы электролитических конденсаторов они могут вздуться и даже взорваться. У электролитических конденсаторов во избежания взрыва, делают при их изготовлении специальные насечки на крышке корпуса:

Также электролитические конденсаторы могут взорваться, если на них по ошибке подать напряжение выше того, на которое они были рассчитаны. На фото электролитического конденсатора приведенного выше, видно надпись 33 мкФ х 100 В., это означает его емкость, равную 33 микрофарад и допустимое напряжение до 100 вольт. Неполярный конденсатор на схемах обозначается следующим образом:

Неполярный конденсатор изображение на схеме

На фото ниже изображены пленочный и керамический конденсаторы:

Пленочный


Керамический

Конденсаторы различают по виду диэлектрика. Существуют конденсаторы с твердым, жидким и газообразным диэлектриком. С твердым диэлектриком это: бумажные, пленочные, керамические, слюдяные. Также существуют электролитические, о которых уже было рассказано выше и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Эти конденсаторы отличаются от всех остальных большой удельной емкостью. Многие, думаю, встречали на импортных конденсаторах такое цифровое обозначение:

На рисунке выше видно, как можно посчитать номинал такого конденсатора. Например, если на конденсаторе нанесена маркировка 332, то это означает, что он имеет емкость 3300 пикофарад или 3.3 нанофарад. Ниже приведена таблица, сверяясь с которой можно легко посчитать номинал любого конденсатора с такой маркировкой:

Существуют конденсаторы и в SMD исполнении, наиболее распространены в радиолюбительских конструкциях я думаю типы 0805 и 1206. Изображение неполярного SMD конденсатора можно видеть на рисунках ниже:

Промышленностью выпускаются и так называемые твердотельные конденсаторы. Внутри у них вместо электролита находится органический полимер.

Переменные конденсаторы


Как и резисторы, некоторые специальные конденсаторы могут изменять свою ёмкость, если это необходимо в процессе настройки. На рисунке изображено устройство конденсатора переменной емкости:

Регулируется емкость в переменных конденсаторах изменением площади параллельно расположенных пластин конденсатора. Делятся конденсаторы на переменные, которые имеют ручку для вращения вала, и подстроечные, которые имеют шлиц под отвертку, и также состоят из подвижной и не подвижной частей.

На рисунке они обозначены как ротор и статор. Такие конденсаторы используются в радиоприемниках для настройки на нужную частоту радиовещания. Емкость таких конденсаторов обычно бывает небольшой и равняется единицам – максимум сотням пикофарад. Так обозначается на схемах конденсатор переменной емкости:

На следующем рисунке показан подстроечный конденсатор. Подстроечный конденсатор обозначается на схемах следующим образом:

Такие конденсаторы обычно регулируются только один раз при сборке и настройке радиоэлектронной аппаратуры.

На следующем рисунке изображено строение подстроечного конденсатора:

Емкость конденсатора измеряется в Фарадах. Но даже 1 Фарад, это очень большая емкость, поэтому для обозначения обычно используют миллионные доли Фарад, микрофарады, а также еще более мелкие, нанофарады и пикофарады. Перевести из микрофарад в пикофарады и обратно очень легко. 1 микрофарад равен 1000 нанофарад или 1000000 пикофарад. Конденсаторы, помимо прочего, применяются в колебательных контурах радиоприемников, в блоках питания для сглаживания пульсаций, а также в качестве разделительных в усилителях. Обзор подготовил AKV .

Обсудить статью КОНДЕНСАТОР

Конденсаторы постоянной ёмкости — проверка исправности — Конденсаторы — РАДИОДЕТАЛИ — Каталог статей

Проверка исправности постоянных конденсаторов


     Для конденсаторов постоянной ёмкости характерны следующие неисправности:

            • Пробой диэлектрика;

              • Внутренний обрыв выводов;

              • Увеличение тока утечки;

              • Изменение номинального значения ёмкости.
 

    Определить неисправность конденсатора по внешнему виду чаще всего затруднительно. При проверке при помощи омметра сопротивления исправного конденсатора должно быть бесконечно велико.

     Известно, что реактивное сопротивление конденсатора зависит от частоты тока:

Xc=1/2πfC

     Так как измерение сопротивления в мультиметре производите от источника питания постоянного тока (батареи), т.е. на частоте f=0, то сопротивление исправного конденсатора постоянному току бесконечно велико.

      При проверке исправности неполярного конденсатора с помощью омметра необходимо щупы подключить к выводам конденсатора. Полярность подключения не важна (Рис.1).

 
Рис.1

     Если прибор при этом зафиксирует сопротивление, равное нулю — конденсатор неисправен, неисправность — пробой.
     Если измеренное сопротивление бесконечно, то конденсатор скорей всего исправен, хотя остается вероятность того, что емкость конденсатора может отличаться от номинальной, указанной на его корпусе или конденсатор может быть с полной потерей емкости. Поэтому при ремонте исправность конденсатора проверяют заменой на заведомо исправный.
     Если прибор фиксирует некоторое сопротивление — конденсатор неисправен, неисправность — увеличение тока утечки. Такие конденсаторы в процессе работы могут нагреваться, что так же является признаком неисправности.

      



Классификация конденсаторов

Конденсаторы делятся на конденсаторы общего и специального назначения, а также группируются по некоторым характеристикам.

Конденсаторы общего назначения широко применяются в различной аппаратуре. Обычно это низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования по классу точности, ТКЕ, напряжению и т.п.

Конденсаторы специального назначения — это все остальные конденсаторы. Как понятно из названия, эти конденсаторы предназначены для выполнения специфических функций (подавление помех, пуск электродвигателя и т.п.) или для работы в особых условиях (высокое напряжение, импульсный ток и т.п.).

Итак, классификация конденсаторов определяет группы по следующим признакам:

  • По назначению:
  1. Конденсаторы общего назначения
  2. Конденсаторы специального назначения
  • По характеру изменения ёмкости:
    1. Конденсаторы постоянной ёмкости (постоянные конденсаторы)
    2. Конденсаторы переменной ёмкости (переменные конденсаторы)
    3. Подстроечные конденсаторы
  • По способу защиты:
    1. Незащищённые конденсаторы
    2. Защищённые конденсаторы
    3. Неизолированные конденсаторы
    4. Изолированные конденсаторы
    5. Уплотнённые конденсаторы
    6. Герметизированные конденсаторы
  • По виду диэлектрика:
    1. C газообразным диэлектриком
    2. C оксидным диэлектриком
    3. C неорганическим диэлектриком
    4. C органическим диэлектриком
    Конденсаторы постоянной ёмкости (постоянные конденсаторы) подразделяются на высокочастотные и низкочастотные. Постоянные конденсаторы не могут изменять свою ёмкость в процессе работы, то есть их ёмкость является постоянной (точнее, она может колебаться в небольших пределах в зависимости от температуры, но это в пределах допуска).

    Конденсаторы переменной ёмкости (переменные конденсаторы) могут изменять свою ёмкость в процессе работы. Как известно, ёмкость конденсатора зависит от площади его обкладок и расстояния между ними. Эти параметры можно изменять различными способами. Вы наверняка пользовались аналоговыми радиоприёмниками, в которых переменные конденсаторы используются для настройки на радиостанцию.

    Подстроечные конденсаторы также могут изменять свою ёмкость. Переменные конденсаторы отличаются от подстроечных тем, что их ёмкость можно изменять во время работы устройства, в то время как подстроечные конденсаторы используются обычно только при настройке аппаратуры на заводе.

    Кроме этого конденсаторы можно разделить на полярные и неполярные (хотя по этим признакам их обычно не классифицируют).

    Полярные конденсаторы могут работать только в цепях постоянного тока и требуют строгого соблюдения полярности при подключении (плюс подключается к выводу со знаком плюс, минус, соответственно — к выводу со знаком минус). При не соблюдении этого требования такой конденсатор может выйти из строя.

    Неполярные конденсаторы могут работать в цепях как постоянного, так и переменного тока. Такие конденсаторы можно подключать без учёта полярности напряжения.

    Конденсатор постоянной емкости поляризованный. Емкость конденсатора, их типы, маркировка и применение

    Конденсаторы

    Конденсатор – один из самых распространённых радиоэлементов. Роль конденсатора в электронной схеме заключается в накоплении электрического заряда, разделения постоянной и переменной составляющей тока, фильтрации пульсирующего тока и многое другое.

    Конструктивно конденсатор состоит из двух проводящих обкладок, изолированных диэлектриком. В зависимости от конструкции и назначения конденсатора диэлектриком может служить воздух, бумага, керамика, слюда.

    Основными параметрами конденсаторов являются:

      Номинальная ёмкость . Ёмкость измеряют в Фарадах (Ф) . Ёмкость в 1 Фараду очень велика. К примеру, земной шар имеет ёмкость менее 1 Ф, а точнее около 710 мкф. Правда, тут надо понимать, что физики любят аналогии. Говоря про электрическую ёмкость земного шара, они имеют ввиду, что в качестве примера взят металлический шар размером с планету Земля и являющийся уединённым проводником. Это всего лишь аналогия. В технике существует электронный компонент, который обладает ёмкостью более 1 Фарады – это ионистор .

      В основном, в электронике и радиотехнике используются конденсаторы с ёмкостью равной миллионной доле фарады – микрофарада (1мкФ = 0,000001 Ф ). Также находят применение конденсаторы с ёмкостями исчисляемыми десятками – сотнями нанофарад (1нФ = 0,000000001 Ф ) и пикофарад (1пФ = 0,000000000001 Ф). Номинальную ёмкость указывают на корпусе конденсатора.

      Чтобы не запутаться в сокращениях (мкФ, нФ, пФ), и научиться переводить микрофарады в пикофарады, а нанофарады в микрофарады необходимо знать о сокращённой записи численных величин .

      Номинальное напряжение . Это напряжение, при котором конденсатор выполняет свои функции. При превышении допустимого значения конденсатор будет пробит, то есть, превратится в обычный проводник. Диапазон допустимых значений рабочих напряжений конденсаторов лежит в пределах от нескольких вольт до единиц киловольт (1 киловольт – 1 000 вольт ). Номинальное напряжение маркируют на корпусе конденсатора.

      Изображается конденсатор на принципиальных схемах так, как показано на рисунке.

      Кроме обычных существуют ещё и электролитические конденсаторы . Емкость их намного больше, чем у обычных, следовательно, габариты также существенно больше. Отличительная особенность электролитических конденсаторов – полярность . Если обычные конденсаторы можно впаивать в схему не беспокоясь о полярности прикладываемого к конденсатору напряжения, то электролитический конденсатор необходимо включать в схему строго в соответствии с полярностью напряжения. У электролитических конденсаторов один вывод плюсовой, другой минусовой.

      Обозначение электролитического конденсатора на схемах.

      Также широкое применение получили подстроечные конденсаторы. Подстроечные конденсаторы необходимы в тех случаях, когда требуется точная подстройка ёмкости в электронной схеме. В таких конденсаторах подстройку ёмкости производят один раз или очень редко.

      Обозначается так.

      Наряду с подстроечными конденсаторами существуют и конденсаторы переменной ёмкости . В отличие от подстроечных, переменные конденсаторы служат для частой подстройки ёмкости. В простом (не цифровом) приёмнике настройка на радиостанцию как раз и осуществляется с помощью конденсатора переменной ёмкости.

      Свойства конденсатора
      • Конденсатор не пропускает постоянный ток и является для него изолятором.

        Для переменного тока конденсатор не является преградой. Сопротивление конденсатора (ёмкостное сопротивление) переменному току уменьшается с увеличением его ёмкости и частоты тока, и наоборот, увеличивается с уменьшением его ёмкости и частоты тока.

      Свойство конденсатора оказывать разное сопротивление переменному току нашло широкое применение. Конденсаторы используют для фильтрации, отделения одних частот от других, отделения переменной составляющей от постоянной…

      Вот так выглядят конденсаторы постоянной ёмкости.

      Электролитический конденсатор. Длинный вывод – плюсовой, короткий – минусовой.

      Планарный электролитический конденсатор. На корпусе указана номинальная ёмкость 22 мкФ (22) , номинальное напряжение 16 Вольт (16V) . Видно, что емкость обозначена только цифрами. Ёмкость электролитических конденсаторов указывается в микрофарадах.

      Со стороны отрицательного вывода конденсатора на верхней части корпуса чёрный полукруг.

    Накопление и преобразование электрической энергии можно отнести к базовым задачам, которые решают вспомогательные элементы радиоаппаратуры. Конденсатор относится к пассивным компонентам и выступает своего рода емкостью для поступающего заряда. Конструкция стандартных устройств предусматривает наличие пластинчатых электродов, которые разделяются тонкими диэлектриками. Более сложные типы конденсаторов могут содержать несколько электродных слоев, формирующих цилиндрическую намотку. Есть и другие отличительные признаки, обуславливающие возможности применения элементов для той или иной аппаратуры.

    Назначение конденсаторов

    На сегодняшний день едва ли найдется область радиотехники, в которой бы не использовались данные устройства. Наиболее распространены комбинации конденсаторов с резисторами и катушками индуктивности, участвующие в построении электрических цепей. Такие узлы поддерживают функции частотных фильтров, колебательных контуров и линий с обратной связью. Еще одна их распространенная задача — сглаживание пульсаций напряжения, требуемое во вторичных источниках энергоснабжения. В лазерных установках, системах вспышки и магнитных ускорителях электрический конденсатор используется для выдачи разового заряда с большим показателем мощности. И напротив, электротехнические приборы оснащаются данными элементами с целью компенсации реактивной мощностной энергии. Хотя такие элементы нельзя рассматривать в качестве полноценных емкостных накопителей энергии, в некоторых системах они выступают и как носители информации.

    Маркировка устройств

    Для визуального определения принадлежности конденсатора к той или иной категории используются специальные обозначения. В первую очередь указывается емкостный потенциал, выражаемый микрофарадами (мкФ). Могут применяться и другие единицы измерения, о чем также будет свидетельствовать соответствующая маркировка. Не всегда отмечается тип используемого в конструкции материала — как правило, без маркировки выпускаются керамические и пленочные неполярные модели. В свою очередь, обозначение танталовых конденсаторов соответствует резисторам — за исключением наличия знака µ и цифр 104 или 107. Такие устройства могут иметь оранжевый, желтый или черный цвет. В знаковой маркировке также указываются размерные параметры и емкость. Высоковольтные и электролитические модели помечаются величиной максимального напряжения, а для переменных конденсаторов указывается диапазон емкости.

    Основные характеристики

    Главным рабочим параметром является емкость, от которой зависит способность конкретной модели накапливать заряд. Следует разделять номинальную и фактическую емкость, так как на практике использования вторая величина может быть меньше. Диапазон значений по объему может варьироваться от 1 до 50 мкФ, а в некоторых случаях максимум достигает и 10 000 мкФ. Важен и показатель энергетической плотности, во многом определяемый конструкцией изделия. Наибольшей плотностью характеризуются крупноформатные типы конденсаторов, у которых масса обкладки с электролитом существенно превышает вес корпуса. К примеру, при емкости в 10 000 мкФ с напряжением в 0,45 кВт и массой порядка 2 кг плотность может достигать 600-800 Дж/кг. Как раз такие модели выгодно использовать для длительного хранения энергии. Помимо этого, рабочие свойства конденсаторов определяются допуском. Речь идет как раз о погрешности в соотношении показателей реальной и номинальной емкости. Данная величина выражается в процентах и в среднем составляет 20-30 %. В некоторых направлениях радиотехники применяются изделия с 1 % допуска.

    Керамические конденсаторы

    Это устройства, базирующиеся на дисковых керамических элементах с диэлектриками из титаната бария. Такой конденсатор можно использовать в системах с напряжением до 50 000 В, но важно учитывать, что он имеет минимальную температурную стабильность и широкий спектр изменения емкости. Среди достоинств можно отметить небольшие утечки тока, скромные размеры (при большой емкости заряда) и способность работать на высокой частоте. Что касается назначения, то керамические конденсаторы применяются в цепях с пульсирующим, переменным и постоянным током. Чаще всего используют модели емкостью до 0,5 мкФ. В процессе работы конденсатор этого типа хорошо справляется с внешними нагрузками, среди которых механические удары. Нельзя сказать, что керамический корпус отличается большим эксплуатационным сроком и долговечностью, однако в заявленный период технические свойства поддерживает стабильно.

    Полиэстеровые модели

    На схемах устройства данного типа обозначаются маркировкой K73-17 или CL21. Их оболочку формирует металлизированная пленка, а для корпуса используется эпоксидный компаунд. Как раз наличие этого наполнителя в конструкции делает полиэстеровые конденсаторы устойчивыми к температурным, физическим и химическим воздействиям. Этот набор эксплуатационных качеств обусловил и широкое распространение конденсаторов типа K73-17 в производстве светотехнических приборов. Средняя емкость устройства составляет 15 мкФ при максимальном напряжении порядка 1500 В. Характеристики скромные, но это не мешает применять конденсатор в тех же цепях с импульсным и переменным током. К тому же и низкая стоимость устройства способствует его популярности на радиорынке.

    Конденсатор на основе полипропилена

    Тоже вариант относительно недорогого накопителя электрического заряда, который при этом отличается низким коэффициентом потерь и высокой диэлектрической прочностью. К плюсам можно отнести и оптимальную гигроскопичность. То есть один из главных врагов радиоэлементов в виде влажности полипропиленовым конденсаторам не страшен. В качестве изоляторов применяется металлизированная пленка или полоски фольги. В новейших версиях используют и технологию самовосстанавливающейся оболочки, что повышает надежность и долговечность конденсатора.

    Устройство может работать на повышенных частотах с сохранением достаточной мощности. Это качество позволяет использовать конденсаторы в системах индукционного обогрева, дополненных водяным охлаждением. Распространено и применение таких элементов в оснастке электромоторов на 220 В. В данном случае они выступают как пусковые компоненты. Эту функцию лучше всего реализуют модели с рабочей емкостью в диапазоне 1-100 мкФ и напряжением в 440 В. Но и это не единственные накопители на синтетической основе. Какие бывают конденсаторы из термопластиков? Внимания заслуживают полисульфоновые и поликарбонатные элементы. Первые отличаются низким влагопоглощением и способностью поддерживать высокое напряжение при температурных перепадах, а вторые в процессе работы демонстрируют оптимальную электротехническую стабильность.

    Танталовые конденсаторы

    Основу устройства формирует пентоксид тантала с оксидным электролитическим наполнением. Конденсатор отличается высоким отношением емкости к объему, широким спектром поддерживаемых температур и компактностью. Используют такие компоненты в мелком приборостроении, компьютерах и другой вычислительной технике. В этом семействе можно выделить следующие типы конденсаторов: полярные и неполярные, твердотельные, жидкостные. Наиболее привлекательные по эксплуатационным качествам именно твердотельные устройства, так как они характеризуются способностью поддерживать большое напряжение. Однако в условиях критического превышения допустимой величины тока они могут выходить из строя. Емкость танталовых моделей составляет 1000 мкФ, но по сравнению с электролитическими аналогами их собственная индуктивность гораздо ниже, что допускает возможность применения элемента на высоких частотах.

    Особенности высоковольтных моделей

    Элементы такого типа могут применяться в системах с высокими показателями напряжения, достигающими 15 000 В. При этом емкость у высоковольтных конденсаторов небольшая — порядка 50-100 нФ. В качестве диэлектрического материала чаще используется керамика. Благодаря этой основе выдерживаются большие нагрузки напряжения, а корпус защищает начинку от пробоев пластин.

