Pevné kondenzátory - výroba rádiových zariadení. Aké typy kondenzátorov existujú? Typy kondenzátorov, ich vlastnosti

O kondenzátoroch sa toho napísalo veľa, stojí za to pridať pár tisíc ďalších slov k miliónom, ktoré už existujú? pridám to! Verím, že moja prezentácia bude užitočná. Koniec koncov, bude sa to robiť s prihliadnutím.

Čo je elektrický kondenzátor

V ruštine možno kondenzátor nazvať „úložným zariadením“. Takto je to ešte prehľadnejšie. Navyše, presne takto sa tento názov prekladá do nášho jazyka. Sklo sa môže nazývať aj kondenzátor. Len v sebe hromadí tekutinu. Alebo tašku. Áno, tašku. Ukázalo sa, že je to aj úložné zariadenie. Akumuluje všetko, čo tam vložíme. Čo s tým má spoločné elektrický kondenzátor? Je to rovnaké ako pohár alebo vrecko, ale len akumuluje elektrický náboj.

Predstavte si obrázok: elektrický prúd prechádza obvodom, rezistory a vodiče sa stretávajú pozdĺž jeho dráhy a, bam, objaví sa kondenzátor (sklo). čo sa stane? Ako viete, prúd je tok elektrónov a každý elektrón má elektrický náboj. Keď teda niekto povie, že obvodom prechádza prúd, predstavíte si milióny elektrónov prúdiacich obvodom. Keď sa v ich ceste objaví kondenzátor, hromadia sa tieto isté elektróny. Čím viac elektrónov do kondenzátora vložíme, tým väčší bude jeho náboj.

Vynára sa otázka: koľko elektrónov sa dá takto naakumulovať, koľko sa ich zmestí do kondenzátora a kedy to „dostane“? Poďme to zistiť. Veľmi často sa na zjednodušené vysvetlenie jednoduchých elektrických procesov používa porovnanie s vodou a potrubím. Využime aj tento prístup.

Predstavte si potrubie, cez ktoré preteká voda. Na jednom konci potrubia je čerpadlo, ktoré silou čerpá vodu do tohto potrubia. Potom mentálne umiestnite gumovú membránu cez potrubie. čo sa stane? Membrána sa začne naťahovať a napínať pod vplyvom tlaku vody v potrubí (tlak vytvorený čerpadlom). Natiahne sa, natiahne, natiahne a nakoniec elastická sila membrány buď vyrovná silu pumpy a prietok vody sa zastaví, alebo membrána praskne (ak to nie je jasné, predstavte si balón, ktorý praskne, ak sa pumpuje príliš veľa)! To isté sa deje v elektrických kondenzátoroch. Len tam sa namiesto membrány používa elektrické pole, ktoré s nabíjaním kondenzátora rastie a postupne vyrovnáva napätie zdroja energie.

Kondenzátor má teda určitý limitujúci náboj, ktorý môže akumulovať a po prekročení k nemu dôjde dielektrický prieraz v kondenzátore zlomí sa a prestane byť kondenzátorom. Pravdepodobne je čas povedať vám, ako funguje kondenzátor.

Ako funguje elektrický kondenzátor?

V škole vám povedali, že kondenzátor je vec, ktorá sa skladá z dvoch dosiek a medzi nimi je medzera. Tieto dosky sa nazývali kondenzátorové dosky a boli k nim pripojené vodiče na napájanie kondenzátora. Moderné kondenzátory sa teda príliš nelíšia. Všetky majú tiež platne a medzi platňami je dielektrikum. Vďaka prítomnosti dielektrika sa vlastnosti kondenzátora zlepšujú. Napríklad jeho kapacita.

Moderné kondenzátory používajú rôzne typy dielektrík (viac o tom nižšie), ktoré sú naplnené medzi dosky kondenzátora tými najsofistikovanejšími spôsobmi, aby sa dosiahli určité vlastnosti.

Princíp fungovania

Všeobecný princíp činnosti je pomerne jednoduchý: aplikuje sa napätie a akumuluje sa náboj. Fyzikálne procesy, ktoré sa teraz dejú, by vás nemali veľmi zaujímať, ale ak chcete, môžete si o tom prečítať v ktorejkoľvek knihe o fyzike v sekcii elektrostatika.

Kondenzátor v DC obvode

Ak umiestnime náš kondenzátor do elektrického obvodu (obr. nižšie), zapojíme s ním ampérmeter do série a privedieme do obvodu jednosmerný prúd, ručička ampérmetra sa krátko zašklbne a potom zamrzne a ukáže 0A - v obvode žiadny prúd. čo sa stalo?

Budeme predpokladať, že pred privedením prúdu do obvodu bol kondenzátor prázdny (vybitý) a keď bol privedený prúd, začal sa nabíjať veľmi rýchlo a keď bol nabitý (elektrické pole medzi doskami kondenzátora vyrovnávalo zdroj energie ), potom sa prúd zastavil (tu je graf nabitia kondenzátora).

Preto sa hovorí, že kondenzátor neprepúšťa jednosmerný prúd. V skutočnosti to prejde, ale za veľmi krátky čas, ktorý sa dá vypočítať pomocou vzorca t = 3*R*C (Čas nabitia kondenzátora na 95 % menovitého objemu. R je odpor obvodu, C je kapacita kondenzátora) Takto sa kondenzátor správa v prúde jednosmerného obvodu Vo variabilnom obvode sa správa úplne inak!

Kondenzátor v obvode striedavého prúdu

Čo je to striedavý prúd? To je, keď elektróny „bežia“ najskôr tam, potom späť. Tie. smer ich pohybu sa neustále mení. Potom, ak striedavý prúd prechádza obvodom s kondenzátorom, potom sa na každej z jeho dosiek nahromadí náboj „+“ alebo náboj „-“. Tie. V skutočnosti potečie striedavý prúd. To znamená, že cez kondenzátor „bez prekážok“ preteká striedavý prúd.

