Print Shortlink

КОНДЕНСАТОРЫ.

КОНДЕНСАТОРЫ.

Конденсаторы — это электродетали, основным парамет­ром которых является электрическая емкость, характеризующая их способность накапливать электрические заряды. Единицей из­мерения емкости является фарада (Ф). Но это очень большая величина, и на практике емкость выражают в долях фарады: мик­рофарадах (мкФ), нанофарадах (нФ) и пикофарадах (пФ), кото­рые связаны с фарадой следующими соотношениями: 1 Ф = 106 мкФ = 109 нФ = 1012 пФ.

Номинальная емкость указывается на корпусе конденсатора. Для сокращения записи применяется специальное кодирование: пикофарады обозначаются буквой П, тысяча пикофарад (одна нанофарада) — Н, миллион пикофарад, или 1 микрофарада,— М.

Ниже в качестве примера приводятся кодированные обозначения конденсаторов и дается их расшифровка:

51П —51 пФ; 5П1—5,1 пФ; HI — 100 пФ; 1Н —1000 пФ; 1Н2— 1200 пФ; 68Н —68 000 пФ = 0,068 мкФ; 100 Н —100 000 пФ = ОД мкФ; МЗ—300 000 пФ = 0,3 мкФ; ЗМЗ—3,3 мкФ; 10 М — 10 мкФ.

Допустимые отклонения емкости конденсатора от номиналь­ного значения указаны в стандартах и определяют класс его точ­ности. Для конденсаторов, как и для резисторов, чаще всего ис­пользуются три класса точности 1 (Е24), 2 (Е12) и 3 (Е6), соответ­ствующие допускам ±5%, ±10% и ±20%.

Конденсаторы.

Рис.1. Конденсаторы.

По характеру изменения емкости конденсаторы бывают пос­тоянной емкости (нерегулируемые), переменной (переменные и полупеременные, или подстроечные) и саморегулируемые.

Параметром конденсаторов является также номинальное нап­ряжение, превышение которого уменьшает срок службы или вы­зывает электрический пробой между обкладками, приводящий к выходу конденсатора из строя.

Конденсаторы постоянной емкости подразделяются на высо­кочастотные и низкочастотные. Диапазоном рабочих частот и назначением конденсаторов определяются их конструкции и ма­териал, из которого они изготовлены.

Высокочастотные конденсаторы имеют большую стабиль­ность, заключающуюся в незначительном изменении емкости при изменении температуры, малые допустимые отклонения емкости от номинального значения, небольшие размеры и весе. Они быва­ют керамическими типов КЛГ (литой герметизированный), КЛС (литой секционированный), КМ (монолитный), КД (дисковый), КДУ (дисковый ультравысокочастотный), КТ (трубчатый); слюдя­ными типов КСО (слюдяной спрессованный], КСГ (сдюдяной гер­метизированный), СГМ (слюдяной герметизированный малогаба­ритный); стеклокерамическими — СКМ; стеклоэмалевыми — КС и стеклянными — К21У.

Высокочастотные конденсаторы применяются в генераторах и усилителях высокой и промежуточной частоты. Они изготов­ляются с номинальными емкостями от единиц пикофарад до де­сятков — сотен тысяч пикофарад.

Для цепей постоянного, переменного и пульсирующего токов низкой частоты требуются конденсаторы с большими емкостями, измеряемыми тысячами микрофарад. В связи с этим выпускаются бумажные (типов БМ, КБГ), металлобумажные (МБГ, МБМ), ок­сидные, называвшиеся ранее электролитическими (КЭ, ЭГЦ, ЭТО, К50, К52, К53 и др.), и пленочные (ПМ, ПО, К73, К74, К76) конденсаторы.

Конструкции конденсаторов        постоянной емкости разнообразны. Так, слюдяные, стеклоэмалевые, стеклокерамические и от­дельные типы керамических конденсаторов имеют пакетную кон­струкцию, В них обкладки, выполненные из металлической фоль­ги или в виде металлических пленок, чередуются с пластинами из диэлектрика (например, слюды).  Для получения зна­чительной емкости формируют пакет из большого числа таких элементарных конденсаторов. Электрически соединяют между собой все верхние обкладки и отдельно — нижние. К местам со­единений припаивают проводники, служащие выводами конден­сатора. Затем пакет спрессовывают и помещают в корпус.