    Распространены и стеклянные вакуумные изделия, также поддерживающие напряжение более 10 000 В. Они представляют собой колбы с концентрическими электродами, в процессе работы обеспечивающими небольшие частотные потери. Применяют высоковольтные конденсаторы такого типа для решения ответственных радиочастотных задач с индуктивным нагревом. Но стоят такие компоненты дороже, отличаются хрупкостью и большими размерами.

    Многослойные и однослойные конструкции

    Обычно данную классификацию применяют в отношении конденсаторов, выполненных из керамики. Так, однослойные конденсаторы (дисковые) имеют простое устройство, но это не сказывается на уменьшении размеров. В большинстве случаев они массивнее, чем многослойные аналоги. В итоге увеличивается емкость устройства, но крупные размеры все же ограничивают их распространение в отдельных областях.

    Что касается многослойных элементов, то они по эксплуатационным качествам в целом схожи с дисковыми, но потенциал накопителей еще выше. Также существенное преимущество заключается в надежности и долговечности. Форм-фактор, в котором выполняются многослойные конденсаторы, делает их менее чувствительными к агрессивным средам, что расширяет область применения. Такие компоненты преимущественно используют в дорогой профессиональной аппаратуре.

    Масляные конденсаторы с пропитками

    Это отдельная группа радиотехнических элементов, в основе которых находятся бумажные наполнители. Они обрабатываются специальными растворами наподобие воска и эпоксидных смол. Какие бывают конденсаторы масляного типа? Принципиально отличаются модели для постоянного и переменного тока. Первые используются в целях частотной фильтрации, повышения напряжения и устранения электрической дуги. Конденсаторы на масляной пропитке для систем с переменным током применяют в промышленности. Такое устройство располагает большой емкостью и может справляться с большими пиковыми нагрузками. Как правило, его используют в качестве пускового компонента для электромоторов. К дополнительным функциям можно отнести разделение фаз, коррекцию мощности и выравнивание напряжения.

    Негативные факторы применения конденсаторов

    Одной из главных проблем использования конденсаторов является высокая вероятность взрыва при перегревах, которые происходят из-за больших утечек. Также повысить риск поломки элемента могут близко расположенные радиаторы с высоким тепловым излучением. Какие типы конденсаторов наиболее подвержены взрывам? Чаще всего это происходит с электролитическими устройствами, обеспеченными ненадежными корпусами. Оптимизация конструкции с целью уменьшения размеров изделия заставляет производителей использовать тонкие оболочки, поэтому может иметь место разлет частей конденсатора и разбрызгивание электролита при сильном перегреве или в условиях повышенного внутреннего давления.

    Заключение

    И простейшие однослойные, и многослойные высоковольтные модели конденсаторов выполняют важные для радиоаппаратуры задачи. Как минимум они корректируют параметры тока, что при схожих размерах не может обеспечить ни один другой технический компонент. В то же время электрический конденсатор вовсе не является идеальным решением, что обуславливает постоянные поиски новых форматов его исполнения. Производители сложной аппаратуры экспериментируют с конструкциями, наполнителями и физическими свойствами, стараясь предлагать оптимальные потребительские качества данного устройства. Среди наиболее важных целевых параметров в этом плане можно назвать устойчивость конденсатора к нагрузкам, широкие рабочие диапазоны, минимальное радиационное воздействие и высокий срок службы.

    Очень широко применяются в электронных, радиотехнических устройствах и приборах. Они по количеству и ёмкости в электронных схемах может различаться, но они есть практически везде. Столь широкое использование приборов объясняется тем, что в схемах такие устройства могут выполнять различные функции и задачи.

    В первую очередь, конденсаторы используются в фильтрах различных стабилизаторов и выпрямителей напряжения , кроме того, с их помощью осуществляется передача сигнала между каскадами, работают высокочастотные и низкочастотные фильтры, подбирается частота колебаний и интервалы выдержки времени на разных генераторах. Чтобы лучше разобраться в особенностях и применении таких устройств, следует подробно разобрать существующие типы и характеристики конденсаторов.

    Характеристики и параметры

    Исчерпывающую информацию о типе и технических характеристиках конденсатора любой пользователь может получить на корпусе устройства, где также иногда указывается производитель прибора и дата его изготовления.

    Важнейшим параметром любого конденсатора является его номинальная ёмкость . Правила обозначения номиналов ёмкости описываются в действующих нормативах ГОСТа. Согласно положениям ГОСТа, номинальная ёмкость конденсаторов до 9999 пФ обозначается на схемах без указания единицы измерения. Ёмкость устройств номиналом более 9999 пФ и до 9999 мкФ обозначается на схемах с указанием единицы измерения. Следующая характеристика, указываемая на корпусе устройства – допустимое отклонение от номинальных значений.

    Второй по важности величиной конденсатора является его номинальное напряжение . Они могут быть предназначены для работы в сетях с разным напряжением: от 5 до 1000 В и более. Специалисты рекомендуют выбирать устройства с запасом по номинальному напряжению. Использование устройств низкого номинала может приводить к возникновению пробоев диэлектрика и выходу из строя приборов.

    Остальные параметры считаются дополнительными и не всегда важными, потому на корпусах некоторых устройств описание может ограничиваться ёмкостью и номинальным напряжением. Если дополнительные технические характеристики указаны, то на корпусе можно найти также рабочую температуру устройства, рабочий номинальный ток и другие данные.

    Следует учитывать также, что представленные сегодня на рынке конденсаторы могут быть трехфазными и однофазными, предназначенными для внешней или внутренней установки.

    Какие типы конденсаторов бывают?

    Существуют различные варианты классификации конденсаторов, используемых в электронных схемах. Чаще всего такие устройства разделяют на типы по виду используемого в них диэлектрика. По особенностям диэлектрика можно выделить следующие типы:

    • с жидкими диэлектриками.
    • вакуумные, в которых отсутствует диэлектрик.
    • с твердым органическим диэлектриком.
    • с газовым диэлектриком.
    • электролитические или оксид-полупроводниковые с электрлитом или оксидным металлическим слоем.
    • с твердым неорганическим диэлектриком.

    Второй вариант классификации – по вероятности колебания величины ёмкости. По этой характеристике можно выделить следующие устройства:

    • Переменные – которые могут менять ёмкость из-за воздействия напряжения или температурных условий.
    • Постоянные – величина ёмкости не изменяется на протяжении срока службы.
    • Подстроечные – с изменяемой ёмкостью, используемые для периодической или разовой подстройки схем.

    По сфере эксплуатации все конденсаторы разделяются на следующие типы:

    • Низковольтные, используемые в сетях с малым напряжением.
    • Высоковольтные, применяемые в сетях высокого напряжения.
    • Импульсные – способные выделять краткосрочный импульс.
    • Пусковые – для стартового запуска электрического мотора.
    • Помехоподавляющие.

    Существуют и другие классы по сферам применения, но на практике они встречаются крайне редко.

    В таблице ниже представлены наиболее распространенные конденсаторы и их обозначения на схемах.

    Они бывают полярные и неполярные. Различия их в том, что одни применяются в цепях постоянного напряжения, а другие в цепях переменного. Возможно, применение постоянных конденсаторов в цепях переменного напряжения при включении их последовательно одноименными полюсами, но они при этом показывают не лучшие параметры.

    Конденсаторы неполярные

    Неполярные, так же как и резисторы бывают постоянные, переменные и подстроечные.

    Подстроечные конденсаторы применяются для настройки резонансных цепей в приемо-передающей аппаратуре.

    Рис. 1. Конденсаторы КПК

    Тип КПК. Представляют из себя посеребренные обкладки и керамический изолятор. Имеют емкость в несколько десятков пикофарад. Встретить можно в любых приемниках, радиолах и телевизионных модуляторах. Подстроечные конденсаторы также обозначаются буквами КТ. Затем следует цифра, указывающая тип диэлектрика:

    1 — вакуумные; 2 — воздушные; 3 — газонаполненные; 4 — твердый диэлектрик; 5 — жидкий диэлектрик. Например, обозначение КП2 означает конденсатор переменной емкости с воздушным диэлектриком, а обозначение КТ4 — подстроечный конденсатор с твердым диэлектриком.

    Рис. 2 Современные подстроечные чип-конденсаторы

    Для настройки радиоприемников на нужную частоту применяют конденсаторы переменной емкости (КПЕ)


    Рис. 3 Конденсаторы КПЕ

    Их можно встретить только в приемо-передающей аппаратуре

    1- КПЕ с воздушным диэлектриком, найти можно в любом радиоприемнике 60- 80-х годов.
    2 — переменный конденсатор для УКВ блоков с верньером
    3 — переменный конденсатор, применяется в приемной технике 90-х годов и по сей день, можно встретить в любом музыкальном центре, магнитофоне, кассетном плеере с приемником. В основном китайского производства.

    Типов постоянных конденсаторов существует великое множество, в рамках этой статьи невозможно описать все их разнообразие, опишу лишь те, что в бытовой аппаратуре чаще всего встречаются.


    Рис. 4 Конденсатор КСО

    Конденсаторы КСО — Конденсатор слюдяной опресованный. Диэлектрик — слюда, обкладки — алюминиевое напыление. Залит в корпус из коричневого компаунда.10 Ом.


    Рис. 5 Конденсаторы КТК

    Конденсаторы КТК — Конденсатор трубчатый керамический В качестве диэлектрика используется керамическая трубка, обкладки из серебра. Широко применялись в колебательных контурах ламповой аппаратуры с 40-х по начало восьмидесятых годов. Цвет конденсатора означает ТКЕ(температурный коэффициент изменения емкости). Рядом с емкостью, как правило прописывается группа ТКЕ, которая имеет буквенное или цифровое обозначение (Таблица1.) Как видно из таблицы, самые термостабильные — голубые и серые. Вообще этот тип очень хорош для ВЧ техники.

    Таблица 1. Маркировка ТКЕ керамических конденсаторов

    При настройке приемников часто приходится подбирать конденсаторы гетеродинных и входных контуров. Если в приемнике используются конденсаторы КТК, то подбор емкости конденсаторов в этих контурах можно упростить. Для этого на корпус конденсатора рядом с выводом наматывают плотно несколько витков провода ПЭЛ 0,3 и один из концов этой спиральки подпаивают к выводу конденсаторов. Раздвигая и сдвигая витки спиральки, можно в небольших пределах регулировать емкость конденсатора. Может случиться, что, подключив конец спиральки к одному из выводов конденсатора, добиться изменения емкости не удается. В этом случае спираль следует подпаять к другому выводу.


    Рис. 6 Керамические конденсаторы. Вверху советские, внизу импортные.

    Керамические конденсаторы, их обычно называют «красные флажки», также иногда встречается название «глиняные». Эти конденсаторы широко применяются в высокочастотных цепях. Обычно эти конденсаторы не котируются и редко применяются любителями, поскольку конденсаторы одного и того же типа могут быть изготовлены из разной керамики и имеют различные характеристики. В керамических конденсаторах выигрывая в размерах, проигрывают в термостабильности и линейности. На корпусе обозначается емкость и ТКЕ (таблица 2.)

    Таблица 2

    Достаточно взглянуть на допустимое изменение емкости у конденсаторов с ТКЕ Н90 емкость может изменяться почти в два раза! Для многих целей это не приемлемо, но все же не стоит отвергать этот тип, при небольшом перепаде температур и не жестких требованиях ими вполне можно пользоваться. Применяя параллельное включение конденсаторов с разными знаками ТКЕ можно получить достаточно высокую стабильность результирующей емкости. Встретить их можно в любой аппаратуре, особенно любят китайцы в своих поделках.

    Имеют на корпусе обозначение емкости в пикофарадах или нанофарадах, импортные маркируются числовой кодировкой. Первые две цифры указывают на значение емкости в пикофарадах (пФ), последняя — количество нулей. Когда конденсатор имеет емкость менее 10 пФ, то последняя цифра может быть «9». При емкостях меньше 1.0 пФ первая цифра «0». Буква R используется в качестве десятичной запятой. Например, код 010 равен 1.0 пФ, код 0R5 — 0.5 пФ. Несколько примеров собраны в таблице:

    Маркировка цифробуквенная:
    22р-22 пикофарада
    2n2- 2.2 нанофарада
    n10 — 100 пикофарад

    Хотелось бы особо отметить керамические конденсаторы типа КМ, применяются в промышленном оборудовании и военных аппаратах, имеют высокую стабильность, найти весьма сложно, потому как содержат редкоземельные металлы, и если вы нашли плату, где применяется данный тип конденсаторов, то в 70 % случаев их вырезали до вас).

    В последнее десятилетие очень часто стали применяться радиодетали для поверхностного монтажа, вот основные типоразмеры корпусов для керамических чип-конденсаторов

    Конденсаторы МБМ – металлобумажный конденсатор(рис 6.), применялся как правило в ламповой звукоусилительной аппаратуре. Сейчас весьма ценятся некоторыми аудиофилами. Также к данному типу относятся конденсаторы К42У-2 военной приемки, но их иногда можно встретить и в бытовой вппаратуре.


    Рис. 7 Конденсатор МБМ и К42У-2

    Следует отметить отдельно такие типы конденсаторов как МБГО и МБГЧ(рис.8), любителями зачастую используются как пусковые конденсаторы для запуска электродвигателей. Как пример, мой запас на двигатель на 7кВт (рис 9.). Рассчитаны на высокое напряжение от 160 до 1000в, что им дает много различных применений в быту и промышленности. Следует помнить, что для использования в домашней сети, нужно брать конденсаторы, с рабочим напряжением не менее 350в. Найти такие конденсаторы можно в старых бытовых стиральных машинах, различных устройствах с электродвигателями и в промышленных установках. Часто применяются в качестве фильтров для акустических систем, имея для этого неплохие параметры.


    Рис. 8. МБГО, МБГЧ


    Рис. 9

    Кроме обозначения, указывающего конструктивные особенности (КСО — конденсатор слюдяной спрессованный, КТК -керамический трубчатый и т. д.), существует система обозначений конденсаторов постоянной емкости, состоящая из ряда элементов: на первом месте стоит буква К, на втором месте -двухзначное число, первая цифра которого характеризует тип диэлектрика, а вторая — особенности диэлектрика или эксплуатации, затем через дефис ставится порядковый номер разработки.

    Например, обозначение К73-17 означает пленочный полиэтилен-терефталатный конденсатор с 17 порядковым номером разработки.


    Рис. 10. Различные типы конденсаторов



    Рис. 11. Конденсатор типа К73-15

    Основные типы конденсаторов, в скобочках импортные аналоги.

    К10 -Керамический, низковольтный (Upa6 К50 -Электролитический, фольговый, Алюминиевый
    К15 -Керамический, высоковольтный (Upa6>1600B)
    К51 -Электролитический, фольговый, танталовый,ниобиевый и др.
    К20 -Кварцевый
    К52 -Электролитический, объемно-пористый
    К21 -Стеклянный
    К53 -Оксидо-полупроводниковый
    К22 -Стеклокерамический
    К54 -Оксидно-металлический
    К23 -Стеклоэмалевый
    К60- С воздушным диэлектриком
    К31- Слюдяной малой мощности (Mica)
    К61 -Вакуумный
    К32 -Слюдяной большой мощности
    К71 -Пленочный полистирольный(KS или FKS)
    К40 -Бумажный низковольтный(ираб К72 -Пленочный фторопластовый (TFT)
    К73 -Пленочный полиэтилентереф-талатный (KT ,TFM, TFF или FKT)
    К41 -Бумажный высоковольт-ный(ираб>2 kB) с фольговыми обкладками
    К75 -Пленочный комбинированный
    К76 –Лакопленочный (MKL)
    К42 -Бумажный с металлизированными Обкладками (MP)
    К77 -Пленочный, Поликарбонатный (KC, MKC или FKC)
    К78 – Пленочный полипропилен (KP, MKP или FKP)

    Конденсаторы с пленочным диэлектриком в простонародье называют слюдяными, различные применяемые диэлектрики дают хорошие показатели ТКЕ. В качестве обкладок в пленочных конденсаторах используют либо алюминиевую фольгу, либо напыленные на диэлектрическую пленку тонкие слои алюминия или цинка. Они имеют достаточно стабильные параметры и применяются для любых целей (не для всех типов). Встречаются в бытовой аппаратуре повсеместно. Корпус таких конденсаторов может быть как металлическим, так и пластмассовым и иметь цилиндрическую или прямоугольную форму(рис. 10.) Импортные слюдяные конденсаторы(рис.12)


    Рис. 12. Импортные слюдяные конденсаторы

    На конденсаторах указывается номинальное отклонение от емкости, может быть показано в процентах или иметь буквенный код. В основном в бытовой аппаратуре широко применяются конденсаторы с допуском H, M, J, K. Буква, обозначающая допуск указывается после значения номинальной ёмкости конденсатора, вот так 22nK, 220nM, 470nJ.

    Таблица для расшифровки условного буквенного кода допустимого отклонения ёмкости конденсаторов. Допуск в %

    Э лектрические конденсаторы служат для накопления электроэнергии. Простейший конденсатор состоит из двух металлических пластин — обкладок и диэлектрика находящегося между ними. Если к конденсатору подключить источник питания, то на обкладках возникнут разноименные заряды и появится электрическое поле притягивающее их на встречу, друг к другу. Эти заряды остаются после отключения источника питания, энергия сохраняется в электрическом поле между обкладками.

    Параметр конденсатора Тип конденсатора
    Керамический Электролитический На основе металлизированной пленки
    От 2,2 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 68000 мкФ 1 мкФ до 16 мкФ
    ± 10 и ±20 ±10 и ±50 ±20
    50 — 250 6,3 — 400 250 — 600
    Стабильность конденсатора Достаточная Плохая Достаточная
    От -85 до +85 От -40 до +85 От -25 до +85

    В керамических конденсаторах диэлектриком является высококачественная керамика: ультрафарфор,тиконд,ультрастеатит и др. Обкладкой служит слой серебра, нанесенный на поверхность. Керамические конденсаторы применяются в разделительных цепях усилителей высокой частоты.

    В электролитических полярных конденсаторах диэлектриком служит слой оксида, нанесенный на металлическую фольгу. Другая обкладка образуется из пропитанной электролитом бумажной ленты.

    В твердотельных оксидных конденсаторах жидкий диэлектрик заменен специальным токопроводящим полимером. Это позволяет увеличить срок службы(и надежность). Недостатками твердотельных оксидных конденсаторов являются более высокая цена и ограничения по напряжению(до 35 в).

    Оксидные электролитические и твердотельные конденсаторы отличаются большой емкостью, при относительно малых размерах. Эта их особенность определяется тем, что толщина оксида — диэлектрика очень мала.

    При включении оксидных конденсаторов в цепь, необходимо соблюдать полярность. В случае нарушения полярности, электролитические конденсаторы взрываются, твердотельные — просто выходят из строя. Что бы полностью избежать возможности взрыва(у электролитических конденсаторов), некоторые модели снабжаются предохранительными клапанами(отсутствуют у твердотельных). Область применения оксидных (электролитических и твердотельных) конденсаторов — разделительные цепи усилителей звуковой частоты, сглаживающие фильтры источников питания постоянного тока.

    Конденсаторы на основе металлизированной пленки применяются в высоковольтных источниках электропитания.

    Таблица 2.