Celý tento proces je možné modelovať pomocou metódy hydraulických analógií. Na obrázku nižšie je analógový obvod striedavého prúdu. Piest tlačí kvapalinu dopredu a dozadu. To spôsobí, že sa obežné koleso otáča tam a späť. Ukazuje sa, že ide o striedavý prúd kvapaliny (čítame striedavý prúd).

Teraz umiestnime medel kondenzátora vo forme membrány medzi zdroj sily (piest) a obežné koleso a analyzujme, čo sa zmení.

Vyzerá to tak, že sa nič nezmení. Tak ako kvapalina vykonávala oscilačné pohyby, tak v tom pokračuje, tak ako sa obežné koleso kvôli tomu rozkmitalo, tak bude oscilovať aj naďalej. To znamená, že naša membrána nie je prekážkou premenlivého prúdenia. To isté bude platiť pre elektronický kondenzátor.

Faktom je, že aj keď elektróny, ktoré bežia v reťazci, neprechádzajú cez dielektrikum (membránu) medzi platňami kondenzátora, mimo kondenzátora je ich pohyb oscilačný (tam a späť), t.j. tečie striedavý prúd. Eh!

Kondenzátor teda prechádza striedavým prúdom a blokuje jednosmerný prúd. To je veľmi výhodné, keď potrebujete zo signálu odstrániť jednosmernú zložku, napríklad na výstupe/vstupe audio zosilňovača alebo keď sa potrebujete pozrieť len na premennú časť signálu (vlnenie na výstupe jednosmerného zdroj napätia).

Reaktancia kondenzátora

Kondenzátor má odpor! V zásade by sa to dalo predpokladať z toho, že cez ňu neprechádza jednosmerný prúd, ako keby to bol odpor s veľmi vysokým odporom.

Striedavý prúd je iná vec - prechádza, ale má odpor z kondenzátora:

f - frekvencia, C - kapacita kondenzátora. Ak sa pozorne pozriete na vzorec, uvidíte, že ak je prúd konštantný, potom f = 0 a potom (nech mi militantní matematici odpustia!) X c = nekonečno. A cez kondenzátor nepreteká jednosmerný prúd.

Ale odpor voči striedavému prúdu sa bude meniť v závislosti od jeho frekvencie a kapacity kondenzátora. Čím vyššia je frekvencia prúdu a kapacita kondenzátora, tým menej tomuto prúdu odoláva a naopak. Čím rýchlejšie sa mení napätie
napätie, čím väčší prúd cez kondenzátor, to vysvetľuje pokles Xc so zvyšujúcou sa frekvenciou.

Mimochodom, ďalšou vlastnosťou kondenzátora je, že neuvoľňuje energiu a nezohrieva sa! Preto sa niekedy používa na tlmenie napätia tam, kde by rezistor dymil. Napríklad na zníženie sieťového napätia z 220V na 127V. A ešte jedna vec:

Prúd v kondenzátore je úmerný rýchlosti napätia aplikovaného na jeho svorky

Kde sa používajú kondenzátory?

Áno, všade tam, kde sa vyžadujú ich vlastnosti (neumožnenie prechodu jednosmerného prúdu, schopnosť akumulovať elektrickú energiu a meniť svoj odpor v závislosti od frekvencie), vo filtroch, v oscilačných obvodoch, v násobičoch napätia atď.

Aké typy kondenzátorov existujú?

Priemysel vyrába mnoho rôznych typov kondenzátorov. Každý z nich má určité výhody a nevýhody. Niektoré majú nízky zvodový prúd, iné veľkú kapacitu a iné majú niečo iné. V závislosti od týchto indikátorov sa vyberú kondenzátory.

Rádioamatéri, najmä začiatočníci ako my, sa príliš netrápia a vsádzajú na to, čo nájdu. Napriek tomu by ste mali vedieť, aké hlavné typy kondenzátorov existujú v prírode.

Obrázok ukazuje veľmi konvenčné oddelenie kondenzátorov. Zostavil som si ho podľa svojho vkusu a páči sa mi, pretože je hneď jasné, či existujú variabilné kondenzátory, aké typy permanentných kondenzátorov existujú a aké dielektrikum sa používajú v bežných kondenzátoroch. Vo všeobecnosti všetko, čo rádioamatér potrebuje.

Majú nízky zvodový prúd, malé rozmery, nízku indukčnosť a sú schopné pracovať pri vysokých frekvenciách a v jednosmerných, pulzujúcich a striedavých obvodoch.

Vyrábajú sa v širokom rozsahu prevádzkových napätí a kapacít: od 2 do 20 000 pF a v závislosti od prevedenia vydržia napätie až do 30 kV. Najčastejšie ale nájdete keramické kondenzátory s pracovným napätím do 50V.

Úprimne povedané, neviem, či sú teraz uvoľnené. Ale predtým sa sľuda používala ako dielektrikum v takýchto kondenzátoroch. A samotný kondenzátor pozostával z balenia sľudových dosiek, na ktorých boli na oboch stranách nanesené dosky, a potom boli tieto dosky zhromaždené do „balíka“ a zabalené do puzdra.

Zvyčajne mali kapacitu niekoľko tisíc až desaťtisíc pikoforád a fungovali v rozsahu napätia od 200 V do 1500 V.

Papierové kondenzátory

Takéto kondenzátory majú kondenzátorový papier ako dielektrikum a hliníkové pásy ako platne. Dlhé pásy hliníkovej fólie s pásikom papiera vloženým medzi ne sa zrolujú a zabalia do obalu. To je ten trik.

Takéto kondenzátory sa dodávajú v kapacitách od tisícok pikoforád do 30 mikroforád a dokážu vydržať napätie od 160 do 1500 V.