Трубчатый керамический конденса­тор. На внутреннюю и внешнюю стороны керамической трубки нанесены металлические пленки (обычно серебряные), которые являются обкладками конденсатора, а трубка служит диэлектри­ком.

Применяется и дисковая конструкция керамических конден­саторов. Роль обкладок в них выполняют металлические пленки нанесенные на обе стороны керамического диска.

Бумажные конденсаторы часто имеют рулонную конструкцию. Полосы алюминиевой фольги, разделенные бумажными лентами с высокими диэлектрическими свойствами, сверты­ваются в рулон. Для получения большой емкости рулоны соеди­няют друг с другом и помещают в герметичный корпус.

В оксидных конденсаторах диэлектрик представляет собой тонкую оксидную пленку, нанесенную на алюминиевую или танталовую пластинку, являющуюся одной из обкладок конденсато­ра, вторая обкладка — электролит. Металлический стержень (анод) должен подключаться к точке с более высоким потенциалом, чем соединенный с электролитом корпус конден­сатора (катод). При невыполнении этого условия сопротивление оксидной пленки резко уменьшается, что приводит к увеличению тока, проходящего через конденсатор, и может вызвать его раз­рушение.

Такую конструкцию имеют оксидные конденсаторы типа КЭ. Выпускаются также оксидные конденсаторы с твердым электро­литом (типа К50).

Особую группу конденсаторов постоянной емкости составляют проходные и опорные конденсаторы, используемые для развязки цепей питания высокочастотных устройств по переменному току. Проходные конденсаторы  имеют три вывода: два от внутренней обкладки, представляющие «вход» и «выход», и один от наружной — в виде металлического винта, с помощью которого эта обкладка соединяется с шасси (корпусом) или экра­ном. У опорных конденсаторов два вывода.

Конденсатор переменной ёмкости.

Рис.2. Конденсатор переменной ёмкости.

Площадь перекрытия пластин или расстояние между ними у конденсаторов переменной емкости можно изменять различны­ми способами. При этом меняется и емкость конденсатора.  Здесь емкость изменяется путем различного расположения роторных (подвижных) пластин отно­сительно статорных (неподвижных). Зависимость изменения ем­кости от утла поворота определяется конфигурацией пластин. Значение Минимальной и максимальной емкости зависит от пло­щади пластин и расстояния между ними. Обычно минимальная емкость Смин, измеряемая при полностью выведенных роторных пластинах, составляет единицы (до 10...20) пикофарад, а макси­мальная емкость Смакс, измеряемая при полностью введенных роторных пластинах, согни пикофарад.

В электроаппаратуре широко применяются блоки КПЕ, состоя­щие из двух, трех и более конденсаторов переменной емкости, механически связанных друг с другом. Благодаря блокам КПЕ можно изменять одновременно и на одинаковое значение емкость различных цепей устройства.

Разновидностью     КПЕ     являются подстроенные      конденсат ор ы. Их емкость так же, как и сопротив­ление подстроечных резисторов, изме­няют лишь с помощью отвертки. В ка­честве диэлектрика в таких конденсато­рах могут использоваться воздух или ке­рамика.

Емкость конденсатора может изменяться не только механи­ческим способом, но и под действием других внешних факторов. Конденсаторы, емкость которых зависит от приложенного к их обкладкам напряжения, называют варикондами. Изменение емкости в варикондах связано с изменением относительной ди­электрической проницаемости специального диэлектрика, разде­ляющего обкладки. Вариконды применяют в колебательных кон­турах для перестройки последних по частоте электрическим спо­собом. Для этих же целей применяют и варикапы — специ­альные полупроводниковые диоды, у которых используется зави­симость зарядной емкости от значения обратного напряжения.

Конденсаторы, емкость которых значительно изменяется с из­менением температуры, называют термоконденсаторам и. Они применяются в электронных наручных часах.

На электрических схемах конденсаторы постоянной емкости обозначаются двумя параллельными отрезками, символизирую­щими обкладки конденсатора, с выводами от их середин. Рядом указывают условное буквенное обозначение конденсатора — букву С (от латинского слова capacitor— конденсатор).

Емкость конденсаторов от 0 до 999 пФ указывают без обозна­чения единицы измерения (С1, С2); от 104 пФ до 9999 • 106 пФ — в микрофарадах с обозначением единицы строчными буквами — мк (СЗ, С4). Если необходимо отметить, что емкость конденсатора указана на схеме ориентировочно и уточняется в процессе настройки, то порядковый номер (позиционное обозначение) такого конденсатора помечают звездочкой (С2). Номинальное напряжение конденсаторов (кроме оксидных) указывается только при их работе в цепях с высоким напряже­нием. Напряжение в таком случае приводится после обозначения номинальной емкости (С5). Большинство оксидных конденсаторов являются полярными и требуют обязательного соблюдения полярности при их вклю­чении в электрическую цепь. На схемах положительная обкладка (анод) такого конденсатора помечается знаком « + » (С6) либо изображается в виде узкого прямоугольника (С7). У неполярных оксидных конденсаторов такими прямоугольниками обозначают обе обкладки (С8).

В одном корпусе могут находиться два оксидных конденсатора, у которых обычно имеется три вывода: один вывод общий (С9).

Внутреннюю обкладку проходных конденсаторов обозначают длинным отрезком, а наружную — короткой дугой (С 10), одним (СП) или двумя (С 12) короткими отрезками.

У опорных конденсаторов обкладку, соединяемую с шасси, отмечают тремя наклонными линиями, символизирующими «за­земление» (С13).

Конденсаторы переменной емкости (КПЕ) обозначают двумя параллельными отрезками, пересекаемыми наклонной стрелкой. Если необходимо отметить, что к данной точке схемы должны подключаться именно роторные (подвижные) пластины, то на схеме их изображают короткой дугой (С2). Рядом указывают минимальное и максимальное значения емкости. Конденсаторы переменной емкости, входящие в блок КПЕ, объединяют штри­ховой линией, соединяющей знаки регулирования (СЗ и С4).

В обозначениях подстроечных конденсаторов вместо наклон­ной стрелки используется наклонная линия со штрихом на конце (С5). При необходимости ротор подстроечного конденсатора обозначают короткой дугой (С6).

По новой системе условное обозначение конденсаторов сос­тоит из трех элементов. Первый элемент — одна или две бук­вы — обозначает подкласс конденсаторов: К — постоянной ем­кости; КТ — подстроечные; КП — переменной емкости. Второй элемент - однозначное или двухзначное число — обозначает группу конденсаторов в зависимости от материала диэлектрика (табл. 2.4), Третий элемент (также число) отделяется от второго дефисом и соответствует порядковому номеру разработки.

Конденсаторы, как и резисторы, можно соединять последова­тельно и параллельно. При параллельном соединении общая емкость будет равна сумме емкостей соединяемых кон­денсаторов, т. е.

Собщ. пар. =  С1 + С2 + СЗ + ... Сп.

Например, при параллельном соединении двух конденсаторов С1 = 110 пФ и С2 = 220 пФ их общая емкость:

Собщ. пар. = С1 + С2 = 110 + 220 = 330 пФ.

Если конденсаторы соединены последовательно, их общая ем­кость рассчитывается по формуле

1/ Собщ. посл. = 1/ С1 + 1/ С2 + 1/ С2 +  … + 1/ Сn

Так, общая емкость двух последовательно включенных конденса­торов С = 110 пФ и С2 = 220 пФ составит приблизительно 73 пФ:

1/ Собщ. посл. = 1/ С1 + 1/ С2  = (С1 + С2  )  /  С1 *С2  ;

Собщ. посл. = С1 С2  /   (С1 + С2  )  =  110 * 220 / ( 110 + 220 ) = 73

Значит, параллельное включение конденсаторов следует при­менять в том случае, когда необходимо увеличить емкость, а пос­ледовательное — когда ее нужно уменьшить.

 

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Leave a Reply

Spam Protection by WP-SpamFree

мой твиттер