    Характеристики слюдяных конденсаторов и конденсаторов на основе полиэстера и полипропилена.
    Параметр конденсатора Тип конденсатора
    Слюдяной На основе полиэстера На основе полипропилена
    Диапазон изменения емкости конденсаторов От 2,2 пФ до 10 нФ От 10 нФ до 2,2 мкФ От 1 нФ до 470 нФ
    Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 1 ± 20 ± 20
    Рабочее напряжение конденсаторов, В 350 250 1000
    Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Хорошая
    Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С От -40 до +85 От -40 до +100 От -55 до +100

    Слюдяные конденсаторы изготавливаются путем прокладывания между обкладками из фольги слюдяных пластин, или наоборот — металлизацией слюдяных пластин. Слюдяные конденсаторы находят применение в звуковоспроизводящих устройствах, фильтрах высокочастотных помех и генераторах. Конденсаторы на основе полиэстера — это конденсаторы общего назначения, а конденсаторы на основе полипропилена применяются в высоковольтных цепях постоянного тока.

    Таблица 3.


    Характеристики слюдяных конденсаторов на основе поликарбоната, полистирена и тантала.

    Параметр конденсатора

    Тип конденсатора

    На основе поликарбоната

    На основе полистирена

    На основе тантала

    Диапазон изменения емкости конденсаторов От 10 нФ до 10 мкФ От 10 пФ до 10 нФ От 100 нФ до 100 мкФ
    Точность (возможный разброс значений емкости конденсатора), % ± 20 ± 2,5 ± 20
    Рабочее напряжение конденсаторов, В 63 — 630 160 6,3 — 35
    Стабильность конденсатора Отличная Хорошая Достаточная
    Диапазон изменения температуры окружающей среды, о С От -55 до +100 От -40 до +70 От -55 до +85

    Конденсаторы на основе поликарбоната используются в фильтрах, генераторах и времязадающих цепях. Конденсаторы на основе полистирена и тантала используются тоже, во времязадающих и разделительных цепях. Они считаются конденсаторами общего назначения.
    В металлобумажных конденсаторах общего назначения, обкладки изготавливаются путем напыления металла на бумагу пропитанную специальным составом и покрытые тонким слоем лака.

    Код Емкость(пФ) Емкость(нФ) Емкость(мкФ)
    109 1,0(пФ) 0,001(нФ) 0,000001(мкФ)
    159 1,5(пФ) 0,0015(нФ) 0,0000015(мкФ)
    229 2,2(пФ) 0,0022(нФ) 0,0000022(мкФ)
    339 3,3(пФ) 0,0033(нФ) 0,0000033(мкФ)
    479 4,7(пФ) 0,0047(нФ) 0,0000047(мкФ)
    689 6,8(пФ) 0,0068(нФ) 0,0000068(мкФ)
    100 10(пФ) 0,01(нФ) 0,00001(мкФ)
    150 15(пФ) 0,015(нФ) 0,000015(мкФ)
    220 22(пФ) 0,022(нФ) 0,000022(мкФ)
    330 33(пФ) 0,033(нФ) 0,000033(мкФ)
    470 47(пФ) 0,047(нФ) 0,000047(мкФ)
    680 68(пФ) 0,068(нФ) 0,000068(мкФ)
    101 100(пФ) 0,1(нФ) 0,0001(мкФ)
    151 150(пФ) 0,15(нФ) 0,00015(мкФ)
    221 220(пФ) 0,22(нФ) 0,00022(мкФ)
    331 330(пФ) 0,33(нФ) 0,00033(мкФ)
    471 470(пФ) 0,47(нФ) 0,00047(мкФ)
    681 680(пФ) 0,68(нФ) 0,00068(мкФ)
    102 1000(пФ) 1(нФ) 0,001(мкФ)
    152 1500(пФ) 1,5(нФ) 0,0015(мкФ)
    222 2200(пФ) 2,2(нФ) 0,0022(мкФ)
    332 3300(пФ) 3,3(нФ) 0,0033(мкФ)
    472 4700(пФ) 4,7(нФ) 0,0047(мкФ)
    682 6800(пФ) 6,8(нФ) 0,0068(мкФ)
    103 10000(пФ) 10(нФ) 0,01(мкФ)
    153 15000(пФ) 15(нФ) 0,015(мкФ)
    223 22000(пФ) 22(нФ) 0,022(мкФ)
    333 33000(пФ) 33(нФ) 0,033(мкФ)
    473 47000(пФ) 47(нФ) 0,047(мкФ)
    683 68000(пФ) 68(нФ) 0,068(мкФ)
    104 100000(пФ) 100(нФ) 0,1(мкФ)
    154 150000(пФ) 150(нФ) 0,15(мкФ)
    224 220000(пФ) 220(нФ) 0,22(мкФ)
    334 330000(пФ) 330(нФ) 0,33(мкФ)
    474 470000(пФ) 470(нФ) 0,47(мкФ)
    684 680000(пФ) 680(нФ) 0,68(мкФ)
    105 1000000(пФ) 1000(нФ) 1,0(мкФ)


    2. Второй вариант — маркировка производится не в пико, а в микрофарадах, причем вместо десятичной точки ставиться буква µ.


    3.Третий вариант.

    У советских конденсаторов вместо латинской «р» ставилось «п».

    Допустимое отклонение номинальной емкости маркируется буквенно, часто буква следует за кодом определяющим емкость(той же строкой).

    Конденсаторы с линейной зависимостью от температуры.

    ТКЕ(ppm/²C) Буквенный код
    100(+130….-49) A
    33 N
    0(+30….-47) C
    -33(+30….-80) H
    -75(+30….-80) L
    -150(+30….-105) P
    -220(+30….-120) R
    -330(+60….-180) S
    -470(+60….-210) T
    -750(+120….-330) U
    -500(-250….-670) V
    -2200 K

    Далее следует напряжение в вольтах, чаще всего — в виде обычного числа.
    Например, конденсатор на этой картинке промаркирован двумя строчками. Первая(104J) — означает, что его емкость составляет 0,1мкФ(104), допустимое отклонение емкости не превышает ± 5%(J). Вторая(100V) — напряжение в вольтах.

    Напряжение (В) Буквеный код
    1 I
    1,6 R
    3,2 A
    4 C
    6,3 B
    10 D
    16 E
    20 F
    25 G
    32 H
    40 C
    50 J
    63 K
    80 L
    100 N
    125 P
    160 Q
    200 Z
    250 W
    315 X
    400 Y
    450 U
    500 V

    Маркировка СМД (SMD) конденсаторов.

    Размеры СМД конденсаторов невелики, поэтому маркировка их производится весьма лаконично. Рабочее напряжение нередко кодируется буквой(2-й и 3-й варианты на рисунке ниже) в соответствии с (вариант 2 на рисунке), либо с использованием двухзначного буквенно-цифровой кода(вариант 1 на рисунке). При использовании последнего, на корпусе можно обнаружить таки две(а не одну букву) с одной цифрой(вариант 3 на рисунке).


    Первая буква может является как кодом изготовителя(что не всегда интересно), так и указываеть на номинальное рабочее напряжение(более полезная информация), вторая — закодированным значением в пикоФарадах(мантиссой). Цифра — показатель степени(указывает сколько нулей необходимо добавить к мантиссе).
    Например EA3 может означать, что номинальное напряжение конденсатора 16в(E) а емкость — 1,0 *1000 = 1 нанофарада, BF5 соответсвенно, напряжение 6,3в(В), емкость — 1,6* 100000 = 0,1 микрофарад и.т.д.

    Буква Мантисса.
    A 1,0
    B 1,1
    C 1,2
    D 1,3
    E 1,5
    F 1,6
    G 1,8
    H 2,0
    J 2,2
    K 2,4
    L 2,7
    M 3,0
    N 3,3
    P 3,6
    Q 3,9
    R 4,3
    S 4,7
    T 5,1
    U 5,6
    V 6,2
    W 6,8
    X 7,5
    Y 8,2
    Z 9,1
    a 2,5
    b 3,5
    d 4,0
    e 4,5
    f 5,0
    m 6,0
    n 7,0
    t 8,0

    Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт

    Буквенное обозначение

    Важным является значение допустимого рабочего напряжения конденсатора, указывается после номинальной ёмкости и допуска. Обозначается в вольтах с буквы В (старая маркировка), и V (новая маркировка). Например, так: 250В, 400В, 1600V, 200V. В некоторых случаях, буква V опускается.

    Иногда применяется кодирование латинской буквой. Для расшифровки следует пользоваться таблицей буквенного кодирования рабочего напряжения конденсаторов.

    Номинальное напряжение, В

    Буква обозначения

    Поклонники Николы Тесла имеют частую потребность в высоковольтных конденсаторах, вот некоторые которые можно встретить, в основном в телевизорах в блоках строчной развертки.


    Рис. 13. Высоковольтные конденсаторы

    Конденсаторы полярные

    К полярным конденсаторам относятся все электролитические, которые бывают:

    Алюминиевые электролитические конденсаторы обладают высокой емкостью, низкой стоимостью и доступностью. Такие конденсаторы широко применяются в радиоприборостроении, но имеют существенный недостаток. Со временем электролит внутри конденсатора высыхает и они теряют емкость. Вместе с емкостью увеличивается эквивалентное последовательное сопротивление и такие конденсаторы уже не справляются с поставленными задачами. Это как правило служит причиной неисправности многих бытовых приборов. Использование б/у конденсаторов не желательно, но все же если возникло желание их использовать, нужно тщательно измерить емкость и esr, чтоб потом не искать причину неработоспособности прибора. Перечислять типы алюминиевых конденсаторов не вижу смысла, поскольку особых отличий в них нет, кроме геометрических параметров. Конденсаторы бывают радиальные(с выводами с одного торца цилиндра)и аксиальные(с выводами с противоположных торцов), встречаются конденсаторы с одним выводом, в качестве второго-используется корпус с резьбовым наконечником(он же и является крепежом), такие конденсаторы можно встретить в старой ламповой радиотелевизионной технике. Также стоит заметить, что на материнских платах компьютеров, в импульсных блоках питания часто встречаются конденсаторы с низким эквивалентным сопротивлением, так называемые LOW ESR, так вот они имеют улучшенные параметры и заменяются только на подобные, иначе при первом включении будет взрыв.


    Рис. 14. Электролитические конденсаторы. Снизу — для поверхностного монтажа.

    Танталовые конденсаторы, лучше чем алюминиевые, за счет использования более дорогой технологии. В них применяется сухой электролит, поэтому им не свойственно «высыхание» алюминиевых конденсаторов. Кроме того, танталовые конденсаторы имеют более низкое активное сопротивление на высоких частотах (100 кГц), что важно при использовании в импульсных источниках питания. Недостатком танталовых конденсаторов является относительно большое уменьшение емкости с увеличением частоты и повышенная чувствительность к переполюсовке и перегрузкам. К сожалению, этот тип конденсаторов характеризуется невысокими значениями емкости (как правило, не более 100 мкФ). Высокая чувствительность к напряжению заставляет разработчиков делать запас по напряжению Увеличенным в два и более раз.


    Рис. 14. Танталовые конденсаторы. Первые три отечественные, предпоследний импортный, последний импортный для поверхностного монтажа.

    Основные размеры танталовых чип-конденсаторов:

    К одной из разновидностей конденсаторов (на самом деле это полупроводники и с обычными конденсаторами имеют мало общего, но упомянуть их все же имеет смысл) относятся варикапы. Это особый вид диодо-конденсатора, который изменяет свою емкость в зависимости от приложенного напряжения. Применяются в качестве элементов с электрически управляемой ёмкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура, деления и умножения частоты, частотной модуляции, управляемых фазовращателей и др.


    Рис. 15 Варикапы кв106б, кв102

    Также весьма интересны «суперконденсаторы» или ионисторы. При малых размерах они обладают колоссальной емкостью и часто используются для питания микросхем памяти, и иногда ими подменяют электрохимические батареи. Ионисторы могут работать и в буфере с батареями в целях защиты их от резких скачков тока нагрузки: при низком токе нагрузки батарея подзаряжает суперконденсатор, и если ток резко возрастет, ионистор отдаст запасенную энергию, чем уменьшит нагрузку на батарею. При таком варианте использования его размещают либо непосредственно возле аккумуляторной батареи, либо внутри ее корпуса. Их можно встретить в ноутбуках в качестве элемента питания для CMOS.

    К недостаткам можно отнести:
    Удельная энергия меньше, чем у аккумуляторов (5-12 Вт·ч/кг при 200 Вт·ч/кг для литий-ионных аккумуляторов).
    Напряжение зависит от степени заряженности.
    Возможность выгорания внутренних контактов при коротком замыкании.
    Большое внутреннее сопротивление по сравнению с традиционными конденсаторами (10…100 Ом у ионистора 1 Ф × 5,5 В).
    Значительно больший, по сравнению с аккумуляторами, саморазряд: порядка 1 мкА у ионистора 2 Ф × 2,5 В.


    Рис. 16. Ионисторы

    %d0%ba%d0%be%d0%bd%d0%b4%d0%b5%d0%bd%d1%81%d0%b0%d1%82%d0%be%d1%80%20%d0%bf%d0%be%d1%81%d1%82%d0%be%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d0%be%d0%b9%20%d0%b5%d0%bc%d0%ba%d0%be%d1%81%d1%82%d0%b8 — с русского на все языки

    Все языкиАнглийскийРусскийКитайскийНемецкийФранцузскийИспанскийШведскийИтальянскийЛатинскийФинскийКазахскийГреческийУзбекскийВаллийскийАрабскийБелорусскийСуахилиИвритНорвежскийПортугальскийВенгерскийТурецкийИндонезийскийПольскийКомиЭстонскийЛатышскийНидерландскийДатскийАлбанскийХорватскийНауатльАрмянскийУкраинскийЯпонскийСанскритТайскийИрландскийТатарскийСловацкийСловенскийТувинскийУрдуФарерскийИдишМакедонскийКаталанскийБашкирскийЧешскийКорейскийГрузинскийРумынский, МолдавскийЯкутскийКиргизскийТибетскийИсландскийБолгарскийСербскийВьетнамскийАзербайджанскийБаскскийХиндиМаориКечуаАканАймараГаитянскийМонгольскийПалиМайяЛитовскийШорскийКрымскотатарскийЭсперантоИнгушскийСеверносаамскийВерхнелужицкийЧеченскийШумерскийГэльскийОсетинскийЧеркесскийАдыгейскийПерсидскийАйнский языкКхмерскийДревнерусский языкЦерковнославянский (Старославянский)МикенскийКвеньяЮпийскийАфрикаансПапьяментоПенджабскийТагальскийМокшанскийКриВарайскийКурдскийЭльзасскийАбхазскийАрагонскийАрумынскийАстурийскийЭрзянскийКомиМарийскийЧувашскийСефардскийУдмурдскийВепсскийАлтайскийДолганскийКарачаевскийКумыкскийНогайскийОсманскийТофаларскийТуркменскийУйгурскийУрумскийМаньчжурскийБурятскийОрокскийЭвенкийскийГуараниТаджикскийИнупиакМалайскийТвиЛингалаБагобоЙорубаСилезскийЛюксембургскийЧерокиШайенскогоКлингонский

     

    Все языкиАнглийскийТатарскийКазахскийУкраинскийВенгерскийТаджикскийНемецкийИвритНорвежскийКитайскийФранцузскийИтальянскийПортугальскийТурецкийПольскийАрабскийДатскийИспанскийЛатинскийГреческийСловенскийЛатышскийФинскийПерсидскийНидерландскийШведскийЯпонскийЭстонскийЧеченскийКарачаевскийСловацкийБелорусскийЧешскийАрмянскийАзербайджанскийУзбекскийШорскийРусскийЭсперантоКрымскотатарскийСуахилиЛитовскийТайскийОсетинскийАдыгейскийЯкутскийАйнский языкЦерковнославянский (Старославянский)ИсландскийИндонезийскийАварскийМонгольскийИдишИнгушскийЭрзянскийКорейскийИжорскийМарийскийМокшанскийУдмурдскийВодскийВепсскийАлтайскийЧувашскийКумыкскийТуркменскийУйгурскийУрумскийЭвенкийскийБашкирскийБаскский

    Виды и параметры конденсаторов — Онлайн-журнал «Толковый электрик»

    Конденсатор – устройство, способное накапливать электрический заряд. В зависимости от назначения и конструкции конденсаторы делятся на ряд видов.В статье рассмотрим основные электрические параметры конденсаторов.

    Ассортимент конденсаторов

    Электрические параметры конденсаторов

    Основные характеристики и единицы их измерения приведены в таблице

    Номинальная емкостьСФарада
    Допустимое отклонение емкости∆С%
    Номинальное напряжениеUВольт
    Температурная стабильность емкостиТКЕ%

    Фарада – физическая величина, названная в честь английского физика Майкла Фарадея. Она слишком велика для использования в электротехнике. На практике емкость измеряют в микрофарадах (1мкФ = 10-6 Ф), нанофарадах (1нФ = 10-9 Ф) или пикофарадах (1пФ=10-12Ф)

    При нанесении величины емкости на корпус конденсатора для обозначения «нФ» дополнительно используют символы «nF», «пФ» — «рФ», а микрофараду обозначают сокращением «мкФ» или «μФ».

    Примеры обозначения емкости конденсаторов

    Емкость конденсаторов не может принимать произвольные значения. Они унифицированы и выбираются из стандартных рядов емкостей.

    Допустимое отклонение емкости указывает, с какой точностью изготовлен конденсатор. Она указывает, в каком допустимом диапазоне может находиться величина емкости в процентах от номинала. Для измерительных устройств этот параметр выбирается как можно меньшим.

    Номинальное напряжение – это напряжение, которое выдерживают обкладки конденсатора длительное время. При превышении этого параметра конденсатор выйдет из строя. Для переменного тока руководствуются не действующим, а амплитудным значением напряжения. Например, при выборе конденсатора для пуска электродвигателя на номинальное напряжение 380 В нужно использовать конденсатор на рабочее напряжение U>380∙√2=537, то есть, на 600 В.

    Конденсатор емкостью 33 мкФ на напряжение 100 В.

    Температурная стабильность характеризует диапазон, в котором изменяется емкость при изменении температуры окружающей среды. Для устройств, сохраняющих работоспособность в широком диапазоне температур, значение этого параметра выбирается более низким.

    Конструктивные исполнения конденсаторов

    Конденсаторы, емкость которых не может изменяться, называются конденсаторами постоянной емкости.

    Но в некоторых цепях для обеспечения возможности регулировки работы схемы и установки точных параметров ее работы применяются подстроечные конденсаторы. Емкость их изменяется при помощи отвертки.

    Подстроечные конденсаторы

    В отличие от них конденсаторы переменной емкости применяются для выполнения пользовательских регулировок, например, для настройки радиоприемника на нужную волну.

    Конденсатор переменной емкости

    Существуют конденсаторы специального назначения. Например, конденсаторы для защиты от радиопомех и сглаживающих фильтров, располагающихся парами в одном корпусе.

    Два конденсатора в одном корпусе

    Отдельно выделяются конденсаторы для поверхностного монтажа или SMD-конденсаторы. Они технологичны для монтажа на автоматических конвейерных линиях, а размеры позволяют минимизировать габаритные размеры устройств.

    SMD-конденсаторы

    Классификация конденсаторов по виду диэлектрика

    Воздух в качестве диэлектрика использовался только для конденсаторов переменной емкости старого образца. Чем меньше материал между обкладками конденсатора проводит электрический ток, тем меньших размеров может быть изготовлен этот элемент на то же рабочее напряжение. При использовании определенных материалов можно получить конденсаторы с необходимыми свойствами.