Hovorí sa, že sú teraz cenené audiofilmi. Nie som prekvapený - majú tiež jednostranné vodiče ...

V princípe obyčajné kondenzátory s polyesterom ako dielektrikom. Rozsah kapacít je od 1 nF do 15 mF pri prevádzkovom napätí od 50 V do 1500 V.

Kondenzátory tohto typu majú dve nepopierateľné výhody. Po prvé, môžu byť vyrobené s veľmi malou toleranciou iba 1%. Takže, ak hovorí 100 pF, potom jeho kapacita je 100 pF +/- 1%. A druhým je, že ich prevádzkové napätie môže dosiahnuť až 3 kV (a kapacita od 100 pF do 10 mF)

Elektrolytické kondenzátory

Tieto kondenzátory sa líšia od všetkých ostatných tým, že môžu byť pripojené iba k obvodu s priamym alebo pulzujúcim prúdom. Sú polárne. Majú plus aj mínus. Je to spôsobené ich dizajnom. A ak je takýto kondenzátor zapnutý naopak, s najväčšou pravdepodobnosťou sa nafúkne. A predtým tiež veselo, ale nebezpečne vybuchli. Existujú elektrolytické kondenzátory vyrobené z hliníka a tantalu.

Hliníkové elektrolytické kondenzátory sú navrhnuté takmer ako papierové kondenzátory, len s tým rozdielom, že dosky takéhoto kondenzátora sú papierové a hliníkové pásiky. Papier sa napustí elektrolytom a na hliníkový pásik sa nanesie tenká vrstva oxidu, ktorý pôsobí ako dielektrikum. Ak na takýto kondenzátor použijete striedavý prúd alebo ho otočíte späť na výstupnú polaritu, elektrolyt sa uvarí a kondenzátor zlyhá.

Elektrolytické kondenzátory majú dosť veľkú kapacitu, preto sa často používajú napríklad v obvodoch usmerňovačov.

To je asi všetko. V zákulisí zostali kondenzátory s dielektrikom z polykarbonátu, polystyrénu a pravdepodobne aj mnohých ďalších typov. Ale myslím si, že to bude zbytočné.

Pokračovanie...

V druhej časti plánujem ukázať príklady typického použitia kondenzátorov.

Kondenzátory(z lat. condenso - zhutniť, zahustiť) - sú to rádioelementy s koncentrovanou elektrickou kapacitou tvorené dvoma alebo viacerými elektródami (doštičkami) oddelenými dielektrikom (špeciálny tenký papier, sľuda, keramika atď.). Kapacita kondenzátora závisí od veľkosti (plochy) dosiek, vzdialenosti medzi nimi a vlastností dielektrika.

Dôležitou vlastnosťou kondenzátora je, že pre striedavý prúd predstavuje odpor, ktorého hodnota so zvyšujúcou sa frekvenciou klesá.

Hlavné jednotky na meranie kapacity kondenzátorov sú: Farad, microFarad, nanoFarad, pikofarad, pričom označenia na kondenzátoroch vyzerajú takto: F, μF, nF, pF.

Podobne ako odpory, aj kondenzátory sa delia na kondenzátory s konštantnou kapacitou, kondenzátory s premenlivou kapacitou (VCA), ladiace a samoregulačné kondenzátory. Najbežnejšie sú pevné kondenzátory.

Používajú sa v oscilačných obvodoch, rôznych filtroch, ako aj na oddelenie jednosmerných a striedavých obvodov a ako blokovacie prvky.

Pevné kondenzátory

Konvenčné grafické označenie kondenzátora s konštantnou kapacitou – dve rovnobežné čiary – symbolizuje jeho hlavné časti: dve dosky a dielektrikum medzi nimi (obr. 1).

Ryža. 1. Pevné kondenzátory a ich označenie.

V blízkosti označenia kondenzátora na diagrame je zvyčajne uvedená jeho menovitá kapacita a niekedy aj menovité napätie. Základnou jednotkou kapacity je farad (F) - kapacita takého izolovaného vodiča, ktorého potenciál sa zvyšuje o jeden volt so zvýšením náboja o jeden coulomb.

Ide o veľmi veľkú hodnotu, ktorá sa v praxi nepoužíva. V rádiotechnike sa používajú kondenzátory s kapacitou od zlomkov pikofaradu (pF) až po desiatky tisíc mikrofaradov (μF). Pripomeňme, že 1 µF sa rovná jednej milióntine farada a 1 pF je milióntina mikrofaradu alebo jedna bilióntina farada.

Podľa GOST 2.702-75 je menovitá kapacita od 0 do 9 999 pF uvedená na obvodoch v pikofaradoch bez označenia meracej jednotky, od 10 000 pF do 9 999 μF - v mikrofaradoch s označením meracej jednotky písmenami mk (obr. 2).

Ryža. 2. Označenie jednotiek merania pre kapacitu kondenzátorov v diagramoch.

Označenie kapacity na kondenzátoroch

Menovitá kapacita a prípustná odchýlka od nej a v niektorých prípadoch menovité napätie sú uvedené na krytoch kondenzátorov.

V závislosti od ich veľkosti sa menovitá kapacita a prípustná odchýlka uvádzajú v plnej alebo skrátenej (kódovanej) forme.

Úplné označenie kapacity pozostáva zo zodpovedajúceho čísla a meracej jednotky a ako na diagramoch je kapacita od 0 do 9 999 pF uvedená v pikofaradoch (22 pF, 3 300 pF atď.) A od 0,01 do 9 999 µF - v mikrofaradoch (0,047 uF, 10 uF, atď.).

V skrátenom označení sú jednotky merania kapacity označené písmenami P (picofarad), M (mikrofarad) a N (nanofarad; 1 nanofarad = 1000 pF = 0,001 μF).