    В зависимости от материала диэлектрика между обкладками выпускаются конденсаторы:

    Вакуумные
    Воздушные
    С газообразным диэлектриком
    Керамические
    Кварцевые
    Стеклянные
    Слюдяные
    Бумажные
    Металлобумажные
    Электролитические
    Полупроводниковые
    Металло-оксидные
    Полистирольные
    Фторопластовые
    Полиэтилентерефталатные
    Лакопленочные
    Поликарбонатные

    Из всего этого перечня самыми распространенными в электротехнике являются бумажные и металлобумажные конденсаторы, использующиеся для схем запуска однофазных двигателей и для компенсации реактивной мощности. Всем известны электролитические конденсаторы, используемые в выпрямителях для сглаживающих фильтров. Их главная особенность – невозможность работы на переменном токе.

    Электролитические конденсаторы

    При ошибках в полярности подключения электролитических конденсаторов они выходят из строя, иногда – со взрывом. То же произойдет при превышении номинального напряжения электролитического и металлобумажного конденсатора, так как они выпускаются в герметичных корпусах.

    Металлобумажный оксидный конденсатор в герметичном корпусе

    Условные обозначения конденсаторов

    Оцените качество статьи:

    Код ТН ВЭД 8532210000. Конденсаторы постоянной емкости танталовые. Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности ЕАЭС

    Технические средства для инвалидов

    Двигатели и генераторы электрические.. (НДС):

    Постановление 1042 от 30.09.2015 Правительства РФ

     

    0% — 27. Специальные средства для обмена информацией,получения и передачи информации для инвалидов с нарушениями зрения, слуха и голосообразования, которые могут быть использованы только для профилактики инвалидности или реабилитации инвалидов

    0% — 36. Специальные технические средства для обучения инвалидов и осуществления ими трудовой деятельности, которые могут быть использованы только для профилактики инвалидности или реабилитации инвалидов

    0% — 38. Технические средства для развития у инвалидов навыков ориентации в пространстве, самостоятельного передвижения, повседневного самообслуживания, для тренировки речи, письма и общения, умения различать и сравнивать предметы, средства для обучения программированию, информатике, правилам личной безопасности

    20% — Прочие

     

    Комплектующие для гражданских воздушных судов

    Реакторы ядерные; котлы.. (НДС-авиазапчасти):

    Федеральный закон 117-ФЗ от 05.08.2000 ГД РФ

     

    0% — авиационные двигатели, запасные части и комплектующие изделия, предназначенные для строительства, ремонта и (или) модернизации на территории Российской Федерации гражданских воздушных судов, при условии представления в таможенный орган документа, подтверждающего целевое назначение ввозимого товара

    20% — Прочие

    Что такое фиксированные конденсаторы? (с иллюстрациями)

    Конденсатор постоянной емкости — это часть электронного устройства или электрического прибора, которая помогает поддерживать постоянный заряд и выходную энергию. Это помогает сохранять энергию и смягчает ее поток. В общем, существует два основных типа конденсаторов: фиксированный или переменный . Конденсаторы «фиксированной» категории, как правило, чаще всего используются в схемах синхронизации небольших приборов и электроники, используемых частными лицами, в домах и офисах.Они обеспечивают более или менее постоянный поток энергии к устройству, что позволяет использовать его без перебоев. Почти во всех случаях они имеют возможность отключения для защиты от скачков напряжения или переполнения энергии. С инженерной точки зрения их механика может быть довольно сложной, и есть несколько различных разновидностей и спецификаций в зависимости от настройки. В целом, однако, концепция последовательна; Эти компоненты фильтруют электрическую энергию и управляют ее потоком к мэйнфрейму или внутреннему процессору устройства, что затем переводит ее в полезную задачу.

    Основные сведения о конденсаторах

    Практически каждое электронное устройство тем или иным образом использует конденсатор, и лучший способ охарактеризовать их, как правило, — это , как они обрабатывают поступающую энергию.Конденсаторы постоянной емкости — это конденсаторы, которые поддерживают постоянное и неизменное значение так называемой «емкости» или способности удерживать электрический заряд. Конденсаторы переменной емкости отличаются тем, что их значение емкости можно регулировать или изменять.

    История конденсаторов восходит к 18 веку.Питер ван Мушенбрук из Лейденского университета в Нидерландах разработал то, что стало известно как лейденская банка, ранняя форма конденсатора. Американскому новатору, а затем и президенту Бенджамину Франклину приписывают создание первого плоского конденсатора. Обе эти ранние модели были исправлены. Основная характеристика конденсатора, который специально фиксируется, — это его способность поддерживать постоянный заряд независимо от колебаний уровня цепи.

    Обычное использование

    Такой конденсатор, пожалуй, чаще всего встречается в схемах синхронизации.Хотя конденсаторы постоянной емкости часто используются в тандеме с резистором для создания таймера, они также используются для обеспечения непрерывного потока тока уровня. Это помогает избежать скачков и скачков напряжения, которые могут возникнуть в источнике питания электрической цепи.

    Разновидности и материалы

    Существуют различные типы конденсаторов, которые можно описать или сгруппировать как «фиксированные», и в большинстве случаев они организованы в соответствии с диэлектрическим материалом, из которого они сделаны.По сути, диэлектрик — это материал, не проводящий электричество. Диэлектрик используется в конденсаторе постоянной емкости для изоляции или разделения материалов, проводящих электричество.

    Конденсатор состоит из диэлектрика, зажатого между двумя проводящими пластинами.Таким образом, каждая пластина может заряжаться электрическим током и удерживать заряд. Разница в уровнях заряда проводящих пластин позволяет электрическому полю существовать в диэлектрике.

    Для использования в качестве диэлектриков доступны различные материалы, включая бумагу, пластик и керамику.В некоторых случаях также можно использовать воздух в качестве изолирующего слоя между проводящими пластинами, и такова теория, лежащая в основе вакуумных трубок.

    Разница в рейтингах и стандарты измерения

    Номинальная емкость фиксированного конденсатора зависит от толщины диэлектрика.Кроме того, тип материала, используемого для проводящих пластин, имеет жизненно важное значение, потому что некоторые материалы имеют гораздо большую проводимость, чем другие.

    Емкость обычно измеряется в фарадах или микрофарадах.Конденсаторы бывают самых разных форм, размеров и, что наиболее важно, номиналов емкости. В некоторых приложениях фиксированные модели соединяются последовательно, образуя так называемую фиксированную конденсаторную батарею.

    Что такое конденсатор? — Фиксированные, переменные, керамические, слюдяные и бумажные конденсаторы

    Определение: Конденсатор — это электронный компонент, который накапливает энергию в виде электрического поля.Когда на конденсатор подается напряжение некоторой величины, на пластинах конденсатора создается электрическое поле. Таким образом, он накапливает заряд за счет статического электрического поля. Этот накопленный заряд можно использовать для разрядки конденсатора, когда это необходимо.

    Емкость — это свойство конденсатора, которое указывает на его способность накапливать заряд. Измеряется в фарадах. Фарады (F) — это большая мера емкости, поэтому обычно используются микрофарады или пикофарады.

    Один микрофарад эквивалентен 10 -6 F, а один пикофарад эквивалентен 10 -12 F.

    Здесь C — емкость, ɛ — диэлектрическая проницаемость среды, а D — расстояние между пластинами конденсатора.

    Значение конденсатора и его типов

    Конденсатор — важный электронный компонент схемы. Он нужен для подачи электрической энергии на схему при отключении питания. Таким образом, во время работы батареи конденсатор заряжается до своего пикового значения, а после выключения батареи он подает питание путем разряда.

    Классификация конденсаторов очень важна, потому что, если вам нужно устройство накопления заряда для коррекции мощности или в усилителях, вам понадобится конденсатор большой емкости. Но в случае настройки схемы потребуется конденсатор небольшой емкости.

    Таким образом, для разных приложений требуются конденсаторы другого типа. Таким образом, нам необходимо подробно разбираться в каждом типе конденсаторов. Конденсаторы в целом делятся на два типа: конденсаторы постоянной емкости и конденсаторы переменной емкости.

    Конденсаторы постоянной емкости

    Фиксированные конденсаторы — это конденсаторы с фиксированным значением емкости. Значение емкости фиксированных конденсаторов не может быть изменено.

    Конденсаторы постоянной емкости можно разделить на подтипы: поляризованные конденсаторы и неполяризованные конденсаторы.

    Поляризованные конденсаторы

    Поляризованные конденсаторы — это конденсаторы, имеющие неявную полярность. Поляризованный конденсатор можно подключать в цепи только одним способом.Поляризованные конденсаторы обладают высокой емкостью, но они также создают ток утечки в цепи. Если поляризованный конденсатор заключен в небольшой корпус, он обеспечит небольшой ток утечки и высокую емкость.

    Электролитические конденсаторы и суперконденсаторы являются подтипами поляризованных конденсаторов. Давайте подробно обсудим каждый из этих типов.

    Конденсаторы электролитические
    Электролитические конденсаторы

    Th — это конденсаторы, в которых электролит служит диэлектрическим веществом.Он состоит из алюминия и тантала. Причина использования этих материалов заключается в том, что эти материалы образуют оксиды, которые обладают чрезвычайно высокой диэлектрической прочностью. Таким образом, берутся две алюминиевые фольги, в одной из которых формируется слой оксида методом «Формовка».

    В этом процессе «Формовки» оксидный слой выращивается на нем путем приложения напряжения к фольге. Другая фольга обеспечивает отрицательное соединение с конденсатором. Электролит пропитан листом бумаги.Он служит диэлектриком для конденсатора.

    Электролитические конденсаторы бывают различных типов, например, алюминиевые электролитические конденсаторы, танталовые электролитические конденсаторы и ниобиевые конденсаторы, в зависимости от типа используемого материала. Электролитические конденсаторы доступны в диапазоне от 1 ° F до 500 000 ° F.

    Суперконденсаторы
    В суперконденсаторах

    вместо электролита используется двойная электростатическая емкость. Он также использует электрохимическую псевдоемкость, что помогает достичь большой емкости.А электролит образует конденсатор малой емкости. Недостатком использования суперконденсатора является то, что он имеет более низкие пределы напряжения.

    Суперконденсаторы

    обычно находят применение в кранах и лифтах. Емкость суперконденсаторов в 10 000 раз выше, чем у электролитических.

    Конденсаторы неполяризованные

    Неполяризованные конденсаторы — это конденсаторы, которые не имеют неявной полярности, поэтому их можно подключать в цепи любым способом.Некоторые из неполяризованных конденсаторов — керамические конденсаторы, слюдяные конденсаторы, бумажные конденсаторы и пластиковые пленочные конденсаторы. Давайте подробно обсудим каждый из них.

    Конденсаторы керамические

    Керамические конденсаторы состоят из диска или пластины, покрытой металлом, таким как серебро или медь, с обеих сторон пластины или диска. Выводы сделаны из олова. Вся конструкция конденсатора упакована в пластиковый корпус для защиты от внешних условий окружающей среды.

    Керамические конденсаторы можно разделить на типы с низкой диэлектрической проницаемостью и конденсаторы с высокой диэлектрической проницаемостью.Тип с низкой диэлектрической проницаемостью приводит к низким потерям. Но керамические конденсаторы с низкими потерями обладают высоким сопротивлением утечки около 1000 МОм.

    Высокая диэлектрическая проницаемость керамических конденсаторов позволяет им обеспечивать высокую емкость, причем в небольшом объеме. Величина емкости керамических конденсаторов зависит от различных параметров, таких как температура, постоянное напряжение, частота. Следовательно, емкость изменяется при изменении любого из этих параметров. Диапазон емкости от 100 пФ до 0.1? F.

    Они подразделяются на керамические конденсаторы класса 1 и керамические конденсаторы класса 2.

    Керамические конденсаторы класса 1: Это конденсаторы, которые обладают высокой стабильностью и низкими потерями.

    Керамические конденсаторы класса 2: Это конденсаторы, которые обладают высокой объемной эффективностью для приложений байпаса и связи.

    Бумажные конденсаторы

    Бумажные конденсаторы представляют собой конденсаторы цилиндрической формы, изготовленные из скрученных металлических листов, зажатых вместе.Листы бумаги свернуты в цилиндрическую форму, чтобы сформировать трубчатую структуру. Вся трубчатая конструкция заключена в восковой или пластиковый корпус. Такие вещества, как масло, пластик или воск, широко используются для пропитывания бумаги.

    Бумажные конденсаторы доступны в продаже в диапазоне от 500 пФ до 50 мкФ. Бумажные конденсаторы обеспечивают высокий ток утечки.

    Слюдяные конденсаторы

    Конденсатор из слюды образован путем размещения слоя слюды между слоями металла.Затем вся конструкция помещается в пластиковую упаковку.

    Конденсаторы этого типа обладают очень малым током утечки, потому что сопротивление утечке очень велико в случае слюдяных конденсаторов. Диапазон, в котором коммерчески доступны слюдяные конденсаторы, варьируется от 1 пФ до 0,1 пФ.

    Конденсаторы полиэтиленовые
    Конденсаторы с пластиковой пленкой

    сконструированы так же, как и бумажные конденсаторы. Единственное отличие состоит в том, что в бумажных конденсаторах используются листы пластика, такие как тефлон, полиэтилен и т. Д.как диэлектрическое вещество. Диапазон емкости бумажных конденсаторов от 500 пФ до 10 пФ.

    Конденсаторы переменной емкости

    Конденсатор, в котором можно изменять значение емкости, называется конденсатором переменной емкости.

    С помощью L-C Circuit емкость может быть настроена на желаемое значение.

    Переменный конденсатор можно разделить на три типа: подстроечные конденсаторы, подстроечные конденсаторы и диэлектрические конденсаторы.

    Цветовая маркировка конденсаторов

    Процесс цветовой маркировки конденсаторов можно понять с помощью приведенной ниже таблицы.

    Цветовая кодировка конденсаторов очень проста для понимания. С помощью этой таблицы мы можем легко определить номинал любого заданного конденсатора, идентифицировав цветные полосы на нем.

    Типы конденсаторов и их применение

    Большинство современных электронных схем и устройств состоит из различных конденсаторов .Новички в области электроники и опытные инженеры считают эти компоненты весьма интересными благодаря своему применению.

    В радиотехнике конденсаторы можно разделить на конденсаторы постоянной емкости и переменные конденсаторы . Конденсаторы постоянной емкости можно снова разделить на поляризованные или электролитические конденсаторы и неполяризованные конденсаторы.

    Неполяризованные конденсаторы имеют малую емкость и малый ток утечки. Примеры включают керамические, слюдяные, пленочные конденсаторы и т. Д., представляют собой некоторые типы неполяризованных конденсаторов. Поляризованный конденсатор имеет большой ток утечки. Электролитические и суперконденсаторы являются примерами поляризованных конденсаторов.

    Типы конденсаторов

    Существуют разные конденсаторы в зависимости от материала диэлектрика, который бывает разной формы и размера. Наиболее широко используются керамические, электролитические, танталовые и суперконденсаторы. Давайте посмотрим на категории и типы конденсаторов.

    Конденсаторы переменной емкости

    Переменные конденсаторы не что иное, как работает как потенциометр.Это тип конденсатора, емкость которого можно изменять механически или электронно. Его также называют подстроечным конденсатором.

    Емкость конденсатора зависит от трех факторов.

    1. Площадь плит, обращенных друг к другу. Изменяя площадь, мы можем изменять емкость.
    2. Расстояние между пластинами. Чем больше расстояние, тем меньше емкость, и наоборот.
    3. Вид диэлектрика.

    На практике при конструировании конденсаторов переменной емкости обычно используется первая возможность i.е., вариация площади обращенных друг к другу пластин. Переменные конденсаторы далее подразделяются на конденсаторы для непрерывного изменения (настроечные конденсаторы , ) и конденсаторы, которые необходимо регулировать только время от времени (подстроечные резисторы , ).

    Этот конденсатор дает значение от 10 пФ до 500 пФ. Типы переменных конденсаторов — это подстроечные и подстроечные конденсаторы. Используется для настройки в радиосхемах, передатчиках. Важная способность настроечного конденсатора выдерживать механические удары и вибрации.

    Вторая группа конденсаторов состоит из полужестких или подстроечных. Здесь емкость переменная, но не предназначена для частого использования. Триммеры используются только для настройки различных настроенных схем. После того, как эти конденсаторы были отрегулированы, они в основном покрываются лаком, так что во всех смыслах они являются конденсаторами постоянной емкости. Триммеры снова делятся на триммеры для воздуха, керамические триммеры и триммеры для проволоки, триммеры для слюды и т. Д.

    1. Триммер воздуха:

    Триммер Air состоит из цилиндрического статора, в котором такой же цилиндрический ротор может вращаться на небольшом стержне с резьбой.

    Минимальная емкость — около 3 пФ, максимальная — 30 или 60 пФ. Поскольку в качестве диэлектрика используется воздух, потери в этих триммерах очень низкие. Регулировка производится с помощью подрезного ключа из изоляционного материала (в виде накидного ключа).

    1. Керамический триммер:

    Этот триммер состоит из небольшой керамической трубки, которая служит диэлектриком. Электроды (пластины) образованы гильзой из луженой меди и штырем из луженой меди, который может ввинчиваться в керамическую втулку.

    Потери в конденсаторах этого типа также очень низкие.

    1. Триммер для проволоки:

    Устройство для обрезки проволоки состоит из небольшой керамической трубки, посеребренной внутри, и нескольких витков проволоки, намотанных близко друг к другу снаружи.

    Слой серебра и внешний слой проволоки образуют емкость, которую можно уменьшить путем поворота проволоки. Преимущество этого типа подстроечного конденсатора состоит в том, что он легкий и небольшой по размеру, поэтому его можно монтировать непосредственно в проводке установки.Кроме того, емкость довольно велика из-за керамического диэлектрика и составляет несколько сотен Пф. Недостатком является то, что емкость можно только уменьшить, а не увеличивать, поэтому они обычно используются только для некоторых целей настройки.

    Конденсаторы постоянной емкости

    Как видно из названия, эти конденсаторы имеют фиксированную емкость, которую нельзя изменить. Различные типы конденсаторов фиксированной емкости различаются по диэлектрической проницаемости, как описано здесь.

    1. Пленочные конденсаторы:

    В пленочных конденсаторах в качестве диэлектрика используется пластиковая пленка.Существует множество пластиковых пленок, в том числе полиэстер, полистирол, полипропилен, поликарбонат, металлизированная бумага и тефлон, используемые в качестве диэлектрика. В зависимости от типа пленки они классифицируются как бумажные и металлопленочные.

    Доступны в диапазоне от 5 пФ до 100 мкФ. Конденсаторы этого типа имеют меньшие допуски и работают при высоких температурах. Их можно использовать в цепях выборки и хранения, в демпфирующих цепях, используемых для подавления скачков напряжения (всплесков).

    1. Конденсаторы бумажные:

    Ранее эти конденсаторы использовались в радиоприемниках и усилителях. Они бывают двух видов: плоской формы, называемой блочными конденсаторами, и круглой формы, называемой трубчатыми конденсаторами.

    Конструкция одинакова для обоих. Они состоят из двух алюминиевых фольг (это очень тонкие слои), между которыми заменены несколько слоев пропитанной бумаги.

    Алюминиевая фольга — электроды конденсатора, а бумага — диэлектрик.Из-за утечки и большого допуска их заменяют на полиэфирные конденсаторы.

    1. Конденсаторы полиэфирные:

    Эти конденсаторы отличаются небольшими размерами, низкими диэлектрическими потерями и высоким сопротивлением изоляции. Это очень подходящие радиочастотные схемы и радиоприемники.

    Их конструкция аналогична бумажным конденсаторам, но здесь чередующиеся алюминиевые и полиэфирные фольги намотаны слоями. Они доступны для номиналов 160 В и 400 В с допусками 10% и 20% в диапазоне от 1 кПФ до 1 мкФ

    1. Конденсаторы керамические:

    Одним из широко используемых конденсаторов являются керамические конденсаторы.Это неполяризованный конденсатор. Также называется дисковыми конденсаторами. При этом керамический материал используется в качестве диэлектрика. Он имеет небольшой ток и небольшой ток утечки. Они доступны в диапазоне от пико фарада до 1 микрофарада. Используется для высокочастотных приложений в аудиосхемах. Это недорогие конденсаторы, обладающие высокочастотными характеристиками.

    Классифицируются как усилители класса 1, класса 2. Приложения включают фильтрацию, настройку генератора, подавление электромагнитных помех, схемы сглаживания и сопряжения.

    1. Слюдяные конденсаторы:

    Диэлектрик слюдяных конденсаторов изготовлен из тонких слюдяных пластин высокого качества, одна сторона которых частично покрыта слоем серебра.

    Величина емкости определяется количеством пластин, соединенных параллельно. После сборки конденсатор погружается в специальный воск для защиты от воздействия влаги и перепадов температуры. Поскольку потери в этом конденсаторе низкие, они особенно подходят для цепей на высоких частотах (схемы генератора , I.Трансформаторы F и т. Д.) Или там, где важны низкие потери утечки. Они доступны в диапазоне от 50 пФ до 500 пФ и имеют рабочее напряжение до 500 В. Общие приложения используются в цепях связи, фильтрах пульсаций, резонансных цепях. В связи с недавней тенденцией к миниатюризации их заменяют керамические, полистирольные или стиропластовые конденсаторы.

    1. Воздушные конденсаторы:

    Воздух используется в качестве диэлектрика в воздушных конденсаторах. Проводящие металлы разделены воздушным зазором.Доступны воздушные конденсаторы постоянной емкости и воздушные конденсаторы переменной емкости. Его можно использовать при настройке радиосхем, а также в схемах, где требуются низкие потери.

    1. Стеклянные конденсаторы:

    Стекло используется в качестве диэлектрического материала в этих конденсаторах, и эти типы конденсаторов стоят дорого. Наряду со стеклянным диэлектриком в конденсаторах этих типов присутствуют алюминиевые электроды. В конце делается пластиковая инкапсуляция.Этот тип имеет относительно низкое значение емкости и может колебаться от долей пикофарад до двух тысяч пикофарад.

    Его можно использовать в цепях приложений большой мощности, где цепи нужны высокотемпературные зоны, цепи, требующие высоких допусков.

    Электролитические конденсаторы:

    Электролитические конденсаторы поляризованы. Они также широко используются во многих приложениях и имеют высокие значения емкости. Металлическая пластина (анод), образующая изолирующий оксидный слой путем анодирования, называется диэлектриком.Твердый или полутвердый электролит действует как катод. Они имеют более высокую емкость из-за большей поверхности анода и тонкого диэлектрического оксидного слоя. Они используются, когда есть потребность в высоком заряде.

    В алюминиевых электролитических конденсаторах алюминиевая фольга действует как анод, изолируя оксидный слой, который является диэлектриком и покрыт электролитом в качестве катода. Это можно увидеть в схемах питания для развязки и импульсного источника питания. Это дешевле.

    В конденсаторах танталового типа тантал используется в качестве анода, а электролит — в качестве катода, покрывающего оксидный слой.Они немного выше, чем у конденсаторов алюминиевого типа.

    Суперконденсаторы:

    Заключение

    Хорошо. Я надеюсь, что это руководство дало краткий обзор различных типов конденсаторов и их применения. Их также можно использовать в аудиосхемах для блокировки постоянного тока в звуковых волнах. Следовательно, они используются в качестве сглаживающих фильтров для удаления нежелательной ряби, которая может повредить электронные схемы.

    воздушный конденсатор | Типы | Направляющая конденсатора

    Что такое воздушные конденсаторы?

    Воздушные конденсаторы — это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрика используется воздух.Простейшие воздушные конденсаторы состоят из двух токопроводящих пластин, разделенных воздушным зазором. Воздушные конденсаторы могут быть выполнены с переменной или постоянной емкостью. Воздушные конденсаторы постоянной емкости используются редко, поскольку существует множество других типов с превосходными характеристиками. Переменные воздушные конденсаторы используются чаще из-за их простой конструкции. Обычно они состоят из двух наборов полукруглых металлических пластин, разделенных воздушными зазорами. Один набор фиксирован, а другой прикреплен к валу, который позволяет пользователю вращать узел, тем самым изменяя емкость по мере необходимости.Чем больше перекрытие между двумя наборами пластин, тем выше емкость. Состояние максимальной емкости достигается, когда перекрытие между двумя наборами пластин является наибольшим, а состояние наименьшей емкости достигается при отсутствии перекрытия.

    Переменные воздушные конденсаторы используются в случаях, когда необходимо изменять емкость. Иногда они используются в резонансных цепях, таких как радиотюнеры, смесители частот или приложения для согласования импеданса антенн.Еще одно применение переменных конденсаторов — создание прототипа электронной схемы. Иногда проще найти подходящее значение конденсатора методом проб и ошибок, чем рассчитывать его точно.

    Определение воздушного конденсатора

    Воздушные конденсаторы — это конденсаторы, в которых в качестве диэлектрической среды используется воздух, расположенный между проводящими пластинами.

    Характеристики

    Значение диэлектрической постоянной материала является мерой количества электрической энергии, запасенной в материале при заданном напряжении.Поскольку конденсаторы являются устройствами, используемыми для хранения электроэнергии, более высокие диэлектрические постоянные являются предпочтительными. Однако диэлектрическая проницаемость воздуха приблизительно равна диэлектрической проницаемости вакуума, которая является самой низкой диэлектрической постоянной, возможной для материала, и составляет o = 8,854 * 10 -12 Ф / м. Это означает, что для достижения больших значений емкости необходим конденсатор большой емкости. Еще один важный фактор — электрическая прочность. Диэлектрическая прочность ограничивает максимальное напряжение, которое может быть приложено к материалу, прежде чем он потеряет свои изолирующие и диэлектрические свойства и начнет действовать как проводник.Электрическая прочность воздуха ниже, чем у многих других материалов, что делает воздушные конденсаторы непригодными для высоких напряжений.

    Воздушные конденсаторы имеют небольшую емкость, которая обычно составляет от 100 пФ до 1 нФ. Максимальное рабочее напряжение зависит от физических размеров конденсатора. Высокое рабочее напряжение требует, чтобы расстояние между пластинами было достаточным, чтобы избежать электрического пробоя воздуха. Если произойдет пробой, это вызовет искру между пластинами, конденсатор не будет работать должным образом и даже может быть поврежден электрической дугой.Следовательно, конденсаторы, работающие при более высоких напряжениях, обычно физически больше, чтобы между пластинами оставалось достаточно места. Типичное рабочее напряжение составляет от нескольких десятков до нескольких тысяч вольт. Для более высоких рабочих напряжений иногда используется конденсатор аналогичной конструкции, однако воздух откачивается из устройства, а в качестве диэлектрика используется вакуум. Диэлектрическая проницаемость вакуума почти такая же, как у воздуха, но напряжение пробоя выше и не зависит от влажности воздуха и загрязнения твердыми частицами.

    Воздушные конденсаторы неполярные. Это означает, что воздушные конденсаторы можно безопасно использовать независимо от полярности постоянного тока, что полезно в некоторых приложениях. Они безопасны для использования в приложениях переменного тока, если не превышается максимальное номинальное напряжение.

    Устройство и свойства воздушных конденсаторов

    Конденсаторы с переменным воздушным зазором обычно изготавливаются из двух групп полукруглых металлических пластин. Одна группа закреплена, а другая может вращаться с помощью соединенного с ней вала.Две группы зажаты с воздушным зазором между каждыми двумя пластинами. Пользователь изменяет емкость, вращая вал и увеличивая или уменьшая степень перекрытия между двумя группами пластин. Механизмы понижающего редуктора могут использоваться для повышения точности и обеспечения более точной настройки и лучшего управления емкостью. Тщательно спроектировав форму пластин, можно получить, например, линейную или логарифмическую функцию угла поворота в зависимости от емкости. Чтобы улучшить характеристики воздушных конденсаторов, иногда воздух откачивают из герметичной камеры, и это создает вакуумный конденсатор.Другие материалы, такие как пластиковая фольга, также могут использоваться в качестве диэлектрического материала.

    Несмотря на относительно низкое напряжение пробоя и низкую диэлектрическую проницаемость воздуха и вакуума, они все же имеют некоторые преимущества перед другими материалами. Наиболее важным преимуществом является низкий ток утечки, а это означает, что рабочие потери внутри воздушного конденсатора минимальны, особенно при низкой влажности.

    Многосекционный конденсатор переменной емкости

    Существует несколько специальных типов переменных конденсаторов, учитывая их конструкцию.Один тип — это многосекционный переменный конденсатор, который имеет два или более конденсатора одинаковой или разной емкости, подключенных к одному и тому же валу. Вращение вала управления повлияет на емкости всех конденсаторов на нем, и благодаря тщательному проектированию можно использовать один переменный конденсатор для одновременной настройки нескольких цепей, таких как преселектор, входной фильтр и генератор в приемном блоке. .

    Конденсатор переменной емкости типа бабочка

    Конденсаторы переменной емкости типа «бабочка»

    имеют два статора и ротор, расположенные таким образом, что вращение ротора будет одинаково изменять емкость между ротором и любым статором.

    Дифференциальный переменный конденсатор

    Дифференциальные переменные конденсаторы также используют два статора, однако вращение вала управления увеличивает емкость на одном статоре и снижает емкость на другом. Таким образом, емкость между двумя статорами остается постоянной.

    Применения для конденсаторов переменной емкости

    Применения конденсаторов переменной емкости в основном ограничиваются цепями переменного тока. Для большинства приложений требуются высокая частота, высокая мощность и низкие потери.Они используются в приложениях для настройки радио, настройки антенн и т. Д. Воздушные конденсаторы интересны для военных приложений из-за присущей им устойчивости к электромагнитным импульсам, которые могут быть созданы намеренно для разрушения электронного оборудования, но также являются побочным продуктом ядерного взрыва. Современные приложения включают в себя согласующие сети RF для контроля плазмы при осаждении проводящего материала на кремниевые пластины, а также медицинские сканеры МРТ, для которых требуются немагнитные переменные конденсаторы.Поскольку воздушные конденсаторы изготовлены из немагнитного алюминия, они отлично работают в сильных магнитных полях.

    10 наиболее распространенных мест установки шунтирующих конденсаторов в энергосистеме

    Почему батареи шунтирующих конденсаторов?

    Это довольно просто, использование шунтирующих конденсаторных батарей для подачи опережающих токов, требуемых нагрузкой, освобождает генератор от подачи этой части индуктивного тока. Преимущества как распределительных, так и передающих систем благодаря применению шунтирующих конденсаторов включают: поддержку реактивной мощности, улучшение профиля напряжения, сокращение потерь в линиях и трансформаторах, высвобождение мощности энергосистемы, экономию за счет увеличения потерь энергии.

    10 наиболее распространенных типов и мест расположения шунтирующих конденсаторов, устанавливаемых в энергосистеме (фото предоставлено geomatic1 через Flickr)

    Рекомендации по размещению конденсаторов

    Шунтирующие конденсаторы обеспечивают локальную реактивную мощность, что приводит к снижению максимальной потребности в кВА, улучшенному профилю напряжения, сокращению линии / потери в фидере и снижение платы за электроэнергию. Максимальную выгоду можно получить, установив шунтирующие конденсаторы на нагрузке .

    Это не всегда практично из-за размера нагрузки, распределения нагрузки и уровня напряжения.

    В зависимости от потребности конденсаторные батареи устанавливаются на сверхвысокого напряжения (выше 230 кВ), на высокое напряжение (66–145 кВ) и фидеры на 13,8 и 33 кВ. В промышленных и распределительных сетях конденсаторные батареи обычно устанавливаются на 4,16 кВ. Обратите внимание, что номинальное напряжение может отличаться от страны к стране.

    Давайте теперь обсудим наиболее важные места, где обычно устанавливаются батареи шунтирующих конденсаторов.

    Состав:

    1. Установленные на столбах конденсаторные батареи
    2. Шунтирующие конденсаторные батареи на уровнях сверхвысокого напряжения
    3. Конденсаторные батареи подстанции
    4. Конденсаторные батареи в металлическом корпусе
    5. Распределительные конденсаторные батареи
    6. Стационарные конденсаторные батареи
    7. Переключаемые батареи
    8. Установка конденсаторов на стороне НН трансформатора
    9. Установка конденсаторов на стороне ВН трансформатора
    10. Мобильные конденсаторные батареи

    1.Установленные на столбах конденсаторные батареи

    Конденсаторы этого типа, вероятно, наиболее заметны и часто замечаются людьми. В распределительных сетях конденсаторы коррекции коэффициента мощности обычно устанавливаются на полюсах. Эти установки аналогичны установленным на столбах распределительным трансформаторам.

    Соединения выполняются изолированными силовыми кабелями. Установленные на столбах конденсаторные батареи могут быть фиксированными или переключаемыми, чтобы соответствовать изменяющимся условиям нагрузки. Номинальное напряжение может быть 460 В – 33 кВ .

    Размер конденсаторных блоков может быть 300–3000 кВАр . Типичная установка конденсаторной батареи на опоре показана на рисунке 1.

    Рисунок 1 — Установленная на опоре батарея фильтра гармоник (фото предоставлено Powercap Capacitors Pvt. Ltd)

    В случае конденсаторных батарей следующие компоненты: установлен на устойчивой платформе:

    • Конденсаторные батареи
    • Вакуумные или масляные реле
    • Контроллер для переключения конденсаторных блоков
    • Управляющий трансформатор
    • Предохранители вместе с креплением
    • Разрядник для защиты от перенапряжений
    • Распределительная коробка
    • Ток ограничитель или дроссель фильтра гармоник

    Вернуться к таблице содержания ↑


    2.Шунтирующие конденсаторные батареи на уровнях сверхвысокого напряжения

    Обычно линии сверхвысокого напряжения (СВН) используются для передачи большой мощности от удаленных генераторов к центрам нагрузки. Эти длинные линии обычно вызывают значительные падения напряжения во время пиковых нагрузок. Поэтому на подстанциях сверхвысокого напряжения используются шунтирующие конденсаторы для обеспечения реактивной мощности.

    Иногда эти конденсаторные батареи переключаются по мере необходимости. Типичный блок фильтров высоковольтных гармоник показан на рисунке 2.

    Рисунок 2 — Блок высоковольтных фильтров

    Вернуться к таблице содержания ↑


    3.Конденсаторные батареи подстанции

    Когда большая реактивная мощность должна быть доставлена ​​при среднем или высоком напряжении, то на подстанциях устанавливаются шунтирующие конденсаторные батареи. Эти шунтирующие конденсаторные блоки с открытым стеком предназначены для рабочих напряжений 2,4–765 кВ .

    Открытая конструкция стойки и открытое соединение требуют значительной защиты на подстанции . Такие установки содержат батареи конденсаторов, блоки отключения с предохранителями, автоматические выключатели, ограничители перенапряжения, контроллеры, блоки изоляторов высокого напряжения и межсоединения.

    Типичная установка конденсаторной батареи подстанционного типа показана на рисунке 3. При высоких уровнях напряжения батареи шунтирующих конденсаторов используются для поддержки реактивной мощности, улучшения профиля напряжения, уменьшения потерь в линии и трансформатора.

    Эти шунтирующие конденсаторные батареи также устанавливаются на некоторых подстанциях после тщательного анализа распределения нагрузки и устойчивости.

    Рисунок 3 — Конденсаторная батарея подстанции

    Вернуться к таблице содержания ↑


    4. Конденсаторные батареи в металлическом корпусе

    Когда конденсаторные батареи устанавливаются на промышленных предприятиях или на небольших подстанциях внутри помещений , то конструкция в металлическом корпусе Используется.Такие агрегаты компактны и требуют меньшего обслуживания. Типичная батарея конденсаторов в металлическом корпусе показана на рис. 4.

    Ожидаемый срок службы блоков этого типа больше, поскольку они не подвергаются воздействию внешних факторов окружающей среды, таких как сильная жара, холод, влажность и пыль.

    Рисунок 4 — Блок фильтров гармоник в металлическом корпусе

    Вернуться к таблице содержания ↑


    5. Батареи распределительных конденсаторов

    Распределительные конденсаторы устанавливаются близко к нагрузке, на опорах или на подстанциях .Хотя эти конденсаторные блоки обеспечивают поддержку реактивной мощности для локальной нагрузки, они не могут помочь снизить потери в фидере и трансформаторе.

    Низковольтные конденсаторные батареи дешевле, чем высоковольтные конденсаторные батареи. Защита распределительных конденсаторных батарей от всех типов неисправностей является сложной задачей.

    Иногда для распределительных конденсаторов низкого или среднего напряжения используются монтажные площадки. Типичная батарея конденсаторов, монтируемых на площадках, показана на рис. 5. Хотя конденсаторы, устанавливаемые на площадках, устанавливаются вне помещений, они защищены металлическими кожухами от внешней среды и аналогичны установкам с трансформаторами , устанавливаемыми на площадках.

    Установленные на площадках конденсаторные батареи обычно доступны в номиналах 15-25 кВ .

    Конденсаторные батареи, устанавливаемые на площадку, широко применяются в промышленности, в том числе в некоммунальных объектах. Конденсаторы устанавливаются для повышения напряжения в пределах рабочего допуска системы и, таким образом, обеспечения стабильности напряжения.

    Рисунок 5 — Трехфазная конденсаторная батарея, устанавливаемая на площадку (фото предоставлено: Switchgear Power Systems — SPS)

    Без конденсаторов цепи нагрузки будут работать при пониженном напряжении, двигатели будут работать медленнее и перегреваться, свет не будет гореть так ярко , выпадут реле в перерабатывающих отраслях и т. д., создавая нарушения в системе конечного пользователя.

    Конденсаторы расширяют диапазон подстанций , позволяя фидерным цепям иметь более длинные участки кабеля . Расширение ассортимента подстанций также означает, что конденсаторы служат для увеличения пропускной способности сети. Для отдельных объектов заказчика может быть необходимо или желательно обеспечить улучшенное регулирование напряжения на установке.

    Для этой цели устанавливаемые на площадке батареи конденсаторов рядом с потребителями обеспечивают коррекцию коэффициента мощности .

    Конденсаторные батареи, устанавливаемые на площадку, придают эстетичный вид полевым установкам, устраняя беспорядок на верхних опорах, а также гарантируя, что компоненты не подвергаются воздействию окружающей среды.

    Установленные на площадках конденсаторные батареи имеют три (3) основных преимущества:

    1. стабильность напряжения,
    2. увеличенная емкость сети и
    3. коррекция коэффициента мощности.

    Все это в совокупности обеспечивает экономию затрат за счет более низких системных потерь.Для применения в электроэнергетике отдельные конденсаторные блоки измеряются в кварах (реактивное сопротивление киловар-ампер) и применяются в батареях, называемых шунтирующими конденсаторными батареями.

    Для подземных распределительных систем конденсаторные батареи устанавливаются в корпусах, устанавливаемых на площадках, в виде небольших распределенных установок, которые подключаются к цепям питающей магистрали и праймера на значительном расстоянии от подстанции. Эти распределенные банки могут быть закреплены в цепи или включены и выключены в соответствии с требованиями стабильности системы.