V rovnakom čase Kapacita od 0 do 100 pF je uvedená v pikofaradoch, pričom písmeno P umiestnite buď za číslo (ak ide o celé číslo) alebo namiesto desatinnej čiarky (4,7 pF - 4P7; 8,2 pF - 8P2; 22 pF - 22P; 91 pF - 91P atď.).

Kapacita od 100 pF (0,1 nF) do 0,1 µF (100 nF) je uvedená v nanofaradách a od 0,1 µF a viac - in mikrofarady.

V tomto prípade, ak je kapacita vyjadrená v zlomkoch nanofaradu alebo mikrofaradu, zodpovedajúca jednotka merania sa umiestni na miesto nuly a čiarky(180 pF = 0,18 nF - H18; 470 pF = 0,47 nF - H47; 0,33 µF - MZZ; 0,5 µF - MbO atď.), a ak číslo pozostáva z celej časti a zlomku - na desatinnej čiarke (1500 pF = 1,5 nF - 1H5; 6,8 uF - 6M8, atď.).

Kapacity kondenzátorov, vyjadrené ako celé číslo zodpovedajúcich meracích jednotiek, sa uvádzajú obvyklým spôsobom (0,01 μF - 10N, 20 μF - 20M, 100 μF - 100M atď.). Na označenie prípustnej odchýlky kapacity od menovitej hodnoty sa používajú rovnaké kódové označenia ako pre odpory.

Vlastnosti a požiadavky na kondenzátory

V závislosti od obvodu, v ktorom sa kondenzátory používajú, sa na ne vzťahujú rôzne požiadavky. požiadavky. Kondenzátor pracujúci v oscilačnom obvode teda musí mať nízke straty na pracovnej frekvencii, vysokú stabilitu kapacity v čase a pri zmenách teploty, vlhkosti, tlaku atď.

Straty kondenzátorov, určené najmä stratami v dielektriku, zvyšujú sa so zvyšujúcou sa teplotou, vlhkosťou a frekvenciou. Najnižšie straty majú kondenzátory s dielektrikom z vysokofrekvenčnej keramiky, sľudy a fóliového dielektrika, najväčšie straty majú kondenzátory s papierovým dielektrikom a feroelektrickou keramikou.

Túto okolnosť je potrebné vziať do úvahy pri výmene kondenzátorov v rádiových zariadeniach. Zmena kapacity kondenzátora pod vplyvom prostredia (hlavne jeho teploty) nastáva v dôsledku zmien rozmerov dosiek, medzier medzi nimi a vlastností dielektrika.

V závislosti od konštrukcie a použitého dielektrika sa kondenzátory vyznačujú rôznymi teplotný koeficient nádoby(TKE), ktorý ukazuje relatívnu zmenu kapacity so zmenou teploty o jeden stupeň; TKE môže byť pozitívna alebo negatívna. Na základe hodnoty a znamienka tohto parametra sú kondenzátory rozdelené do skupín, ktorým sú priradené zodpovedajúce písmenové označenia a farba tela.

Na udržanie ladenia oscilačných obvodov pri prevádzke v širokom rozsahu teplôt často používajú sériové a paralelné zapojenia kondenzátorov, v ktorých TKE majú rôzne znamienka. Vďaka tomu pri zmene teploty zostáva frekvencia ladenia takéhoto teplotne kompenzovaného obvodu prakticky nezmenená.

Ako každý vodič, kondenzátory majú určitú indukčnosť. Čím je väčší, tým dlhšie a tenšie sú vodiče kondenzátora, tým väčšia je veľkosť jeho dosiek a vnútorných spojovacích vodičov.

Majú najvyššiu indukčnosť papierové kondenzátory, v ktorej sú obklady vyrobené vo forme dlhých pásov fólie, zvinutých spolu s dielektrikom do okrúhleho alebo inak tvarovaného kotúča. Pokiaľ sa neprijmú špeciálne opatrenia, takéto kondenzátory nefungujú dobre pri frekvenciách nad niekoľko megahertzov.

Preto je v praxi na zabezpečenie prevádzky blokovacieho kondenzátora v širokom frekvenčnom rozsahu paralelne k papierovému kondenzátoru pripojený keramický alebo sľudový kondenzátor s malou kapacitou.

Existujú však papierové kondenzátory s nízkou vlastnou indukčnosťou. V nich sú pásy fólie spojené so svorkami nie na jednom, ale na mnohých miestach. To sa dosiahne buď pásikmi fólie vloženými do rolky pri navíjaní, alebo posunutím pásikov (obložiek) na opačné konce rolky a ich prispájkovaním (obr. 1).

Priechodné a referenčné kondenzátory

Na ochranu pred rušením, ktoré môže preniknúť do zariadenia cez napájacie obvody a naopak, ako aj pre rôzne blokovania, tzv. priepustné kondenzátory. Takýto kondenzátor má tri vývody, z ktorých dva sú tuhá tyč s prúdom, ktorá prechádza cez telo kondenzátora.

K tejto tyči je pripevnená jedna z dosiek kondenzátora. Tretia svorka je kovové telo, ku ktorému je pripojená druhá doska. Kryt priechodného kondenzátora je pripevnený priamo k šasi alebo obrazovke a vodič s prúdom (napájací obvod) je prispájkovaný k jeho strednej svorke.

Vďaka tejto konštrukcii sú vysokofrekvenčné prúdy skratované do šasi alebo obrazovky zariadenia, zatiaľ čo jednosmerné prúdy prechádzajú bez prekážok.

Používa sa pri vysokých frekvenciách keramické priechodné kondenzátory, v ktorom úlohu jednej z dosiek zohráva samotný centrálny vodič a druhou je metalizačná vrstva nanesená na keramickej rúrke. Tieto konštrukčné vlastnosti odráža aj konvenčné grafické označenie priechodného kondenzátora (obr. 3).

Ryža. 3. Vzhľad a obrázok na schémach priechodných a podporných kondenzátorov.

Vonkajšie ostenie je označené buď vo forme krátkeho oblúka (a), alebo vo forme jedného (b) alebo dvoch (c) segmentov priamej línie s vedením od stredu. Posledné označenie sa používa pri zobrazení priechodného kondenzátora v stene obrazovky.

Používajú sa na rovnaký účel ako kontrolné body referenčné kondenzátory, čo sú akési montážne stojany namontované na kovovom šasi. Doska, ktorá je k nej pripojená, sa v označení takéhoto kondenzátora vyznačuje tromi naklonenými čiarami, ktoré symbolizujú „uzemnenie“ (obr. 3d).

Oxidové kondenzátory

Na prevádzku v audiofrekvenčnom rozsahu, ako aj na filtrovanie usmernených napájacích napätí sú potrebné kondenzátory, ktorých kapacita sa meria v desiatkach, stovkách a dokonca tisíckach mikrofarád.

Takáto kapacita s dostatočne malými rozmermi má oxidové kondenzátory(staré meno - elektrolytický). V nich hrá úlohu jednej dosky (anódy) hliníková alebo tantalová elektróda, úlohu dielektrika hrá tenká vrstva oxidu, ktorá je na nej nanesená, a úlohou druhej dosky (katódy) je špeciálny elektrolyt. , ktorého výstupom je často kovové telo kondenzátora.

Na rozdiel od iných väčšina typov oxidových kondenzátorov je polárna t.j. na normálnu prevádzku vyžadujú polarizačné napätie. To znamená, že môžu byť zapnuté iba v obvodoch s jednosmerným alebo pulzujúcim napätím a len s polaritou (katóda na mínus, anóda na plus) vyznačenú na kryte.

Nedodržanie tejto podmienky vedie k poruche kondenzátora, ktorá je niekedy sprevádzaná výbuchom!

Polarita prepínania oxidového kondenzátora sú na diagramoch znázornené znamienkom „+“, zobrazeným v blízkosti štítku, ktorý symbolizuje anódu (obr. 4, a).

Toto je všeobecné označenie pre polarizovaný kondenzátor. Spolu s tým, špeciálne pre oxidové kondenzátory, GOST 2.728-74 zaviedol symbol, v ktorom je kladná doska znázornená ako úzky obdĺžnik (obr. 4.6), pričom znamienko „+“ možno v tomto prípade vynechať.

Ryža. 4. Oxidové kondenzátory a ich označenie na schémach zapojenia.

V obvodoch rádioelektronických zariadení niekedy nájdete označenie oxidového kondenzátora vo forme dvoch úzkych obdĺžnikov (obr. 4, c) je to symbol nepolárneho oxidového kondenzátora, ktorý môže pracovať v striedavom prúde obvody (t.j. bez polarizačného napätia).

Oxidové kondenzátory sú veľmi citlivé na prepätie, takže diagramy často uvádzajú nielen ich menovitú kapacitu, ale aj menovité napätie.

Aby sa zmenšila veľkosť, niekedy sú v jednom kryte umiestnené dva kondenzátory, ale sú vyrobené iba tri vodiče (jeden je spoločný). Symbol duálneho kondenzátora jasne vyjadruje túto myšlienku (obr. 4d).

Variabilné kondenzátory (VCA)

Variabilný kondenzátor pozostáva z dvoch skupín kovových dosiek, z ktorých jedna sa môže plynulo pohybovať vo vzťahu k druhej. Pri tomto pohybe sa dosky pohyblivej časti (rotora) zvyčajne vkladajú do medzier medzi doskami stacionárnej časti (statora), v dôsledku čoho sa plocha prekrývania jednej dosky druhou, a teda kapacita, zmeny.

Dielektrikum V KPI sa najčastejšie používa vzduch. V malých zariadeniach, napríklad v tranzistorových vreckových prijímačoch, sa široko používajú CPE s pevným dielektrikom, ktoré sa používajú ako filmy vysokofrekvenčných dielektrík odolných voči opotrebovaniu (fluoroplast, polyetylén atď.).

Parametre DPS s pevným dielektrikom sú o niečo horšie, no sú oveľa lacnejšie na výrobu a ich rozmery sú oveľa menšie ako DPS so vzduchovým dielektrikom.

So symbolom KPI sme sa už stretli - ide o symbol kondenzátora s konštantnou kapacitou preškrtnutý znakom regulácie. Z tohto označenia však nie je jasné, ktorá z dosiek symbolizuje rotor a ktorá stator. Aby sa to ukázalo na diagrame, rotor je znázornený ako oblúk (obr. 5).

Ryža. 5. Označenie premenných kondenzátorov.

Hlavné parametre KPI, ktoré nám umožňujú vyhodnotiť jeho schopnosti pri prevádzke v oscilačnom obvode, sú minimálna a maximálna kapacita, ktoré sú spravidla uvedené na diagrame vedľa symbolu KPI.

Vo väčšine rádiových prijímačov a rádiových vysielačov sa bloky KPI pozostávajúce z dvoch, troch alebo viacerých sekcií používajú na súčasné ladenie niekoľkých oscilačných obvodov.

Rotory v takýchto blokoch sú namontované na jednom spoločnom hriadeli, ktorého otáčaním môžete súčasne meniť kapacitu všetkých sekcií. Vonkajšie dosky rotorov sú často rozdelené (pozdĺž polomeru). To vám umožňuje nastaviť jednotku vo výrobe tak, aby boli kapacity všetkých sekcií rovnaké v akejkoľvek polohe rotora.

Kondenzátory zahrnuté v bloku KPI sú v diagramoch znázornené samostatne. Na znázornenie, že sú spojené do bloku, t.j. ovládané jednou spoločnou rukoväťou, sú šípky označujúce reguláciu spojené prerušovanou čiarou mechanického spojenia, ako je znázornené na obr. 6.

Ryža. 6. Označenie duálnych premenných kondenzátorov.

Pri zobrazení KPI bloku v rôznych častiach diagramu, ktoré sú od seba vzdialené, nie je znázornené mechanické spojenie, obmedzuje sa len na zodpovedajúce číslovanie sekcií v označení pozície (obr. 6, sekcie C 1.1, C 1.2 a C 1.3).

V meracích zariadeniach, napríklad v ramenách kapacitných mostov, tzv diferenciálne kondenzátory(z lat. differentia - rozdiel).

Majú dve skupiny statorových a jednu rotorovú dosku, usporiadané tak, že keď rotorové dosky vystúpia z medzier medzi doskami jednej statorovej skupiny, vstúpia súčasne medzi dosky druhej statorovej skupiny.

V tomto prípade sa kapacita medzi doskami prvého statora a doskami rotora znižuje a medzi doskami rotora a druhého statora sa zvyšuje. Celková kapacita medzi rotorom a oboma statormi zostáva nezmenená. Takéto kondenzátory sú znázornené v diagramoch, ako je znázornené na obr. 7.

Ryža. 7. Diferenciálne kondenzátory a ich označenie na schémach.

Trimmerové kondenzátory. Na nastavenie počiatočnej kapacity oscilačného obvodu, ktorá určuje maximálnu frekvenciu jeho ladenia, slúžia ladiace kondenzátory, ktorých kapacita sa dá meniť od niekoľkých pikofarád až po niekoľko desiatok pikofarád (niekedy aj viac).

Hlavnou požiadavkou na ne je plynulá zmena kapacity a spoľahlivá fixácia rotora v polohe nastavenej pri nastavovaní. Osi orezávacích kondenzátorov (zvyčajne krátke) majú štrbinu, takže nastavenie ich kapacity je možné len pomocou nástroja (skrutkovača). Vo vysielacích zariadeniach sa najčastejšie používajú kondenzátory s pevným dielektrikom.

Ryža. 8. Trimre kondenzátory a ich označenie.

Konštrukcia keramického trimovacieho kondenzátora (CTC) jedného z najbežnejších typov je znázornená na obr. 8, a. Skladá sa z keramickej základne (statora) a na nej pohyblivo uloženého keramického disku (rotora).

Dosky kondenzátora - tenké vrstvy striebra - sa nanášajú vypálením na stator a vonkajšiu stranu rotora. Kapacita sa mení otáčaním rotora. V najjednoduchšom zariadení sa niekedy používajú drôtové ladiace kondenzátory.

Takýto prvok pozostáva z kusu medeného drôtu s priemerom 1 ... 2 a dĺžkou 15 ... 20 mm, na ktorý je tesne navinutý izolovaný drôt s priemerom 0,2 ... 0,3 mm, otočte otáčať (obr. 8, b). Nádoba sa mení odvíjaním drôtu, a aby sa zabránilo skĺznutiu navinutia, je napustená nejakou izolačnou hmotou (lak, lepidlo atď.).

Trimmerové kondenzátory označené na diagramoch hlavným symbolom preškrtnutým znakom kontroly ladenia (obr. 8, c).

Samoregulačné kondenzátory

Použitím špeciálnej keramiky ako dielektrika, ktorej dielektrická konštanta silne závisí od intenzity elektrického poľa, môžete získať kondenzátor, ktorého kapacita závisí od napätia na jeho doskách.

Takéto kondenzátory sa nazývajú varicondas(z anglických slov vari (schopný) - premenlivý a cond (enser) - kondenzátor). Keď sa napätie zmení z niekoľkých voltov na nominálnu hodnotu, kapacita varikondu sa zmení o 3-6 krát.

Ryža. 9. Varikond a jej označenie na diagramoch.

Varikondy možno použiť v rôznych automatizačných zariadeniach, v generátoroch kmitania, modulátoroch, na elektrické nastavenie oscilačných obvodov atď.

Symbol pre varikondu— symbol kondenzátora so znamienkom nelineárnej samoregulácie a latinským písmenom U (obr. 9, a).

Označenie tepelných kondenzátorov používaných v elektronických náramkových hodinkách je konštruované podobným spôsobom. Faktor, ktorý mení kapacitu takéhoto kondenzátora - teplota média - je označený symbolom t° (obr. 9, b). Často sa však hľadá to, čo je kondenzátor

Literatúra: V.V. Frolov, Jazyk rádiových okruhov, Moskva, 1998.

Označenia kondenzátorov sú rozmanitejšie ako označenia rezistorov. Je dosť ťažké vidieť značky na malých kondenzátoroch, pretože plocha ich krytov je veľmi malá. Tento článok vám povie, ako čítať štítky takmer všetkých typov moderných kondenzátorov vyrábaných v zahraničí. Označenia na vašom kondenzátore môžu byť v inom poradí (v porovnaní s tými, ktoré sú opísané v tomto článku). Niektoré kondenzátory navyše nemajú hodnoty napätia a tolerancie - na vytvorenie nízkonapäťového obvodu potrebujete iba hodnotu kapacity.

Kroky

Označenie veľkých kondenzátorov

Oboznámte sa s jednotkami merania. Základnou jednotkou kapacity je farad (F). Jeden farad je obrovská hodnota pre konvenčný obvod, takže kondenzátory pre domácnosť sú označené viacerými jednotkami merania.

• 1 uF, uF, mF= 1 µF (mikrofarad) = 10 -6 F. (Pozor! V prípadoch, ktoré nesúvisia s označením kondenzátorov, 1 mF = 1 mF (milifarad) = 10 -3 F)
• 1 nF= 1 nF (nanofarad) = 10-9 F.
• 1 pF, mmF, uuF= 1 pF (pikofarady) = 10-12 F.

1. Určite hodnotu kapacity. V prípade veľkých kondenzátorov sa hodnota kapacity aplikuje priamo na kryt. Samozrejme, môžu existovať určité rozdiely, ale vo väčšine prípadov hľadajte číslo s jednou z vyššie opísaných jednotiek. Možno budete musieť zvážiť nasledujúce body:

   Určite hodnotu tolerancie. Na telo niektorých kondenzátorov sa aplikuje tolerančná hodnota, to znamená prípustná odchýlka menovitej kapacity od špecifikovanej; zohľadnite túto informáciu, ak pri zostavovaní elektrického obvodu potrebujete poznať presnú hodnotu kapacity kondenzátora. Napríklad, ak je kondenzátor označený „6000uF+50%/-70%“, jeho maximálna kapacita je 6000+(6000*0,5)=9000 uF a minimálna je 6000-(6000*0,7)=1800 µF.

   Určite menovité napätie. Ak je teleso kondenzátora dosť veľké, je označené číselnou hodnotou napätia, za ktorou nasledujú písmená V alebo VDC, prípadne VDCW, alebo WV (z angličtiny Working Voltage). Toto je maximálne povolené napätie kondenzátora a meria sa vo voltoch (V).

   Hľadajte symboly „+“ alebo „-“. Ak je jeden z týchto symbolov prítomný na tele kondenzátora, kondenzátor je polarizovaný. V tomto prípade pripojte kladnú (“+”) svorku kondenzátora ku kladnej svorke napájacieho zdroja; inak môže dôjsť ku skratu kondenzátora alebo k výbuchu kondenzátora. Ak na puzdre nie sú žiadne symboly „+“ alebo „-“, môžete kondenzátor pripojiť k obvodu podľa potreby.

   Interpretácia označenia kondenzátorov

   1. Zapíšte si prvé dve číslice hodnoty kapacity. Ak je kondenzátor malý a hodnota jeho kapacity sa nezmestí na jeho telo, je označený v súlade s normou EIA (to platí pre moderné kondenzátory, čo sa o starých kondenzátoroch povedať nedá). Najprv si zapíšte prvé dve číslice a potom postupujte takto:

      Použite tretiu číslicu ako násobiteľ nuly. Ak je kapacita kondenzátora označená tromi číslami, potom sa takéto označenie interpretuje takto:

      • Ak je tretia číslica číslo od 0 do 6, pridajte k prvým dvom číslicam príslušný počet núl. Napríklad označenie „453“ je 45 x 10 3 = 45 000.
      • Ak je tretia číslica 8, vynásobte prvé dve číslice číslom 0,01. Napríklad štítok "278" je 27 x 0,01 = 0,27.
      • Ak je tretia číslica 9, vynásobte prvé dve číslice číslom 0,1. Napríklad označenie „309“ je 30 x 0,1 = 3,0.

   2. Definujte jednotky merania. Vo väčšine prípadov sa kapacita najmenších kondenzátorov (keramické, filmové, tantalové) meria v pikofaradoch (pF, pF), ktoré sa rovnajú 10 -12 F. Kapacita veľkých kondenzátorov (hliníkových elektrolytických alebo dvojvrstvových) je merané v mikrofaradoch (uF, uF alebo µF), ktoré sa rovnajú 10-6 F.

      Interpretujte označenia, ktoré obsahujú písmená. Ak je jedným z prvých dvoch znakov označenia písmeno, interpretujte ho takto:

      Určte hodnotu tolerancie keramických kondenzátorov. Keramické kondenzátory majú plochý okrúhly tvar a dva kontakty. Tolerančná hodnota takýchto kondenzátorov je uvedená ako jedno písmeno bezprostredne za trojmiestnym znakom kapacity. Tolerancia je povolená odchýlka menovitej kapacity od uvedenej. Ak potrebujete poznať presnú hodnotu kapacity, interpretujte označenie nasledovne:

Pri vysvetľovaní toho, čo je kondenzátor, musíme jasne pochopiť fyzikálne princípy činnosti a konštrukciu tohto nenahraditeľného prvku každého viac či menej seriózneho elektronického zariadenia.

Nevýhody tantalových kondenzátorov zahŕňajú citlivosť na zvlnenie prúdu a prepätia, ako aj relatívne vysoké náklady na tieto výrobky.

Výkonové kondenzátory sa zvyčajne používajú vo vysokonapäťových systémoch. Široko sa používajú na kompenzáciu strát v elektrických vedeniach, ako aj na zlepšenie účinníka v priemyselných elektrických inštaláciách. Sú vyrobené z kvalitnej metalizovanej propylénovej fólie s použitím špeciálnej impregnácie netoxickým izolačným olejom.

Môžu mať funkciu samodeštrukcie vnútorného poškodenia, čo im dáva dodatočnú spoľahlivosť a zvyšuje ich životnosť.

Keramické kondenzátory majú ako dielektrický materiál keramiku. Vyznačujú sa vysokou funkčnosťou z hľadiska prevádzkového napätia, spoľahlivosti, nízkych strát a nízkych nákladov.

Ich kapacitný rozsah sa pohybuje od niekoľkých pikofaradov po približne 0,1 µF. V súčasnosti sú jedným z najpoužívanejších typov kondenzátorov používaných v elektronických zariadeniach.

Strieborné sľudové kondenzátory nahradili predtým rozšírené sľudové prvky. Majú vysokú stabilitu, utesnené puzdro a veľkú kapacitu na jednotku objemu.

Širokému použitiu strieborno-sľudových kondenzátorov bráni ich relatívne vysoká cena.

Pre papierové a kovovo-papierové kondenzátory sú dosky vyrobené z tenkej hliníkovej fólie a ako dielektrikum sa používa špeciálny papier impregnovaný pevným (roztaveným) alebo kvapalným dielektrikom. Používajú sa v nízkofrekvenčných obvodoch rádiových zariadení pri vysokých prúdoch. Sú relatívne lacné.

Na čo sa používa kondenzátor?

Existuje množstvo príkladov použitia kondenzátorov na rôzne účely. Najmä sú široko používané na ukladanie digitálnych údajov. používané v telekomunikáciách na reguláciu frekvencie a konfiguráciu telekomunikačných zariadení.

Typický príklad ich aplikácie je v napájacích zdrojoch. Na výstupe týchto zariadení sú tieto vyhladzovacie prvky (filtrovanie) usmerneného napätia. Môžu byť tiež použité na generovanie vysokého napätia, mnohonásobku vstupného napätia. Kondenzátory sú široko používané v rôznych typoch meničov napätia, neprerušiteľných napájacích zariadeniach pre počítačové vybavenie atď.

Pri vysvetľovaní toho, čo je kondenzátor, sa nedá povedať, že tento prvok môže slúžiť aj ako vynikajúce zariadenie na ukladanie elektrónov. V skutočnosti má však táto funkcia určité obmedzenia v dôsledku neideálnych izolačných vlastností použitého dielektrika. Napriek tomu má kondenzátor tú vlastnosť, že po odpojení od nabíjacieho obvodu dostatočne dlho uchováva elektrickú energiu, takže ho možno použiť ako dočasný zdroj energie.

Vďaka svojim jedinečným fyzikálnym vlastnostiam našli tieto prvky také široké využitie v elektronickom a elektrotechnickom priemysle, že dnes je zriedkavé, že elektrotechnický výrobok neobsahuje aspoň jeden takýto komponent na nejaký účel.

Aby sme to zhrnuli, môžeme konštatovať, že kondenzátor je neoceniteľnou súčasťou obrovského množstva elektronických a elektrických zariadení, bez ktorých by ďalší pokrok vo vede a technike bol nemysliteľný.

To je to, čo je kondenzátor!

Kondenzátor - je to prvok elektrického obvodu, ktorý je pri malej veľkosti schopný akumulovať elektrické náboje dostatočne veľkej veľkosti. Najjednoduchším modelom kondenzátora sú dve elektródy, medzi ktorými je akékoľvek dielektrikum. Úlohu dielektrika v ňom zohráva papier, vzduch, sľuda a iné izolačné materiály, ktorých úlohou je zabrániť kontaktu dosiek.

Vlastnosti

Kapacita. Toto je hlavná vlastnosť kondenzátora. Merané vo Faradoch a vypočítané pomocou nasledujúceho vzorca (pre kondenzátor s paralelnými doskami):

kde C, q, U sú kapacita, náboj, napätie medzi doskami, S je plocha dosiek, d je vzdialenosť medzi nimi, je dielektrická konštanta, je dielektrická konštanta rovná 8,854*10^ -12 F/m..

Polarita kondenzátora;

Menovité napätie;

Špecifická kapacita a iné.

Hodnota kapacity kondenzátora závisí od

Oblasť taniera. To je zrejmé zo vzorca: kapacita je priamo úmerná nabitiu. Prirodzene, zväčšením plochy platní získame väčšie množstvo náboja.

Vzdialenosti medzi doskami. Čím bližšie sú, tým väčšia je intenzita výsledného elektrického poľa.

Kondenzátorové zariadenie

Najbežnejšie kondenzátory sú ploché a valcové. Ploché pozostávajú z platní, ktoré sú od seba vzdialené
priateľa na krátku vzdialenosť. Valcový, zostavený pomocou valcov rovnakej dĺžky a rôznych priemerov. Všetky kondenzátory sú v podstate rovnaké. Rozdiel je najmä v tom, aký materiál je použitý ako dielektrikum. Kondenzátory sú klasifikované podľa typu dielektrického média, ktorým môže byť kvapalina, vákuum, pevné látky alebo vzduch.

Ako sa kondenzátor nabíja a vybíja?

Pri pripojení k zdroju jednosmerného prúdu sa dosky kondenzátora nabijú, jeden získa kladný potenciál a druhý záporný. Medzi doskami elektrické náboje opačného znamienka, ale rovnakej hodnoty, vytvárajú elektrické pole. Keď sa napätia stanú rovnakými na doskách aj na zdroji privádzaného prúdu, pohyb elektrónov sa zastaví a nabíjanie kondenzátora sa ukončí. Po určitú dobu si kondenzátor uchováva náboje a funguje ako autonómny zdroj elektriny. V tomto stave môže zostať pomerne dlho. Ak namiesto zdroja zapojíte do obvodu odpor, kondenzátor sa na ňom vybije.

Procesy prebiehajúce v kondenzátore

Keď je zariadenie pripojené na striedavý alebo jednosmerný prúd, budú v ňom prebiehať rôzne procesy. Jednosmerný prúd nebude prechádzať obvodom s kondenzátorom. Keďže medzi jeho doskami je dielektrikum, obvod je v skutočnosti otvorený.

Striedavý prúd, vzhľadom na to, že periodicky mení smer, môže prechádzať cez kondenzátor. V tomto prípade dochádza k periodickému vybíjaniu a nabíjaniu kondenzátora. Počas prvej štvrtiny obdobia ide náboj na maximum, elektrina sa v ňom ukladá, v ďalšom štvrťroku sa kondenzátor vybíja a elektrická energia sa vracia späť do siete. V obvode striedavého prúdu má kondenzátor okrem aktívneho odporu aj jalovú zložku. Okrem toho v kondenzátore prúd vedie napätie o 90 stupňov, čo je dôležité vziať do úvahy pri konštrukcii vektorových diagramov.

Aplikácia

Kondenzátory sa používajú v rádiotechnike, elektronike a automatizácii. Kondenzátor je nenahraditeľný prvok, ktorý sa používa v mnohých odvetviach elektrotechniky, v podnikoch a vo vedeckom výskume. Ako príklad, ak je to potrebné, slúži ako oddeľovač prúdu: striedavý a priamy, v prípade potreby sa používa v kondenzátorových inštaláciách