    Установленные на площадках конденсаторные батареи имеют важные преимущества для подземных распределительных систем:

    1. Они расширяют способность системы электроснабжения поддерживать более длинные линии к нагрузке.
    2. Растущие системы в соответствии с новейшими разработками, как правило, обслуживаются под землей, и конденсаторные батареи, устанавливаемые на площадках, подходят для этого растущего сегмента.
    3. Закрытые компоненты имеют более эстетичный вид, чем открытые потолочные компоненты, что делает их хорошо подходящими для коммунальных, промышленных, коммерческих и институциональных установок.
    4. Корпус обеспечивает значительную защиту от окружающей флоры и фауны.
    5. Доступ к компонентам легче получить на уровне земли, чем на опоре.
    6. Компоненты интеграции могут быть размещены в достаточно низкопрофильном корпусе.
    7. Подземные сети менее подвержены повреждениям от урагана.

    Вернуться к таблице содержания ↑


    6. Батареи фиксированных конденсаторов

    В распределительных сетях и некоторых промышленных нагрузках потребность в реактивной мощности для соответствия требуемому коэффициенту мощности является постоянной.

    В таких приложениях используются батареи фиксированной емкости. Иногда такие батареи фиксированных конденсаторов можно переключать вместе с нагрузкой. Если нагрузка постоянна в течение 24 часов, конденсаторные батареи могут быть включены без необходимости включения и выключения.

    Рисунок 6 — Примеры батарей фиксированных конденсаторов (фото предоставлено lifasa.com)

    Конденсаторные батареи постоянного напряжения обычно имеют емкость от 50 до 4800 квар, уровни изоляции от 7,2 до 36 кВ.

    Наиболее распространенными конфигурациями являются параллельное соединение трехфазных блоков (внутреннее соединение звездой и внутренние предохранители) и конфигурация двойной звезды с изолированной нейтралью с использованием однофазных конденсаторов.Доступны другие конфигурации.

    Вернуться к таблице содержания ↑


    7. Коммутируемые конденсаторные батареи

    В системах высокого напряжения и фидерах требуется поддержка реактивной мощности в условиях пиковой нагрузки . Поэтому конденсаторные батареи включаются во время пиковой нагрузки и выключаются во время непиковой нагрузки.

    Схемы переключения поддерживают уровни реактивной мощности более или менее постоянными, поддерживают требуемый коэффициент мощности, снижают перенапряжение в условиях небольшой нагрузки и уменьшают потери в трансформаторах и фидерах.

    Управление переключением осуществляется с помощью одного из следующих сигналов:

    • Напряжение: , поскольку напряжение изменяется в зависимости от нагрузки.
    • Ток: при включении нагрузки.
    • кВАр: по мере увеличения потребности в кВАр можно включать конденсаторные батареи и наоборот.
    • Коэффициент мощности: , когда коэффициент мощности падает ниже заданного значения, конденсаторные батареи могут быть включены.
    • Время: иногда конденсаторные батареи можно включить с помощью таймера и выключить в конце заводской смены.

    Обычно переключают конденсатор на этапах , чтобы приспособиться к большим изменениям напряжения. Несколько схем переключения конденсаторных батарей показаны на Рисунках 6 (a) — 6 (e).

    На рисунке 6 (а) одна конденсаторная батарея переключается с помощью автоматического выключателя. На рисунке 6 (b) показаны один конденсатор постоянной емкости и две конденсаторные батареи с автоматическим переключением. Автоматические выключатели должны иметь подходящие характеристики короткого замыкания, чтобы соответствовать требованиям подачи питания и обратного переключения.

    Рисунок 6 (a): Одна конденсаторная батарея переключается автоматическим выключателем; Рисунок 6 (b): Один конденсатор постоянной емкости и две конденсаторные батареи с автоматическим переключением.

    Таблица 1 — Выбор конденсаторов в двоичном порядке для управления коэффициентом мощности

    Элемент Бит 0 Бит 1 Бит 2 Примечания
    1 0 0 0 Все переключатели разомкнуты.
    2 1 0 0 Переключатель 1 замкнут.
    3 0 1 0 Переключатель 2 замкнут.
    4 1 1 0 Переключатели 1 и 2 замкнуты.
    5 0 0 1 Переключатель 4 замкнут.
    6 1 0 1 Переключатели 1 и 3 замкнуты.
    7 0 1 1 Переключатели 2 и 3 замкнуты.
    8 1 1 1 Все три переключателя замкнуты.

    На рисунке 6 (c) показано устройство переключения конденсаторной батареи с одним автоматическим и двумя неавтоматическими выключателями.

    Рисунок 6 (c) — Устройство переключения батареи конденсаторов с одним автоматическим и двумя неавтоматическими выключателями

    В некоторых приложениях со случайными изменениями требований к реактивной мощности конденсаторы должны быть включены и отключены с использованием двоичной схемы .Такая схема показана на рисунке 6 (г). Соответствующий выбор конденсаторов указан в Таблице 1 выше.

    Эта схема может использоваться для переключения семи ступеней конденсаторных батарей с использованием трех конденсаторных батарей и трех автоматических выключателей.

    Рисунок 6 (d) — Включение и выключение конденсаторов с использованием двоичной схемы

    Выбор требует тщательного программирования и достигается с помощью программируемых контроллеров.

    На рисунке 6 (е) показана другая схема, в которой один автоматический выключатель может переключать три батареи конденсаторов, оснащенных предохранителями и неавтоматическими выключателями.Конденсаторные батареи могут быть одинакового размера.

    Рисунок 6 (e) — Автоматический выключатель переключает три батареи конденсаторов с предохранителями и неавтоматическими выключателями

    Вернуться к таблице содержания ↑


    8. Установка конденсаторов на стороне низкого напряжения трансформатора

    Конденсаторная батарея установлена рядом с нагрузкой для локального обеспечения реактивной мощности . В системе, в которой компенсируется большое количество небольшого оборудования, потребность в реактивной мощности может колебаться в зависимости от нагрузки.

    В условиях непиковой нагрузки напряжение конденсаторной батареи может возрасти, поэтому следует избегать чрезмерной компенсации. Это может привести к нежелательному срабатыванию предохранителя и отказу конденсаторных блоков . Поэтому коммутируемая конденсаторная батарея на стороне низкого напряжения трансформатора может быть хорошим выбором.

    Необходимо проверить гармоники в системе, чтобы определить, включены ли конденсатор и реактивное сопротивление силового трансформатора последовательно и создают ли они резонанс. Типовая схема представлена ​​на рисунке 7.

    Рисунок 7 — Пофазное представление низковольтной конденсаторной установки

    Вернуться к таблице содержания ↑


    9. Установка конденсаторов на стороне высокого напряжения трансформатора

    Этот тип установки обеспечивает тот же вид компенсации реактивной мощности, что и низковольтный. конденсаторная батарея. Установка может быть защищена от перенапряжения при ее включении и выключении в зависимости от требуемой реактивной мощности. Одним из основных преимуществ установки конденсатора высокого напряжения является то, что потери в понижающем трансформаторе снижаются .

    Стоимость схемы высоковольтного конденсатора будет выше. Как и в схеме конденсатора низкого напряжения, следует проверить возможность чрезмерной компенсации и проблем с резонансом.

    Типичная схема показана на рисунке 8. Иногда можно откорректировать коэффициент мощности в отдельном месте нагрузки. Относительные преимущества и недостатки представлены в таблице 2.

    Рисунок 8 — Пофазное представление высоковольтного конденсатора

    Таблица 2 — Коррекция коэффициента мощности на стороне ВН по сравнению с местом нагрузки

    На первичной обмотке трансформатора Сторона Конденсатор в месте нагрузки
    Нужна одна конденсаторная батарея. Требуются три батареи конденсаторов.
    Одно физическое местоположение. Три физических местоположения.
    Монтаж в стойку для установки вне помещений или в металлическом корпусе для помещений. Металлический корпус для использования внутри помещений или на опоре.
    Простота обслуживания. В нескольких местах требуется больше обслуживания.
    Может быть выполнен как настраиваемый фильтр. Фильтрация с трансформатором.
    Управляемая резонансная точка. Несколько резонансных точек.
    Стабильный импеданс системы от места расположения фильтра. Системный импеданс видит точки резонанса в режиме импеданса.
    Относительно низкая стоимость за счет одного расположения. Более высокая стоимость из-за нескольких местоположений.
    Может быть невозможно переключение в зависимости от изменений нагрузки. Возможна обработка изменений нагрузки.
    Необходим один автоматический выключатель для переключения конденсаторов. Необходимы переключатели цепи для переключения конденсаторов.

    Вернуться к таблице содержимого ↑


    10. Мобильные конденсаторные батареи

    Если необходимо применить шунтирующие конденсаторы в распределительных системах для разгрузки перегруженных объектов до тех пор, пока не будут внесены постоянные изменения, можно использовать портативные конденсаторные батареи. . Эти банки доступны в трехфазных и однофазных устройствах.

    Типичная мобильная конденсаторная батарея, установленная на грузовике, показана на Рисунке 9.

    Рисунок 9 — Мобильная конденсаторная батарея (фото предоставлено EATON)

    Мобильные конденсаторные батареи уникальны и разработаны специально для удовлетворения требований заказчика. Поскольку мобильные конденсаторные батареи часто проектируются для размещения в любом месте в системе передачи или распределения потребителя, они спроектированы так, чтобы быть полностью автономными.

    Это может включать в себя систему защиты и управления, SCADA, автоматическое и дистанционное переключение, защитное ограждение, важные запасные компоненты, ручной переключатель для местного питания при хранении, сервисный контроль и систему аккумуляторов постоянного тока.

    В зависимости от требований заказчика мобильные конденсаторные батареи могут быть спроектированы на одно- или многоприцепной платформе.


    10.1 Особые соображения

    При использовании мобильных конденсаторных батарей важно учитывать национальные, государственные и местные требования к транспортировке электрического оборудования. Для перевозки мобильной конденсаторной батареи могут потребоваться специальные разрешительные и / или сопровождающие автомобили. .

    Вернуться к таблице содержимого ↑

    Источники:

    • Конденсаторы системы питания от Ramasamy Natarajan
    • Поддержание необходимого напряжения с помощью решений Padon . устанавливаемые конденсаторы 15-25 кВ по Federal Pacific

    Типы конденсаторов | Электролитические, переменные и пленочные конденсаторы

    Введение

    В настоящее время доступны различные типы конденсаторов.Каждый из них различается по своим характеристикам и применению. Потому что у каждого есть свои достоинства и недостатки. Некоторые типы конденсаторов могут заряжаться до более высоких напряжений, например, электролитические конденсаторы. Таким образом, они могут использоваться в схемах коррекции и сглаживания высоковольтной мощности. Некоторые конденсаторы имеют очень низкую скорость утечки, а другие — очень высокую. В основном эти факторы определяют, как и в каком приложении используется конденсатор.

    Различия между разными типами конденсаторов обычно зависят от диэлектрического материала, который используется между металлическими пластинами.Подобно резисторам, конденсаторы также доступны в различных типах на текущих рынках, что позволяет нам изменять значение их емкости для использования в схемах частотно-временного типа.

    Обычно небольшие конденсаторы изготавливаются из керамических материалов, и они герметизируются путем погружения их в область эпоксидной смолы. Конденсаторы играют важную роль в электронных и электрических цепях. Ниже приведены некоторые из различных типов конденсаторов.

    Вернуться к списку

    Диэлектрический конденсатор

    На рынке обычно доступны различные типы диэлектрических конденсаторов.Эти диэлектрические конденсаторы в основном используются в транзисторных радиоприемниках, настраивающих приемниках и передатчиках. Многопластинчатые конденсаторы с воздушным разнесением представляют собой конденсаторы с переменной диэлектрической проницаемостью. Они содержат набор фиксированных пластин и набор подвижных пластин, которые перемещаются между фиксированными пластинами.

    Общие значения емкости (C) для этого типа конденсаторов определяются в соответствии с положением подвижных металлических пластин по отношению к неподвижным металлическим пластинам. В этой конструкции, когда два набора металлических пластин полностью соединены вместе, значение емкости обычно находится на максимальном значении.Настроечные конденсаторы высокого напряжения имеют большие воздушные зазоры или промежутки между пластинами с относительно большими пробивными напряжениями порядка киловольт. По этой причине эти диэлектрические конденсаторы очень полезны при настройке схем.

    Вернуться к списку

    Символы переменных конденсаторов
     Изображение - electronics-tutorials.ws 

    Обозначения конденсаторов переменного и подстроечного типа показаны на рисунке выше. Конденсатор переменного типа — это конденсатор, в котором мы можем изменять значение емкости механически или электронно.Обычно эти переменные типы конденсаторов используются в LC-цепях для установки резонансной частоты. Как и конденсаторы переменного типа, также доступны переменные конденсаторы предварительно заданного типа, они называются «подстроечниками». Эти подстроечные конденсаторы неполяризованы, и это также очень маленькие устройства по конструкции. Значение емкости для этих конденсаторов регулируется или предварительно устанавливается на конкретное значение, которое требуется для применения с использованием небольших отверток, а также эти значения, как правило, меньше или равны 500 пФ.

    Вернуться к списку

    Пленочный конденсатор

    Пленочные конденсаторы являются наиболее часто используемым типом конденсаторов среди всех типов конденсаторов, которые имеют различие в своих диэлектрических свойствах. Пленочные конденсаторы — это конденсаторы с изолирующей пластиковой пленкой в ​​качестве диэлектрика, и это неполяризованные конденсаторы. Диэлектрические материалы для этих конденсаторов существуют в виде тонкого слоя, снабженного металлическими электродами и намотанного на цилиндрическую обмотку.Оба электрода пленочных конденсаторов могут быть из цинка или металлизированного алюминия.

    Основным преимуществом пленочного конденсатора является прямое соединение его внутренней конструкции с электродами на обоих концах обмотки. Этот прямой контакт с электродами приводит к тому, что все пути тока становятся короткими. Эта конструкция ведет себя как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно. Кроме того, конструкция конденсаторов такого типа обеспечивает низкие омические потери и низкие паразитные индуктивности.Эти пленочные конденсаторы используются в системах питания переменного тока, а также в высокочастотных приложениях.

    Некоторыми примерами пластиковых пленок, которые используются в качестве диэлектрика для пленочных конденсаторов, являются полипропилен, полиэтиленнафталат, полиэфир, полифениленсульфид и политетрафторэтилен. На рынке представлены конденсаторы пленочного типа с диапазоном значений емкости от 5 пФ до 100 мкФ. Пленочные конденсаторы также доступны в различных формах и стилях, включая:

    • Тип Wrap & Fill (овальный и круглый): у этого типа концы конденсатора заделаны эпоксидной смолой, а конденсатор обернут плотной пластиковой лентой.
    • Эпоксидный корпус (прямоугольный и круглый): конденсаторы этого типа заключены в формованный пластиковый корпус, заполненный эпоксидной смолой.
    • Металлические герметичные (прямоугольные и круглые): конденсаторы этих типов заключены в металлическую трубку или баллончик и залиты эпоксидной смолой.

    В настоящее время конденсаторы с вышеуказанным корпусом доступны как с радиальными, так и с осевыми выводами. Основное преимущество пластиковых пленочных конденсаторов заключается в том, что они хорошо работают при высоких температурах по сравнению с другими типами бумаги.Эти конденсаторы обладают малым допуском, высокой надежностью, а также очень длительным сроком службы. Примерами конденсаторов пленочного типа являются цилиндрические пленочные, прямоугольные металлизированные пленки и пленочные пленочные типы. Они приведены ниже.

    Тип осевого вывода:
     Изображение - electronics-tutorials.ws 
    Тип радиального вывода:
     Изображение - electronics-tutorials.ws 

    Для этих пленочных конденсаторов требуется гораздо более толстый диэлектрический материал, чтобы избежать проколов и разрывов диэлектрической пленки.Следовательно, они подходят для малых значений емкости и больших размеров.

    Вернуться к списку

    Пленочные конденсаторы питания

    Пленочные силовые конденсаторы также называются силовыми пленочными конденсаторами. Конструкционные технологии и материалы, которые используются для больших силовых пленочных конденсаторов, обычно аналогичны материалам обычных пленочных конденсаторов. Однако эти конденсаторы с высокой номинальной мощностью используются в энергосистемах и электрических установках.

    Силовые пленочные конденсаторы используются во множестве приложений.Эти конденсаторы служат демпфирующими или демпфирующими конденсаторами при последовательном подключении к ним резистора. Они также используются в схемах фильтров с близкой настройкой или с низкой расстройкой для фильтрации гармоник, а также в качестве конденсаторов импульсного разряда.

     Ссылка на ресурс изображения: en.wikipedia.org/wiki/Film_capacitor 

    Вернуться к списку

    Керамические конденсаторы

    Керамические конденсаторы еще называют «Диск-конденсаторы». Как и электролитические, это также наиболее часто используемый тип конденсаторов.Керамический конденсатор состоит из двух или более чередующихся слоев керамики и металла. Здесь керамика действует как диэлектрик, а металл — как электроды. Эти керамические конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами фиксированного типа. Обычно электрические свойства керамического материала можно разделить на два класса, связанных с его стабильностью. Они даны и объяснены ниже.

    • Класс 1: керамические конденсаторы с высокой стабильностью и низкими потерями для компенсации влияния температуры в резонансных схемах.
    • Класс 2: Конденсаторы этих типов обеспечивают высокий объемный КПД для буферизации байпаса и связи.

    Конденсаторы керамического типа обычно имеют 3-значное число, закодированное на их корпусе, чтобы идентифицировать значение емкости, как правило, в пикофарадах (пФ). При этом первые две цифры используются для обозначения номинала конденсаторов, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей. Например, керамический конденсатор с маркировкой 153 будет показывать 15 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 15 000 пФ или 15 нФ.

     Изображение - WikiPedia 

    Вернуться к списку

    Конденсатор полипропиленовый

    Конденсатор полипропиленовый — одна из многих разновидностей конденсаторов пленочного типа. Полипропиленовые конденсаторы — это конденсаторы, которые имеют полипропиленовую пленку в качестве диэлектрика. Полипропиленовые конденсаторы доступны в диапазоне емкости от 100 пФ до 10 мкФ.

    Главная особенность полипропиленового конденсатора — высокое рабочее напряжение до 3000 В.Эта особенность делает полипропиленовые (pp) конденсаторы полезными в цепях, в которых рабочее напряжение обычно очень высокое, таких как усилители мощности, особенно вентильные усилители, цепи питания и телевизионные цепи. Конденсаторы из полипропилена используются, когда требуется больший допуск, чем может обеспечить конденсатор из полиэстера.

    Полипропиленовые конденсаторы также используются в устройствах связи и накопления из-за их высоких значений сопротивления изоляции. А также они имеют стабильные значения емкости для частот ниже 100 кГц.Эти полипропиленовые конденсаторы используются в приложениях, где нам необходимо выполнять задачи по подавлению шума, связи, фильтрации по времени, блокировке, обходу и обработке импульсов.

    Вернуться к списку

    Конденсатор из поликарбоната

    Конденсаторы из поликарбоната — это конденсаторы, диэлектриком которых является поликарбонат. Эти типы конденсаторов доступны в диапазоне емкости от 100 пФ до 10 мкФ и имеют рабочее напряжение до 400 В постоянного тока.Эти поликарбонатные конденсаторы могут работать в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C без снижения номинальных значений. Эти конденсаторы имеют очень хорошие температурные коэффициенты, по этой причине предпочтительны поликарбонатные конденсаторы. Эти конденсаторы не используются в высокоточных приложениях из-за их высоких уровней допуска от 5% до 10%. Конденсаторы из поликарбоната также используются для переменного тока. Иногда они также встречаются в импульсных блоках питания.

    Вернуться к списку

    Серебряный слюдяной конденсатор

    Серебряные слюдяные конденсаторы — это конденсаторы, которые сделаны путем нанесения тонкого слоя серебра на слюдяной материал в качестве диэлектрика.Причина использования серебряных слюдяных конденсаторов заключается в их высоких характеристиках по сравнению с любыми другими типами конденсаторов.

    Серебряные слюдяные конденсаторы могут быть получены с допуском +/- 1%. Это намного лучше, чем любой другой тип конденсатора, доступный на сегодняшнем рынке. Температурный коэффициент конденсаторов из серебряной слюды намного лучше, чем у конденсаторов других типов. И это значение положительное, и обычно оно находится в диапазоне от 35 до 75 ppm / C, при среднем значении +50 ppm / C.Значения емкости серебряных слюдяных конденсаторов обычно находятся в диапазоне от нескольких пикофарад до 3300 пикофарад. Серебряные слюдяные конденсаторы имеют очень высокий уровень добротности и небольшой коэффициент мощности. Конденсаторы из серебряной слюды имеют диапазон напряжения от 100 В до 1000 В.

    Серебряные слюдяные конденсаторы используются в ВЧ генераторах. Серебряные слюдяные конденсаторы не используются в приложениях связи и развязки из-за их высокой стоимости. Из-за их размера, стоимости, а также улучшений в других типах конденсаторов они в настоящее время не используются.

    Вернуться к списку

    Конденсаторы электролитические

    Электролитические конденсаторы обычно используются там, где требуются очень большие значения емкости. Электролитические конденсаторы имеют металлический анод, покрытый окисленным слоем, обычно используемым в качестве его диэлектрика. Другой электрод конденсатора — это нетвердый или твердый электролит. Большинство электролитических конденсаторов поляризованы. Эти конденсаторы классифицируются в соответствии с их диэлектрическим материалом.

    В основном они делятся на три класса, они представлены как

    • Алюминиевые электролитические конденсаторы: здесь алюминий выступает в качестве диэлектрика.
    • Танталовые электролитические конденсаторы: в этом случае пятиокись тантала действует как ее диэлектрик.
    • Ниобиевые электролитические конденсаторы: в этом случае пятиокись ниобия действует как ее диэлектрик.

    Обычно диэлектрическая проницаемость пятиокиси тантала почти в три раза превышает диэлектрическую проницаемость диоксида алюминия, но эта диэлектрическая проницаемость определяет только размеры.Обычно используются три типа электролитов. Вот они:

    • Не твердые (влажные или жидкие): эти конденсаторы имеют проводимость около 10 мс / см, и они доступны по низкой цене.
    • Твердый оксид марганца: Эти конденсаторы имеют проводимость около 100 мс / см, а также обладают высоким качеством и стабильностью.
    • Твердый проводящий полимер: Конденсаторы этого типа имеют проводимость примерно 10000 мс / см, а также значения ESR <10 мОм.

    Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях постоянного (постоянного) питания.Они также используются в приложениях связи и развязки для уменьшения пульсаций напряжения из-за их больших значений емкости и небольшого размера. Одним из основных недостатков электролитических конденсаторов является их низкое напряжение.

    Вернуться к списку

    Схема электролитического конденсатора

     Изображение - electronics-tutorials.ws 

    Вернуться к списку

    Алюминиевые электролитические конденсаторы

    Алюминиевые конденсаторы — это конденсаторы, которые сделаны из оксидной пленки на алюминиевой фольге с полосой абсорбирующей бумаги между ними, которая пропитана раствором электролита, и вся эта конструкция может быть запечатана в банке.В основном существует два типа алюминиевых электролитических конденсаторов: с простой фольгой и с вытравленной фольгой. Электролитические конденсаторы с простой фольгой в основном используются в качестве сглаживающих конденсаторов в цепях питания, в то время как конденсаторы с протравленной фольгой используются в соединительных цепях блокировки постоянного тока и байпасных цепях.

    Электролитические алюминиевые конденсаторы покрывают диапазон емкости от 1 мкФ до 47000 мкФ и большой допуск в 20%. Диапазон рабочих напряжений до 500 В. Они дешевле и легко доступны на рынке.

    Значение емкости и номинальное напряжение либо напечатаны в мкФ, либо закодированы буквой, за которой следуют три цифры. Эти три цифры представляют собой значение емкости в пФ, где первые две цифры представляют собой число, а третья — цифру множителя.

    Вернуться к списку

    Танталовые электролитические конденсаторы

    Танталовые конденсаторы — это конденсаторы, которые сделаны из пятиокиси тантала в качестве диэлектрического материала.Танталовые электролитические конденсаторы также являются поляризованными конденсаторами, такими как алюминиевые конденсаторы. Танталовые электролитические конденсаторы выпускаются как мокрые (фольговые), так и сухие (твердые). Второй вывод танталовых электролитических конденсаторов меньше, чем вывод эквивалентных алюминиевых конденсаторов, и этот вывод сделан из диоксида марганца.

    Основное преимущество танталовых электролитических конденсаторов перед алюминиевыми заключается в том, что они более стабильны, легче и меньше.Они имеют диапазон значений емкости от 47 нФ до 470 мкФ и максимальное рабочее напряжение до 50 В. Они дороже алюминиевых электролитов.

    Свойства диэлектрика из оксида тантала — низкий ток утечки и лучшая стабильность емкости. Эти свойства диэлектрика из оксида тантала заставляют использовать их в приложениях блокировки, обхода, развязки, фильтрации и синхронизации. А также эти свойства намного лучше, чем у диэлектрика из оксида алюминия.

     Изображение - EngineersGarage 

    Вернуться к списку

    Суперконденсаторы

    Суперконденсатор также известен как ультраконденсатор или конденсатор с двойным электрическим слоем.Эти конденсаторы сделаны с тонким разделителем электролита, который окружен ионами активированного угля. Он отличается от обычного конденсатора тем, что емкость суперконденсатора очень высока и составляет порядка миллифарад при диапазонах напряжения от 2,3 В до 2,75 В.

    Суперконденсаторы делятся на три типа в зависимости от конструкции электродов, к которым они относятся.

    • Двухслойные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют угольные электроды или их производные.
    • Псевдоконденсаторы: Эти конденсаторы имеют электроды из оксида металла или проводящего полимера.
    • Гибридные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют асимметричные электроды.
     Изображение - EngineersGarage 

    Суперконденсаторы в основном используются в приложениях, где требуется очень большое количество циклов заряда / разряда, где требуется длительный срок службы и где требуется большое количество энергии в течение короткого времени. Типичный диапазон применения суперконденсаторов — от тока в миллиампер и мощности в милливатт при продолжительности действия несколько минут до тока в несколько ампер и мощности в несколько киловатт за более короткий период.Эти суперконденсаторы обычно используются как временный источник питания, как замена батарей.

    Вернуться к списку

    На рынке доступны различные типы конденсаторов. Ключевым фактором при различении различных типов конденсаторов является диэлектрик, используемый в их конструкции. Некоторые из распространенных типов конденсаторов — керамические, электролитические (в том числе алюминиевые конденсаторы, танталовые конденсаторы и ниобиевые конденсаторы), пластиковая пленка, бумага и слюда.

    Каждый тип конденсатора имеет свои преимущества и недостатки.Характеристики и области применения могут отличаться от одного конденсатора к другому. Следовательно, при выборе конденсатора необходимо учитывать следующие несколько из многих факторов.

    Размер : важны как физические размеры, так и значение емкости.

    Рабочее напряжение : Это важная характеристика конденсатора. Он определяет максимальное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору.

    Ток утечки : через диэлектрик будет протекать небольшой ток, поскольку они не являются идеальными изоляторами.Это называется током утечки.

    Эквивалентное последовательное сопротивление : выводы конденсатора имеют небольшое сопротивление (обычно менее 0,1 Ом). Это сопротивление становится проблемой, когда конденсатор используется на высоких частотах.

    Эти факторы определяют, как и в каких приложениях можно использовать конкретный тип конденсатора. Например, номинальное напряжение электролитического конденсатора больше по сравнению с керамическим конденсатором в аналогичном диапазоне емкости.

    Значит, они обычно используются в цепях питания. Точно так же некоторые конденсаторы имеют очень низкий ток утечки, а другие — очень высокий ток утечки. В зависимости от области применения следует выбирать соответствующий конденсатор.

    Диэлектрики в конденсаторах

    Конденсаторы постоянной емкости — более распространенные типы конденсаторов. Электронную схему без конденсатора найти сложно. Большинство конденсаторов названы в честь диэлектрика, используемого в конструкции.Некоторые из распространенных диэлектриков, используемых в конструкции конденсаторов:

    • керамика
    • Бумага
    • Пленка полиэтиленовая
    • Слюда
    • Стекло
    • Оксид алюминия
    • Пятиокись тантала
    • Пятиокись ниобия

    Последние три используются в электролитических конденсаторах. Несмотря на использование различных видов диэлектриков в конструкции конденсаторов, функциональные возможности конденсатора не меняются: хранить энергию в виде электрического заряда между параллельными пластинами.

    Конденсаторы переменной емкости

    Как и резисторы, конденсаторы бывают фиксированного и переменного типа. Переменные конденсаторы — это конденсаторы, емкость которых можно изменять механически или электронно. Такие конденсаторы обычно используются в резонансных цепях (LC-цепях) для настройки радио и согласования импеданса в антеннах. Эти конденсаторы обычно называют настроечными.

    Существует еще один тип переменных конденсаторов, называемый подстроечным конденсатором.Они закреплены на печатных платах и ​​используются для калибровки оборудования. Это неполяризованные конденсаторы очень маленького размера. Обычно они недоступны для использования постоянным покупателем. Емкость переменных конденсаторов очень мала, обычно порядка нескольких пикофарад (обычно менее 500 пФ).

    Рисунок 1. Символы переменных и подстроечных конденсаторов.

    Механические переменные конденсаторы состоят из набора полукруглых металлических пластин, закрепленных на оси ротора.Эта установка размещается между набором металлических пластин статора. Общее значение емкости (C) для этого типа конденсаторов определяется в соответствии с положением подвижных металлических пластин по отношению к неподвижным металлическим пластинам. Когда ось поворачивается, область перекрытия между пластинами статора и пластинами ротора будет изменяться, и емкость будет изменяться.

    В этой конструкции, когда два набора металлических пластин полностью соединены вместе, значение емкости обычно находится на максимальном значении.Настроечные конденсаторы высокого напряжения имеют большие воздушные зазоры или промежутки между пластинами с относительно большими пробивными напряжениями порядка киловольт. По этой причине эти диэлектрические конденсаторы очень полезны при настройке схем.

    конденсатор

    В механических переменных конденсаторах в качестве диэлектрика обычно используется воздух или пластиковая фольга. Но использование вакуумных переменных конденсаторов увеличивается, поскольку они обеспечивают лучший диапазон рабочего напряжения и более высокую способность выдерживать ток. Емкость конденсаторов с механической настройкой можно изменять с помощью винта в верхней части конденсатора.

    В случае конденсаторов переменной емкости с электронным управлением используется диод с обратным смещением, в котором толщина обедненного слоя будет изменяться в зависимости от приложенного постоянного напряжения. Такие диоды называются диодами переменной емкости или просто варикапами или варакторами.

    Конденсаторы керамические

    Керамические конденсаторы — наиболее часто используемые конденсаторы в электронной промышленности. Они также являются наиболее производимыми конденсаторами: ежегодно производится более 1000 миллиардов единиц.Название происходит от керамического материала, который является диэлектриком, используемым в его конструкции.

    Керамические конденсаторы представляют собой конденсаторы с постоянной емкостью и обычно очень малы (как по физическим размерам, так и по емкости). Емкость керамических конденсаторов обычно находится в диапазоне от пикофарад до нескольких микрофарад (менее 10 мкФ). Это конденсаторы неполяризованного типа, поэтому их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока.

    Конструкция этих конденсаторов очень проста.Небольшой керамический диск с обеих сторон покрыт серебром. Поэтому их также называют дисковыми конденсаторами. Керамика действует как диэлектрик (изолятор), а серебряное покрытие образует электроды.

    Толщина и состав керамического слоя определяют электрические свойства конденсатора. Чтобы достичь больших значений емкости, несколько слоев такого диска уложены друг на друга, образуя многослойный керамический чип-конденсатор (MLCC). Современная электроника обычно состоит из конденсаторов MLCC.

    Емкость керамических конденсаторов велика по сравнению с их размером. Для достижения такой большой емкости диэлектрическая проницаемость керамических конденсаторов очень высока. Керамические конденсаторы делятся на два класса в зависимости от области применения.

    Керамические конденсаторы класса 1

    Часто используется в резонансных цепях из-за их высокой стабильности и низких потерь. Наиболее распространенный тип керамики, используемый в конденсаторах класса 1, изготовлен из диоксида титана (TiO 2 ) с небольшими порциями цинка и магния, используемых в качестве дополнительных соединений.Они добавляются для достижения максимально возможных линейных характеристик.

    Конденсаторы

    класса 1 имеют низкую диэлектрическую проницаемость и, следовательно, относительно невысокий объемный КПД. Следовательно, диапазон емкости конденсаторов класса 1 невелик. Электрические потери конденсаторов класса 1 очень низкие, а коэффициент рассеяния составляет 0,15 процента. Значение емкости не зависит от приложенного напряжения.

    Имеют температурный коэффициент лайнера. Все эти характеристики керамических конденсаторов класса 1 делают их полезными в таких приложениях, как фильтры с высокой добротностью и схемы генераторов, такие как системы ФАПЧ.Керамические конденсаторы класса 1 не боятся старения.

    Керамические конденсаторы класса 2

    Часто используется в буферах, цепях связи и байпасных системах из-за их высокой эффективности по объему. Такой высокий объемный КПД объясняется их высокой диэлектрической проницаемостью. Емкость конденсаторов класса 2 будет зависеть от приложенного напряжения и имеет нелинейное изменение при изменении температуры.

    Точность и стабильность ниже по сравнению с керамическими конденсаторами класса 1.Керамика для конденсаторов класса 2 изготовлена ​​из сегнетоэлектрических материалов, таких как титанат бария (BaTiO 3 ), с добавками, такими как силикаты алюминия или магния и оксид алюминия.

    Из-за высокой диэлектрической проницаемости конденсаторов класса 2 возможны высокие значения емкости при меньшем размере, чем у конденсаторов класса 1 с таким же номинальным напряжением. Следовательно, они используются в буферах, фильтрах и схемах связи, где требуется конденсатор для поддержания минимальной емкости.Конденсаторы класса 2 могут со временем стареть.

    Также доступен другой класс керамических конденсаторов, называемый классом 3, с более высокой диэлектрической проницаемостью и лучшей объемной эффективностью. Но электрические характеристики этого класса хуже, а также низкая точность и стабильность.

    Как правило, керамические конденсаторы имеют меньшее эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и ток утечки по сравнению с электролитическими конденсаторами. Рабочее напряжение керамических конденсаторов 1-го класса до 1000 В, керамических конденсаторов 2-го класса — до 2000 В.

    Основным преимуществом керамических конденсаторов является отсутствие катушек внутри их конструкции и отсутствие коэффициента индуктивности, вносимого во время работы схемы. Следовательно, керамические конденсаторы подходят для высокочастотных приложений.

    Керамические конденсаторы

    доступны в обычных двухвыводных структурах со сквозными отверстиями, в многослойном режиме поверхностного монтажа (SMT) и специальных бессвинцовых дисковых конденсаторах, которые разработаны специально для печатных плат. Часто используются как сквозные керамические конденсаторы, так и конденсаторы для поверхностного монтажа.Керамические конденсаторы обычно имеют 3-значное число, закодированное на их корпусе, чтобы идентифицировать значение емкости, как правило, в пикофарадах (пФ).

    При этом первые две цифры используются для обозначения значения емкости, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей. Например, керамический конденсатор с маркировкой 153 будет показывать 15 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 15 000 пФ или 15 нФ.

    Пленочный конденсатор

    Пленочные конденсаторы — это наиболее часто используемый тип конденсаторов среди всех типов конденсаторов, которые имеют разные диэлектрические свойства.Пленочные конденсаторы — это конденсаторы с изолирующей пластиковой пленкой в ​​качестве диэлектрика, и это неполяризованные конденсаторы.

    Диэлектрические материалы для этих конденсаторов существуют в виде тонкого слоя, снабженного металлическими электродами и намотанного на цилиндрическую обмотку. Оба электрода пленочных конденсаторов могут быть из цинка или металлизированного алюминия.

    Основным преимуществом пленочного конденсатора является прямое соединение его внутренней конструкции с электродами на обоих концах обмотки.Этот прямой контакт с электродами приводит к сокращению длины всех путей прохождения тока. Такая конструкция ведет себя как большое количество отдельных конденсаторов, соединенных параллельно. Кроме того, конструкция конденсаторов такого типа обеспечивает низкие омические потери и низкие паразитные индуктивности. Эти пленочные конденсаторы используются в системах питания переменного тока, а также в высокочастотных приложениях.

    Некоторыми примерами пластиковых пленок, которые используются в качестве диэлектрика для пленочных конденсаторов, являются полипропилен, полиэтиленнафталат, полиэстер, полифениленсульфид и политетрафторэтилен.На рынке представлены конденсаторы пленочного типа с диапазоном значений емкости от 5 пФ до 100 мкФ. Пленочные конденсаторы также доступны в различных формах и стилях, включая

    .
    • Wrap & Fill (овальный и круглый) тип : Концы конденсатора этого типа заделаны эпоксидной смолой, а конденсатор обернут плотной пластиковой лентой.
    • Эпоксидный корпус (прямоугольный и круглый): Конденсаторы этого типа заключены в формованный пластиковый корпус, заполненный эпоксидной смолой.
    • Металлические герметичные (прямоугольные и круглые): Конденсаторы этих типов заключены в металлическую трубку или баллончик и запечатаны эпоксидной смолой.

    В настоящее время конденсаторы с вышеуказанным корпусом доступны как с радиальными, так и с осевыми выводами. Основное преимущество пластиковых пленочных конденсаторов заключается в том, что они хорошо работают при высоких температурах по сравнению с другими типами бумаги.

    Эти конденсаторы обладают малым допуском, высокой надежностью, а также очень длительным сроком службы.Примерами конденсаторов пленочного типа являются цилиндрические пленочные, прямоугольные металлизированные пленки и пленочные пленочные типы. Они приведены ниже.

    Тип осевого вывода:

    Рисунок 2. Цилиндрический пленочный конденсатор с осевыми выводами.

    Тип радиального вывода:

    Рис. 3. Пленочный конденсатор с прямоугольным выводом для повторного набора.

    Рисунок 4. Пленочные конденсаторы фольгового типа.

    Для этих пленочных конденсаторов требуется более толстый диэлектрический материал, чтобы избежать проколов и разрывов диэлектрической пленки.Следовательно, они подходят для малых значений емкости и больших размеров.

    Пленочные силовые конденсаторы

    Пленочные силовые конденсаторы также называются силовыми пленочными конденсаторами. Конструкционные технологии и материалы, которые используются для больших силовых пленочных конденсаторов, обычно аналогичны таковым для обычных пленочных конденсаторов. Однако эти конденсаторы с высокой номинальной мощностью используются в энергосистемах и электрических установках.

    Силовые пленочные конденсаторы используются во множестве приложений.Эти конденсаторы служат демпфирующими или демпфирующими конденсаторами при последовательном подключении к ним резистора. Они также используются в схемах фильтров с близкой настройкой или с низкой расстройкой для фильтрации гармоник, а также в качестве конденсаторов импульсного разряда.

    Рисунок 5. Силовой пленочный конденсатор.

    Конденсаторы керамические

    Керамические конденсаторы также называют «дисковыми конденсаторами». Как и электролитические, это также наиболее часто используемый тип конденсаторов. Керамический конденсатор состоит из двух или более чередующихся слоев керамики и металла.Здесь керамика действует как диэлектрик, а металл — как электроды. Эти керамические конденсаторы являются неполяризованными конденсаторами фиксированного типа. Обычно электрические свойства керамического материала можно разделить на два класса, связанных с его стабильностью. Они даны и объяснены ниже.

    • Класс 1: керамические конденсаторы с высокой стабильностью и низкими потерями для компенсации влияния температуры в резонансных схемах.
    • Класс 2: Конденсаторы этих типов обеспечивают высокую объемную эффективность для буферизации байпаса и связи.

    Конденсаторы керамического типа обычно имеют трехзначный код на корпусе для обозначения значения емкости в пикофарадах (пФ). При этом первые две цифры используются для обозначения номинала конденсаторов, а третья цифра указывает количество добавляемых нулей.

    Например, керамический конденсатор с маркировкой 153 будет показывать 15 и 3 нуля в пикофарадах, что эквивалентно 15 000 пФ или 15 нФ.

    Рисунок 6.Керамические конденсаторы.

    Конденсатор полипропиленовый

    Конденсатор полипропиленовый — одна из многих разновидностей конденсаторов пленочного типа. Полипропиленовые конденсаторы — это конденсаторы, которые имеют полипропиленовую пленку в качестве диэлектрика. Доступны полипропиленовые конденсаторы с диапазоном емкости от 100 пФ до 10 мкФ.

    Главной особенностью полипропиленового конденсатора является высокое рабочее напряжение до 3000 В. Эта особенность делает полипропиленовые (pp) конденсаторы полезными в цепях с очень высокими рабочими напряжениями, таких как усилители мощности, особенно клапанные усилители, цепи питания и т. Д. Схемы ТВ.Конденсаторы из полипропилена используются, когда требуется больший допуск, чем может обеспечить конденсатор из полиэстера.

    Полипропиленовые конденсаторы также используются в устройствах связи и накопления из-за их высоких значений сопротивления изоляции. А также они имеют стабильные значения емкости для частот ниже 100 кГц. Эти полипропиленовые конденсаторы используются в приложениях, где нам необходимо выполнять задачи по подавлению шума, связи, фильтрации по времени, блокировке, обходу и обработке импульсов.

    Рисунок 7. Конденсатор полипропиленовый

    Конденсатор из поликарбоната

    Конденсаторы из поликарбоната — это конденсаторы, диэлектриком которых является поликарбонат. Эти типы конденсаторов доступны в диапазоне емкости от 100 пФ до 10 мкФ и имеют рабочее напряжение до 400 В постоянного тока. Эти поликарбонатные конденсаторы могут работать в диапазоне температур от -55 ° C до + 125 ° C без снижения номинальных значений.

    Эти конденсаторы имеют очень хорошие температурные коэффициенты, по этой причине предпочтительны поликарбонатные конденсаторы.Эти конденсаторы не используются в высокоточных приложениях из-за их высоких уровней допуска от 5% до 10%. Конденсаторы из поликарбоната также используются для переменного тока. Иногда они также встречаются в импульсных блоках питания.

    Рисунок 8 — Конденсатор из поликарбоната

    Серебряный слюдяной конденсатор

    Серебряные слюдяные конденсаторы — это конденсаторы, которые сделаны путем нанесения тонкого слоя серебра на слюдяной материал в качестве диэлектрика. Причина использования серебряных слюдяных конденсаторов заключается в их высоких характеристиках по сравнению с любыми другими типами конденсаторов.

    Серебряные слюдяные конденсаторы могут быть получены с допуском +/- 1%. Это намного лучше, чем любой другой тип конденсатора, доступный на сегодняшнем рынке. Температурный коэффициент конденсаторов из серебряной слюды намного лучше, чем у конденсаторов других типов.

    И это значение положительное, и обычно оно находится в диапазоне от 35 до 75 ppm / C, при среднем значении +50 ppm / C. Значения емкости для серебряных слюдяных конденсаторов обычно находятся в диапазоне от нескольких пикофарад до 3300 пикофарад.Серебряные слюдяные конденсаторы имеют очень высокий уровень добротности и небольшой коэффициент мощности. Конденсаторы из серебряной слюды имеют диапазон напряжений от 100 В до 1000 В.

    Серебряные слюдяные конденсаторы используются в ВЧ генераторах. Серебряные слюдяные конденсаторы не используются в приложениях связи и развязки из-за их высокой стоимости. Из-за их размера, стоимости, а также улучшений в других типах конденсаторов они в настоящее время не используются.

    Рисунок 9. конденсатор из серебряной слюды

    Конденсаторы электролитические Электролитические конденсаторы

    обычно используются там, где требуются очень большие значения емкости.Электролитические конденсаторы имеют металлический анод, покрытый окисленным слоем, обычно используемым в качестве его диэлектрика. Другой электрод конденсатора — это нетвердый или твердый электролит.

    Большинство электролитических конденсаторов поляризованы. Эти конденсаторы классифицируются в соответствии с их диэлектрическим материалом. В основном они делятся на три класса, они представлены как

    .
    • Алюминиевые электролитические конденсаторы: здесь алюминий выступает в качестве диэлектрика.
    • Танталовые электролитические конденсаторы: в этом случае пятиокись тантала действует как ее диэлектрик.
    • Ниобиевые электролитические конденсаторы: здесь пятиокись ниобия выступает в качестве диэлектрика

    Обычно диэлектрическая проницаемость пятиокиси тантала почти в три раза больше диэлектрической проницаемости диоксида алюминия, но эта диэлектрическая проницаемость определяет только размеры. Обычно используются три типа электролитов:

    • Не твердые (влажные или жидкие): эти конденсаторы имеют проводимость около 10 мс / см, и они доступны по низкой цене.
    • Твердый оксид марганца: Эти конденсаторы имеют проводимость около 100 мс / см, а также обладают высоким качеством и стабильностью.
    • Твердый проводящий полимер: Конденсаторы этого типа имеют проводимость примерно 10000 мс / см, а также значение ESR <10 мОм.

    Электролитические конденсаторы обычно используются в цепях постоянного (постоянного) питания. Они также используются в приложениях связи и развязки для уменьшения пульсаций напряжения из-за их больших значений емкости и небольшого размера. Одним из основных недостатков электролитических конденсаторов является их низкое напряжение.

    Схема электролитического конденсатора

    Рисунок 10.Схема электролитического конденсатора.

    Алюминиевые электролитические конденсаторы

    Алюминиевые конденсаторы — это конденсаторы, которые изготовлены из оксидной пленки на алюминиевой фольге с полосой абсорбирующей бумаги между ними, пропитанной раствором электролита, и все эти конструкции могут быть запечатаны в банке. В основном существует два типа алюминиевых электролитических конденсаторов: с простой фольгой и с вытравленной фольгой.

    Электролитические конденсаторы с простой фольгой в основном используются в качестве сглаживающих конденсаторов в цепях питания, в то время как конденсаторы с протравленной фольгой используются в соединительных цепях блокировки по постоянному току и шунтирующих цепях.

    Электролитические алюминиевые конденсаторы покрывают диапазон емкости от 1 мкФ до 47000 мкФ и большой допуск в 20%. Диапазон рабочего напряжения составляет до 500 В. Это дешевле и легко доступно на рынке.

    Значение емкости и номинальное напряжение либо напечатаны в мкФ, либо закодированы буквой, за которой следуют три цифры. Эти три цифры представляют собой значение емкости в пФ, где первые две цифры представляют собой число, а третья — цифру множителя.

    Рисунок 11.Алюминиевый электролитический конденсатор.

    Танталовые электролитические конденсаторы

    Танталовые конденсаторы — это конденсаторы, изготовленные из пятиокиси тантала в качестве диэлектрического материала. Танталовые электролитические конденсаторы также являются поляризованными конденсаторами, как и алюминиевые конденсаторы. Танталовые электролитические конденсаторы выпускаются как мокрые (фольга), так и сухие (твердые).

    Второй вывод танталовых электролитических конденсаторов меньше вывода эквивалентных алюминиевых конденсаторов, и этот вывод сделан из диоксида марганца.

    Основным преимуществом танталовых электролитических конденсаторов над алюминиевыми конденсаторами является то, что они более стабильны, легче и меньше по размеру. Они имеют диапазон значений емкости от 47 нФ до 470 мкФ и максимальное рабочее напряжение до 50 В. Они дороже алюминиевых электролитов.

    Свойства диэлектрика из оксида тантала — низкий ток утечки и лучшая стабильность емкости. Эти свойства диэлектрика из оксида тантала заставляют использовать их в приложениях блокировки, обхода, развязки, фильтрации и синхронизации.А также эти свойства намного лучше, чем у диэлектрика из оксида алюминия.

    Рисунок 12. Танталовые конденсаторы.

    Суперконденсаторы

    Суперконденсатор также известен как ультраконденсатор или двухслойный электрический конденсатор. Эти конденсаторы сделаны с тонким разделителем электролита, который окружен ионами активированного угля. Он отличается от обычного конденсатора тем, что емкость суперконденсатора очень высока и составляет порядка миллифарад при диапазонах напряжения 2.От 3 до 2,75 В.

    Суперконденсаторы делятся на три типа в зависимости от конструкции электродов:

    • Двухслойные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют угольные электроды или их производные.
    • Псевдоконденсаторы: Эти конденсаторы имеют электроды из оксида металла или проводящего полимера.
    • Гибридные конденсаторы: Эти конденсаторы имеют асимметричные электроды.

    Суперконденсаторы в основном используются в приложениях, где требуется очень большое количество циклов заряда / разряда, где требуется длительный срок службы и где требуется большое количество энергии за короткое время.Типичный диапазон применения суперконденсаторов — от тока в миллиампер и мощности в милливатт при продолжительности действия несколько минут до тока в несколько ампер и мощности в несколько киловатт за более короткий период. Эти суперконденсаторы обычно используются как временный источник питания, как замена батарей.

    Рисунок 13. Суперконденсаторы.

    Конденсаторы (фиксированные и переменные) — поверхностный монтаж, с выводами, массивы

    По сравнению с резисторами, конденсаторы являются вторым наиболее часто используемым дискретным электронным компонентом.Индукторы были бы третий по популярности. Конечно, каждый физический компонент состоит из комбинации всех трех компонентов. в виде паразитов. Эти компании являются основными поставщиками всех форм конденсаторов, от самого маленького формата микросхемы для поверхностного монтажа до монстр-металлической банки электролитических конденсаторов используется в банках коррекции коэффициента мощности. Изготавливают осевой свинец, радиальный свинец, электролитические, танталовые, керамические, фиксированные, регулируемые, низковольтные, высоковольтные, с низким ESR и любые другие вариационные конденсаторы.Как всегда, прошу вас уточнять у рекламодателей RF Cafe, так как ваш первый выбор.


    AFM Microelectronics | 858-222-1199 | Сан-Диего, Калифорния
    Многослойные ВЧ / СВЧ-конденсаторы, высокой мощности современные многослойные, высокотемпературные, высоковольтные многослойные, подложки GBBL с высоким K для однослойных конденсаторов — диэлектрический порошок со сверхмалым воспламенением. Диапазон размеров от 0201 — 13560, с рабочим напряжением от 25 до 20кВ.

    Американская техническая керамика (ATC) | 631-622-4700 | Станция Хантингтон, Нью-Йорк
    Многослойные и однослойные керамические конденсаторы и индукторы с проволочной обмоткой для ВЧ / СВЧ, резисторы, аттенюаторы.

    AVX | 843-946-0414 | Myrtle Beach, SC
    Конденсаторы, тонкопленочные направленные ответвители, Z-chip combo Микросхема для поверхностного монтажа с согласованием импеданса R&C, защита от электростатических разрядов / перенапряжения, сквозное соединение EMI ​​/ RFI фильтры, расчет конденсатора AVX SPIMIC, разъемы — PCB, стоечно-панельные, DIN, коаксиальный / RF, фильтры, резисторы.

    Cera-Mite (сейчас Вишай) | 402-563-6866 | Shelton, CT
    Однослойные керамические конденсаторы, керамические положительные термисторы с температурным коэффициентом (PTC), керамические дисковые конденсаторы.

    Compex | 856-335-2277 | West Berlin, NJ
    Конденсаторы, монтажные блоки и монтажные шорты, подложки.

    Диэлектрические лаборатории | 315-655-8710 | Cazenovia, NY
    Поверхностный монтаж, высокая частота, блокировка постоянного тока, CapCAD расчет конденсаторов, тонкопленочные изделия.

    Электро-фотоника | 772-485-0927 | Палм-Сити, Флорида
    Глобальный поставщик радиочастотных и микроволновых компонентов, включая Гибридные и направленные ответвители SMT, пассивные компоненты с проводным соединением.Очень полезный тест платы для оценки компонентов экономят драгоценное время на проектирование и определение характеристик.

    EPCOS | 800-689-3717 | Iselin, NJ
    Конденсаторы, SAW, индукторы / компоненты ЭМС, нелинейные резисторы, ферриты компоненты, ограничители перенапряжения.

    Ионно-лучевое фрезерование | 603-644-2326 | Манчестер, NH
    С 1982 года производит тонкопленочные схемы для использование в микроволновой и фотонной промышленности. Процесс ионно-лучевого фрезерования с сухим травлением для обеспечения высокий уровень повторяемости.Множество стандартных продуктов готовы к отправке, и мы может создавать собственные схемы в соответствии с вашим чертежом. Ion Beam Milling также специализируется на Сервисы. Мы можем предложить услуги фотолитографии, фрезерования и / или нарезки кубиками, чтобы удовлетворить ваши потребности. потребности. Соответствует ISO 9001: 2000.

    Кемет | 864-963-6300 | Greenville, SC
    Конденсаторы для поверхностного монтажа из алюминия, керамики и тантала; и свинцовый конденсаторы из керамики и тантала. Проходные фильтры EMI / RFI.

    Kete Микроволновая печь Electronics | + 86-595-22597735 | Китай
    ферритовый радиочастотный изолятор и циркуляторы, мощные радиочастотные резисторы и концевые заделки, фиксированные и регулируемые / ступенчатые аттенюаторы, многослойная керамика с высокой добротностью и проходной конденсатор (фильтры электромагнитных помех), направленные ответвители, делители / сумматоры мощности, Гибридные сцепки 3 дБ.

    КОА Спир Электроникс | 814-362-5536 | Bradford, PA
    Резисторы, конденсаторы, 3-контактные фильтры EMI / RFI, схемы защита, индукторы, интегрированные компоненты.

    Максвелл Технологии | 858-503-3300 | Сан-Диего, Калифорния,
    BOOSTCAP накопительные конденсаторы UHm для аккумуляторов замена, высоковольтные конденсаторы, усилители

    MicroMetrics (теперь Aeroflex | Metelics, теперь Cobham) | 888-641-7364 | Londonderry, NH
    Настройка варакторов, микшера и детектора Шоттки, PIN, точечный контакт, ступенчатые восстанавливающие диоды, тонкопленочные резисторы, чип-конденсаторы, тонкопленочные схемы.

    Нановолновые технологии | 416-252-5602 | Канада
    Тонкопленочные подложки, ВЧ и электрооптические компоненты (конденсаторы, резисторы, площадки аттенюатора) и подсистемы (усилители, трансиверы, передатчики).

    Компоненты сетевой карты | 631-396-7500 | Melville, NY
    Конденсаторы, аттенюаторы, резисторы, термисторы, индукторы, ферритовые бусины, диоды, варисторы.

    Пассивные плюс | 631-425-0938 | Хантингтон, Нью-Йорк,
    Высокопроизводительные пассивные ВЧ / СВЧ-компоненты для медицинской, полупроводниковой, военной, телерадиовещательной и телекоммуникационной отраслей. Мы специализируемся в конденсаторах с высоким добротностью, низким ESR / ESL, широкополосных конденсаторах, байпасных конденсаторах с низким ESR, высокой мощности конденсаторы передатчика, немагнитные резисторы и подстроечные резисторы.Доступны дизайнерские комплекты.

    Сапсан Полупроводник | 858-731-9400 | Сан-Диего, Калифорния,
    Fabless провайдер RFIC, использующий запатентованная технология UltraCMOS®, усовершенствованная форма SOI, позволяющая проектировать, производить и интеграция множества радиочастотных, аналоговых и цифровых функций на одном кристалле.

    Компоненты Presidio | 858-578-9390 | Сан-Диего, Калифорния
    Однослойные скрытые, микроволновые и волоконно-оптические конденсаторы, многослойная микросхема, SMPS / пакетные, радиально-выводные, высоковольтные конденсаторы.Бесплатный симулятор Кента для моделирования однослойных конденсаторов.

    RF Power Exchange | 954-344-7379 | Weston, FL
    Силовые лампы, ВЧ и СВЧ транзисторы, вакуумные конденсаторы, Радиочастотные усилители / модули, запчасти для военных радиоприемников.

    SemiGen | 603-624-8311 | Манчестер, NH
    Создание и проектирование прототипа при выполнении серийных серий для РЧ / СВЧ, военных, космоса, национальной безопасности, оптики, медицинских устройств, коммерческой беспроводной связи рынки.Ручная и полностью автоматическая сборка. Также производит PIN, ограничитель, пучок, и диоды Шоттки, чип-конденсаторы и аттенюаторы, а также спиральные индукторы с печатным рисунком.

    Susumu | + 81-25-552-3988 | Niigata-Pref., Japan
    Резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, фильтры, датчики.

    Syfer Technology | +44 1603 723300 | Норфолк, Саффолк, Англия
    Сайфер имеет более чем 25-летний опыт работы в производстве керамических конденсаторов, как SMD, так и сквозных фильтров EMI и EMI Power Фильтры.

    Tusonix | 520-744-0400 | Tucson, AZ
    Фильтры EMI / RFI, фильтры EMI для поверхностного монтажа, регулируемые подстроечные конденсаторы, клеммные колодки с фильтрами, нестандартные сборки пластин фильтра электромагнитных помех, керамические дисковые конденсаторы.

    TXTLinX | 973-758-0808 | Ливингстон, штат Нью-Джерси
    Предоставляет полный, доступный для поиска список компаний и их продуктов или статей, представленных в продукте для микроволновой печи Дайджест. Используйте Форум, чтобы участвовать в динамичной дискуссии о наших представленных компаниях. и их продукты.

    Микроволны США | 408-970-9680 | Санта-Клара, Калифорния
    Продукция включает аттенюаторы, диоды, индукторы, подложки, конденсаторы, делители, резисторы, выводы, ответвители, фильтры, MMIC, LDO.

    Вольтроник | 973-586-8585 | Denville, NJ
    Многооборотный триммер, триммер для керамической стружки, немагнитный Yrimmer, немагнитные многослойные керамические конденсаторы с высокой добротностью.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *