Typy kondenzátorov, ich charakteristiky a účel. Elektrické kondenzátory

Elektrický kondenzátor je jedným z najbežnejších rádiových prvkov, slúži na akumuláciu elektriny (za poplatok). Najjednoduchší kondenzátor môže byť znázornený vo forme dvoch kovových dosiek (dosiek) a dielektrika medzi nimi.

Keď je zdroj napätia pripojený ku kondenzátoru, na jeho doskách (doskách) sa objavia opačné náboje a objaví sa elektrické pole, ktoré ich navzájom priťahuje, a dokonca aj po vypnutí zdroja energie takýto náboj nejaký čas zostáva a energia sa ukladá do elektrického poľa medzi doskami.

V elektronických obvodoch môže úloha kondenzátora tiež spočívať nielen v akumulácii náboja, ale aj v oddelení konštantnej a variabilnej zložky prúdu, filtrácii pulzujúceho prúdu a rôznych ďalších úlohách.
V závislosti od úloh a prevádzkových faktorov sa používajú kondenzátory veľmi rôznych typov a prevedení. Tu sa pozrieme na najobľúbenejšie typy kondenzátorov.

Hliníkové elektrolytické kondenzátory

Môže to byť napríklad kondenzátor K50-35 alebo K50-2 alebo iné novšie typy.
Skladajú sa z dvoch tenkých pásov hliníka zvinutých do role, medzi ktorými je v tej istej role papier impregnovaný elektrolytom ako dielektrikum.
Rolka je uložená v zapečatenom hliníkovom valci, aby sa zabránilo vysušeniu elektrolytu.
Na jednom z koncov kondenzátora (radiálny typ puzdra) alebo na dvoch koncoch (axiálny typ puzdra) sú umiestnené kontaktné vodiče. Vedenia môžu byť spájkované alebo skrutkované.

V elektrolytických kondenzátoroch sa kapacita počíta v mikrofarádach a môže byť od 0,1 mikrofarád do 100 000 mikrofarád. Spravidla tento typ kondenzátora charakterizuje veľká kapacita.
Ďalším dôležitým parametrom je maximálne prevádzkové napätie, ktoré je vždy uvedené na puzdre a v kondenzátoroch tohto typu môže byť až 500 voltov!

Medzi nevýhody tohto typu možno považovať 3 dôvody:
1. Polarita. Polárne kondenzátory nie sú povolené pre prevádzku na striedavý prúd. V takom prípade sú svorky kondenzátora označené príslušnými ikonami, spravidla majú kondenzátory s jednou svorkou záporný kontakt na skrini a kladný na výstupe.
2. Veľký zvodový prúd. Takéto kondenzátory prirodzene nie sú vhodné na dlhodobé ukladanie energie náboja, osvedčili sa však ako medzičlánky vo filtroch aktívneho obvodu a v štartéroch motorov.
3. Zníženie kapacity so zvyšujúcou sa frekvenciou. Táto nevýhoda sa dá ľahko eliminovať použitím keramického kondenzátora zapojeného paralelne s veľmi malou kapacitou.

Keramické jednovrstvové kondenzátory

Typy ako K10-7V, K10-19, KD-2. Maximálne napätie tohto typu kondenzátorov leží v rozmedzí 15-50 voltov a kapacita je od 1 pF do 0,47 mikrofaradov, s relatívne malými veľkosťami, čo je pomerne dobrý výsledok technológie.
Tento typ sa vyznačuje nízkymi zvodovými prúdmi a nízkou indukčnosťou, čo im umožňuje ľahko pracovať pri vysokých frekvenciách s priamymi, striedavými a pulzujúcimi prúdmi.
Tangenta stratového uhla tgδ zvyčajne nepresahuje 0,05 a maximálny zvodový prúd nie je väčší ako 3 μA.
Kondenzátory tohto typu ľahko odolávajú vonkajším faktorom, ako sú vibrácie s frekvenciou do 5 000 Hz so zrýchlením do 40 g, opakované mechanické nárazy a lineárne zaťaženie.

Značky na puzdre kondenzátora označujú jeho hodnotenie. Tri čísla sú dešifrované nasledovne. Ak sa prvé dve číslice vynásobia 10 k sile tretej číslice, potom získate hodnotu kapacity tohto kondenzátora v pf. Takže kondenzátor označený 101 má kapacitu 100 pF a kondenzátor označený 472 má 4,7 nF. Pre väčšie pohodlie boli zostavené tabuľky najpopulárnejších kondenzátorov a ich označovacie kódy.
Najčastejšie sa používa vo filtroch napájania a ako filter, ktorý absorbuje vysokofrekvenčné impulzy a rušenie.

Keramické viacvrstvové kondenzátory

Napríklad K10-17A alebo K10-17B.
Na rozdiel od tých, ktoré sú popísané vyššie, už pozostávajú z niekoľkých vrstiev kovových dosiek a dielektrika vo forme keramiky, čo im umožňuje mať vyššiu kapacitu ako jednovrstvové a môže byť rádovo niekoľko mikrofarád, ale maximálne napätie pre tento typ je stále obmedzené na 50 voltov.
Používajú sa hlavne ako filtračné prvky a môžu správne pracovať s priamym aj striedavým a pulzujúcim prúdom.

Keramické vysokonapäťové kondenzátory

Napríklad K15U, KVI a K15-4
Maximálne prevádzkové napätie tohto typu môže byť až 15 000 voltov! Ale ich kapacita je malá, asi 68 - 100 nF.

Pracujú so striedavým aj s jednosmerným prúdom. Keramika ako dielektrikum vytvára potrebné dielektrické vlastnosti, aby vydržala vysoké napätie, a špeciálny tvar chráni štruktúru pred rozpadom platne.

Majú široké použitie, napríklad v obvodoch sekundárneho napájania ako filter na absorbovanie vysokofrekvenčného rušenia a šumu alebo v dizajne Teslových cievok, výkonných a elektrónkových rádiových zariadení.

Tantalové kondenzátory

Napríklad K52-1 alebo smd A. Hlavnou látkou je oxid tantaličitý a oxid manganičitý sa používa ako elektrolyt.

Pevný tantalový kondenzátor má štyri hlavné časti: anódu, dielektrikum, elektrolyt (tuhý alebo kvapalný) a katódu.
Z hľadiska pracovných vlastností sú tantalové kondenzátory podobné elektrolytickým, ale maximálne pracovné napätie je obmedzené na 100 voltov a kapacita zvyčajne nepresahuje 1 000 μF.
Ale na rozdiel od elektrolytických, tento typ má svoju vlastnú indukčnosť oveľa menej, čo umožňuje ich použitie na vysokých frekvenciách až do niekoľkých stoviek kilohertzov.

Hlavnou príčinou poruchy je prekročenie maximálneho napätia.
Väčšina z nich sa používa na moderných doskách elektronických zariadení, čo je možné vďaka konštrukčným vlastnostiam montáže smd.

Polyesterové kondenzátory

Napríklad K73-17 alebo CL21 na základe metalizovanej fólie ...
Kondenzátory, ktoré sú veľmi populárne kvôli ich nízkym nákladom, sa nachádzajú takmer vo všetkých elektronických zariadeniach, napríklad v predradníkoch energeticky úsporných žiaroviek. Ich telo pozostáva z epoxidovej zlúčeniny, vďaka ktorej je kondenzátor odolný voči vonkajším nepriaznivým faktorom, chemickým roztokom a prehriatiu.

Kapacita takýchto kondenzátorov je rádovo 1 nF - 15 μF a ich maximálne prevádzkové napätie je od 50 do 1 500 voltov.
Široká škála maximálneho napätia a kapacity umožňuje použitie polyesterových kondenzátorov v jednosmerných, striedavých a impulzných prúdoch.

Polypropylénové kondenzátory

Napríklad K78-2 a CBB-60.
V tomto type kondenzátora pôsobí polypropylénový film ako dielektrikum. Kryt je vyrobený z nehorľavých materiálov a samotný kondenzátor je navrhnutý pre ťažké použitie.
Kapacita sa spravidla pohybuje v rozmedzí 100pF - 10μF, ale v poslednej dobe ich produkuje viac, a pokiaľ ide o napätie, veľká rezerva môže dosiahnuť 3000 voltov!

Výhodou týchto kondenzátorov nie je len vysoké napätie, ale aj extrémne nízka tangens uhla straty, pretože tg? nesmie prekročiť 0,001, čo umožňuje použitie kondenzátorov pri vysokých frekvenciách niekoľko stoviek kilohertzov a ich použitie v indukčných ohrievačoch a asynchrónnych spúšťačoch elektrických motorov.

Štartovacie kondenzátory (CBB-60) môžu mať kapacitu až 1 000 mikrofaradov, čo je možné vďaka konštrukčným vlastnostiam tohto typu kondenzátorov. Na plastové jadro je navinutá metalizovaná polypropylénová fólia a celý kotúč je na vrchu pokrytý zmesou.

Mnoho ľudí sa pýta, či sú kondenzátory určitého typu? V elektronike je veľa kondenzátorov. Metriky ako kapacita, prevádzkové napätie a tolerancia sú základné. Rovnako dôležitý je aj typ dielektrika, z ktorého sú vyrobené. Tento článok podrobnejšie zváži, aké typy kondenzátorov sú z hľadiska typu dielektrika.

Klasifikácie kondenzátorov.

Kondenzátory sú bežné súčasti elektroniky. Sú klasifikované podľa rôznych ukazovateľov. Je dôležité vedieť, ktoré modely sú v závislosti od povahy zmeny hodnoty rôzne kondenzátory. Typy kondenzátorov:

1. Zariadenia s konštantnou kapacitou.
2. Zariadenia s variabilným typom kapacity.
3. Stavebné modely.

Typ dielektrika kondenzátora môže byť odlišný:

Papier;
- kovový papier;
- sľuda; teflón;
- polykarbonát;
- elektrolyt.

Podľa spôsobu inštalácie sú tieto zariadenia určené na tlačenú a povrchovú montáž. V tomto prípade sú typy puzdier kondenzátorov pre modifikáciu SMD:

Keramika;
- plast;
- kov (hliník).

Mali by ste si uvedomiť, že zariadenia vyrobené z keramiky, filmov a nepolárnych typov nie sú označené. Ich indikátor kapacity sa pohybuje od 1 pF do 10 mikrofarád. A typy elektrolytu sú vo forme sudov v hliníkovom puzdre a sú označené. Tantalový typ sa vyrába v obdĺžnikových puzdrách. Tieto zariadenia sa dodávajú v rôznych veľkostiach a farbách: čierna, žltá a oranžová. Sú tiež kódované.

Hliníkové elektrolytické kondenzátory.

Hliníkové elektrolytické kondenzátory sú založené na dvoch tenkých skrútených hliníkových pásoch. Medzi nimi je papier obsahujúci elektrolyt. Kapacita tohto zariadenia je 0,1 - 100 000 uF. Mimochodom, toto je jeho hlavná výhoda oproti iným druhom. Maximálne napätie je 500 V.

Medzi nevýhody patrí zvýšený zvodový prúd a pokles kapacity so zvyšujúcou sa frekvenciou. Preto sa v doskách často používa keramika spolu s elektrolytickým kondenzátorom.

Je tiež potrebné poznamenať, že tento typ má polaritu. To znamená, že záporná svorka je pod negatívnym napätím na rozdiel od opačnej svorky. Ak nedodržíte toto pravidlo, zariadenie s najväčšou pravdepodobnosťou zlyhá. Preto sa odporúča používať ho v obvodoch s jednosmerným alebo pulzujúcim prúdom, v žiadnom prípade však nie s AC.

Elektrolytické kondenzátory: typy a účel.

Existuje široká škála typov elektrolytických kondenzátorov. Oni sú:

Polymérne;
- polymérny radiál;
- s nízkou úrovňou zvodového prúdu;
- štandardná konfigurácia;
- so širokým teplotným rozsahom;
- miniatúrne;
- nepolárny;
- s tvrdým záverom;
- nízka impedancia.

Zdroj:

Kde sa používajú elektrolytické kondenzátory? Typy hliníkových kondenzátorov sa používajú v rôznych rádiových zariadeniach, počítačových častiach, periférnych zariadeniach, ako sú tlačiarne, grafické zariadenia a skenery. Používajú sa tiež v stavebníctve, priemyselných meracích prístrojoch, zbraniach a vo vesmíre.

KM kondenzátory

Existujú aj hlinené kondenzátory typu KM. Používajú sa:
- v priemyselných zariadeniach;
- pri vytváraní nástrojov na meranie, ktoré sa vyznačujú vysoko presnými indikátormi;
- v rádiovej elektronike;
- vo vojenskom priemysle.

Zariadenia tohto typu sa vyznačujú vysokou úrovňou stability. Základ ich funkčnosti tvoria impulzné režimy v obvodoch so striedavým a konštantným prúdom. Vyznačujú sa vysokou úrovňou priľnavosti keramických dosiek a dlhou životnosťou. Toto je zabezpečené nízkou hodnotou koeficientu kapacitnej teplotnej variability.

Malé kondenzátory KM majú vysoký kapacitný index, dosahujúci 2,2 μF. Zmena jeho hodnoty v rozmedzí prevádzkovej teploty je u tohto druhu od 10 do 90%.

Typy keramických kondenzátorov skupiny H sa spravidla používajú ako adaptéry alebo blokovacie zariadenia atď. Moderné hlinené zariadenia sa vyrábajú lisovaním pod tlakom do integrálneho bloku najjemnejších pokovovaných keramických dosiek.

Vysoká úroveň pevnosti tohto materiálu umožňuje použitie tenkých obrobkov. Výsledkom je, že kapacita kondenzátora, úmerná objemovému indikátoru, sa prudko zvyšuje.

Zariadenia KM sú drahé. Vysvetľuje to skutočnosť, že pri ich výrobe sa používajú drahé kovy a ich zliatiny: Ag, Pl, Pd. Palladium je prítomné vo všetkých modeloch.

Kondenzátory na keramickej báze.

Model disku má vysokú úroveň kapacity. Jeho indikátor sa pohybuje od 1 pF do 220 nF a najvyššie prevádzkové napätie by nemalo byť vyššie ako 50 V.

Medzi výhody tohto typu patrí:

Nízke straty prúdu;
- malá veľkosť;
- nízka miera indukcie;
- schopnosť fungovať pri vysokých frekvenciách;
- vysoká úroveň teplotnej stability nádoby;
- schopnosť pracovať v obvodoch s jednosmerným, striedavým a pulzujúcim prúdom.

Viacvrstvové zariadenie je založené na striedaní tenkých vrstiev keramiky a kovu.

Tento vzhľad je podobný jednovrstvovému disku. Ale také zariadenia majú indikátor vysokej kapacity. Maximálne prevádzkové napätie nie je na týchto zariadeniach uvedené. Rovnako ako u jednovrstvového modelu by napätie nemalo presiahnuť 50 V.

Zariadenia pracujú v obvodoch jednosmerného, \u200b\u200bstriedavého a pulzného prúdu.

Výhodou vysokonapäťových keramických kondenzátorov je ich schopnosť pracovať pri vysokých napäťových úrovniach. Rozsah prevádzkového napätia sa pohybuje od 50 do 15 000 V a index kapacity môže byť od 68 do 150 pF.

Môžu fungovať v obvodoch s jednosmerným, striedavým a pulzujúcim prúdom.

Tantalové zariadenia.

Moderné tantalové zariadenia sú nezávislým podtypom elektrolytického typu hliníka. Kondenzátory sú založené na oxide tantaličitom.

Kondenzátory majú malý indikátor napätia a používajú sa, keď je potrebné použiť zariadenie s veľkým indikátorom kapacity, ale v prípade malého rozmeru. Tento typ má svoje vlastné vlastnosti:

Malá veľkosť;
- indikátor maximálneho prevádzkového napätia je až 100 V;
- zvýšená úroveň spoľahlivosti pri dlhodobom používaní;
- nízka miera zvodového prúdu; široký rozsah prevádzkových teplôt;
- indikátor kapacity sa môže pohybovať od 47 nF do 1 000 uF;
- zariadenia majú nižšiu úroveň indukčnosti a používajú sa vo vysokofrekvenčných konfiguráciách.

Nevýhoda tohto typu spočíva vo vysokej citlivosti na zvýšené prevádzkové napätie.

Je potrebné poznamenať, že na rozdiel od elektrolytického typu je kladný pól označený čiarou na puzdre.

Odrody prípadov.

Aké sú odrody tantalových kondenzátorov? Typy tantalových kondenzátorov sa rozlišujú podľa materiálu tela.

1. SMD prípad. Na výrobu obalových zariadení, ktoré sa používajú na povrchovú montáž, je katóda pripojená k terminálu pomocou epoxidovej živice obsahujúcej strieborné plnivo. Anóda je privarená k elektróde a navliekač je odrezaný. Po vytvorení zariadenia sa na ňu nanesie vytlačené označenie. Obsahuje indikátor kapacity menovitého napätia.

2. Pri vytváraní tohto typu krytu musí byť anódový vodič privarený k samému vývodu anódy a potom odrezaný od výstuže. V tomto prípade je katódová svorka pripájaná k základni kondenzátora. Kondenzátor sa potom naplní epoxidom a vysuší sa. Rovnako ako v prvom prípade sa na ňu aplikuje označenie.

Kondenzátory prvého typu sa vyznačujú vyššou mierou spoľahlivosti. Použiteľné sú ale všetky typy tantalových kondenzátorov:

V strojárstve;
- počítače a výpočtová technika;
- zariadenie na televízne vysielanie;
- elektrické spotrebiče pre domácnosť;
- rôzne zdroje napájania pre základné dosky, procesory atď.

Hľadajte nové riešenia.

Tantalové kondenzátory sú dnes najžiadanejšie. Moderní výrobcovia hľadajú nové metódy na zvýšenie úrovne životnosti produktu, optimalizáciu jeho technických vlastností, ako aj výrazne nižšie ceny a zjednotenie výrobného procesu.

Za týmto účelom sa uskutočňujú pokusy o zníženie nákladov na základe jednotlivých zložiek. K poklesu ceny produktu prispieva aj následná robotizácia celého výrobného procesu.

Za dôležitú otázku sa považuje zmenšenie tela zariadenia pri zachovaní vysokých technických parametrov. Už prebiehajú experimenty s novými typmi krytov v menšom prevedení.

Polyesterové kondenzátory.

Kapacitný rating tohto typu zariadenia sa môže pohybovať od 1 nF do 15 uF. Rozsah prevádzkového napätia je od 50 do 1 500 V.

K dispozícii sú zariadenia s rôznym stupňom tolerancie (tolerancie kapacity sú 5%, 10% a 20%).

Tento druh má teplotnú stabilitu, vysokú kapacitu a nízke náklady, čo vysvetľuje ich široké použitie.

Variabilné kondenzátory.

Typy variabilných kondenzátorov majú určitý princíp činnosti, ktorý spočíva v akumulácii náboja na elektródových doskách, izolovaných dielektrikom. Tieto platne sú mobilné. Môžu sa hýbať.

Pohyblivá doska sa nazýva rotor a pevná doska sa nazýva stator. Keď sa zmení ich poloha, zmení sa aj oblasť križovatky a vo výsledku indikátor kapacity kondenzátora.

Kondenzátory sa dodávajú v dvoch druhoch dielektrika: vzduchovej a tuhej.

V prvom prípade obyčajný vzduch funguje ako dielektrikum. V druhom prípade sa používa keramika, sľuda a iné materiály. Na zvýšenie indexu kapacity zariadenia sú dosky statora a rotora zostavené do blokov pripevnených k jednej osi.

Kondenzátory so vzduchovým dielektrikom sa používajú v systémoch s konštantnou reguláciou kapacity (napríklad v jednotkách rádiového ladenia). Tento typ zariadenia má vyššiu úroveň odolnosti ako keramické.

Kondenzátory (z lat. condenso - kondenzovať, zahustiť) - sú to rádioelementy s koncentrovanou elektrickou kapacitou tvorené dvoma alebo viacerými elektródami (doskami) 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 to, že pre striedavý prúd to je odpor, ktorého hodnota klesá s rastúcou frekvenciou.

Hlavné jednotky na meranie kapacity kondenzátorov sú: Farad, microFarad, nanoFarad, picofarad, označenia na kondenzátoroch, ktoré vyzerajú ako: F, μF, nF, pF.

Rovnako ako rezistory, aj kondenzátory sú rozdelené na pevné kondenzátory, variabilné kondenzátory (CVC), trimovacie a samonastavovacie. Najbežnejšie kondenzátory sú pevné kondenzátory.

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

Pevné kondenzátory

Podmienené grafické označenie kondenzátora s konštantnou kapacitou - dve paralelné tyčinky - symbolizuje jeho hlavné časti: dve platne a medzi nimi dielektrikum (obr. 1).

Obrázok: 1. Kondenzátory s konštantnou kapacitou a ich označenie.

V blízkosti označenia kondenzátora na diagrame je zvyčajne uvedená jeho nominálna kapacita a niekedy aj jej nominálne napätie. Hlavnou jednotkou na meranie kapacity je farad (F) - kapacita takého solitérneho vodiča, ktorého potenciál sa zvyšuje o jeden volt so zvýšením náboja o jednu coulomb.

Toto je veľmi veľká hodnota, ktorá sa v praxi nepoužíva. V rádiotechnike sa používajú kondenzátory s kapacitou od frakcií pikofaradu (pF) do desiatok tisíc mikrofaradov (μF). Pripomeňme si, že 1 μF sa rovná jednej milióntine farad a 1 pF je miliónta mikrofarad alebo jedna bilión farad.

Podľa GOST 2.702-75 je nominálna kapacita od 0 do 9 999 pF uvedená na diagramoch v pikofarádach bez označenia jednotky merania, od 10 000 pF do 9 999 μF - v mikrofaradoch s označením jednotky merania písmenami µ (obr. 2).

Obrázok: 2. Označenie merných jednotiek pre kapacitu kondenzátorov na diagramoch.

Označenie kapacity na kondenzátoroch

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

V závislosti od ich veľkosti sú menovitá kapacita a prípustná odchýlka uvedené v úplnej alebo skrátenej (kódovanej) forme.

Úplné označenie kapacity pozostáva zo zodpovedajúceho počtu a jednotky merania a rovnako ako v diagramoch je kapacita od 0 do 9 999 pF uvedená v pikofarádach (22 pF, 3 300 pF atď.) A od 0,01 do 9 999 μF - v mikrofaradoch (0,047 μF, 10 μF atď.).

V skrátenom označení sú kapacitné jednotky označené písmenami P (pikofarad), M (mikrofarad) a H (nanofarad; 1 nanofarad \u003d 1000 pF \u003d 0,001 μF).

Z čoho kapacita od 0 do 100 pF je uvedená v pikofarádach, umiestnenie písmena P buď za číslo (ak je to celé číslo), alebo na miesto 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) sa označuje v nanofaradoch, a od 0,1 μF a viac - v mikrofarady.

V tomto prípade, ak je kapacita vyjadrená vo zlomkoch nanofarad alebo mikrofarad, zodpovedajúce jednotka merania sa umiestni na miesto nuly a čiarky (180 pF \u003d 0,18 nF - H18; 470 pF \u003d 0,47 nF - H47; 0,33 μF - MZZ; 0,5 μF - MBO atď.), A ak sa číslo skladá z celočíselnej časti a zlomku - namiesto čiarky (1 500 pF \u003d 1,5 nF - 1H5; 6,8 μF - 6M8 atď.).

Kapacita kondenzátorov, vyjadrená ako celé číslo zodpovedajúcich jednotiek merania, sa uvádza obvyklým spôsobom (0,01 μF - 10N, 20 μF - 20M, 100 μF - 100M atď.). Na indikáciu prípustnej odchýlky kapacity od nominálnej hodnoty sa používajú rovnaké kódované označenia ako pre rezistory.

Vlastnosti a požiadavky na kondenzátory

V závislosti od obvodu, v ktorom sa kondenzátory používajú, sú tiež prezentované rôzne požiadavky... Takže kondenzátor pracujúci v oscilačnom obvode musí mať nízke straty na pracovnej frekvencii, vysokú stabilitu kapacity v priebehu času a so zmenami teploty, vlhkosti, tlaku atď.

Straty kondenzátora, určené hlavne stratami v dielektriku, sa zvyšujú so zvyšujúcou sa teplotou, vlhkosťou a frekvenciou. Kondenzátory s dielektrikom vyrobeným z vysokofrekvenčnej keramiky, so sľudou a filmovou dielektrikou, majú najmenšie straty, kondenzátory s papierovým dielektrikom a feroelektrickou keramikou majú najvyššie straty.

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

V závislosti od použitého dizajnu a použitého dielektrika sa kondenzátory vyznačujú rôznymi teplotný koeficient kapacity (TKE), ktorá ukazuje relatívnu zmenu kapacity pri zmene teploty o jeden stupeň; TKE môže byť pozitívny alebo negatívny. Hodnotou a znamienkom tohto parametra sú kondenzátory rozdelené do skupín, ktorým je priradené zodpovedajúce označenie písmen a farba skrinky.

Na zachovanie vyladenia oscilačných obvodov pri prevádzke v širokom rozmedzí teplôt sa často používa sériové a paralelné zapojenie kondenzátorov, na ktorých majú TKE rôzne znaky. Z tohto dôvodu pri zmene teploty zostáva frekvencia ladenia takéhoto teplotne kompenzovaného obvodu prakticky nezmenená.

Ako každý sprievodca, kondenzátory majú určitú indukčnosť... Je to väčšie, čím dlhšie a tenšie vedie kondenzátor, tým väčšie sú rozmery jeho dosiek a vnútorných spojovacích vodičov.

Najvyššia indukčnosť je papierové kondenzátory, pri ktorých sú kryty vyrobené vo forme dlhých fóliových pásikov, zvinuté spolu s dielektrikom do okrúhleho alebo iného zvitku. Ak sa neprijmú špeciálne opatrenia, tieto kondenzátory nepracujú dobre pri frekvenciách nad niekoľko megahertzov.

Preto sa v praxi, aby sa zabezpečila činnosť blokovacieho kondenzátora v širokom frekvenčnom rozsahu, je paralelne s papierovým kondenzátorom pripojený keramický alebo sľudový kondenzátor s malou kapacitou.

Existujú však papierové kondenzátory s nízkou vlastnou indukčnosťou. V nich sú fóliové pásy spojené s vodičmi nie na jednom, ale na mnohých miestach. To sa dosiahne buď pásikmi fólie vloženými do role počas navíjania, alebo posunutím pásikov (krytov) na opačné konce role a ich spájkovaním (obr. 1).

Priechodné a referenčné kondenzátory

Na ochranu pred rušením, ktoré môže do zariadenia vstupovať cez napájacie obvody a naopak, ako aj pred rôznymi blokovaniami, tzv. priechodné kondenzátory... Takýto kondenzátor má tri vodiče, z ktorých dva sú tuhá tyč prenášajúca prúd prechádzajúca telom kondenzátora.

Jedna z kondenzátorových dosiek je pripevnená k tejto tyči. Treťou svorkou je kovové puzdro, ku ktorému je pripojená druhá doska. Telo priechodkového kondenzátora je pripevnené priamo k šasi alebo obrazovke a prívodný vodič (napájací obvod) je pripájaný k jeho strednej svorke.

Vďaka tejto konštrukcii sú vysokofrekvenčné prúdy pripojené k šasi alebo štítu zariadenia, zatiaľ čo priame prúdy prechádzajú nerušene.

Pri vysokých frekvenciách použite keramické priechodné kondenzátory, v ktorom úlohu jednej z dosiek zohráva samotný centrálny vodič, a druhou je vrstva metalizácie nanášaná na keramickú rúrku. Tieto konštrukčné vlastnosti sa odrážajú aj v konvenčnom grafickom označení radového kondenzátora (obr. 3).

Obrázok: 3. Vzhľad a obraz na diagramoch napájacích a referenčných kondenzátorov.

Vonkajší kryt je označený buď vo forme krátkeho oblúka (a), alebo vo forme jedného (b) alebo dvoch (c) lineárnych segmentov s vývodmi zo stredu. Druhé označenie sa používa pri znázornení priechodného kondenzátora v stene obrazovky.

Z rovnakého dôvodu ako kontrolné body platí referenčné kondenzátory, čo sú akési montážne stojany namontované na kovovom podvozku. Doska, ktorá je k nemu pripojená, sa v označení takého kondenzátora vyznačuje tromi šikmými čiarami, symbolizujúcimi „uzemnenie“ (obr. 3d).

Oxidové kondenzátory

Pre prácu v audiofrekvenčnom rozsahu, ako aj pre filtrovanie usmerneného napájacieho napätia sú potrebné kondenzátory, ktorých kapacita sa meria v desiatkach, stovkách, ba dokonca tisícoch mikrofarád.

Takáto kapacita pre dostatočne malé veľkosti je oxidové kondenzátory (staré meno - elektrolytický). V nich úlohu jednej platne (anódy) zohráva hliníková alebo tantalová elektróda, úlohou dielektrika je na nej uložená tenká vrstva oxidu a úlohou druhej platne (katódy) je špeciálny elektrolyt, ktorého výstupom je často kovové puzdro kondenzátora.

Na rozdiel od iných väčšina typov oxidových kondenzátorov je polárnych, to znamená, že pre normálnu prevádzku vyžadujú polarizačné napätie. To znamená, že ich je možné zapnúť iba v jednosmernom alebo pulzujúcom napäťovom obvode a iba v tej polarite (katóda k mínusu, anóda k plusu), ktorá je uvedená na skrinke.

V opačnom prípade dôjde k poruche kondenzátora, ktorá je niekedy sprevádzaná výbuchom!

Polarita zapnutia oxidového kondenzátora sú znázornené na schémach so znamienkom „+“ znázorneným na štítku, ktorý symbolizuje anódu (obr. 4, a).

Toto je všeobecné označenie pre polarizovaný kondenzátor. Spolu s ním, špeciálne pre oxidové kondenzátory, ustanovil GOST 2.728-74 symbol, v ktorom je pozitívna doska znázornená úzkym obdĺžnikom (obr. 4.6) a znak? + „V tomto prípade možno vynechať.

Obrázok: 4. Oxidové kondenzátory a ich označenie v schematických diagramoch.

V obvodoch elektronických zariadení môžete niekedy nájsť označenie oxidového kondenzátora vo forme dvoch úzkych obdĺžnikov (obr. 4, c). Toto je symbol nepolárneho oxidového kondenzátora, ktorý môže pracovať v obvodoch striedavého prúdu (to znamená bez polarizačného napätia).

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

Aby sa zmenšila veľkosť, v jednom prípade sú niekedy uzavreté dva kondenzátory, ale urobia sa iba tri závery (jeden je spoločný). Konvenčné označenie dvojitého kondenzátora túto myšlienku jasne prenáša (obr. 4, d).

Variabilné kondenzátory (CVC)

Variabilný kondenzátor pozostáva z dvoch skupín kovových dosiek, z ktorých jedna sa môže hladko pohybovať vo vzťahu k druhej. Týmto pohybom sa dosky pohyblivej časti (rotora) zvyčajne zavádzajú do medzier medzi doskami stacionárnej časti (statora), v dôsledku čoho sa mení prekrývajúca sa plocha niektorých dosiek inými, a teda aj kapacita.

Dielektrický v KPI sa najčastejšie používa vzduch. V malých zariadeniach, napríklad v vreckových prijímačoch s tranzistormi, sa široko používajú CPE s pevným dielektrikom, čo sú filmy vyrobené z vysokofrekvenčných dielektrií odolných proti opotrebovaniu (fluórplast, polyetylén atď.).

Parametre KPI s pevným dielektrikom sú o niečo horšie, ale ich výroba je oveľa lacnejšia a ich rozmery sú oveľa menšie ako KPB so vzduchovým dielektrikom.

Už sme sa stretli s konvenčným označením KPI - to je symbol kondenzátora s konštantnou kapacitou, preškrtnutý regulačným znakom. Toto označenie však neukazuje, ktorá z dosiek symbolizuje rotor a ktorá - stator. Aby to bolo znázornené na diagrame, je rotor znázornený ako oblúk (obr. 5).

Obrázok: 5. Označenie premenných kondenzátorov.

Hlavnými parametrami KPI, ktoré umožňujú zhodnotiť jeho schopnosti pri práci v oscilačnom obvode, sú minimálna a maximálna kapacita, ktoré sú spravidla uvedené na diagrame vedľa symbolu KPE.

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

Rotory v týchto blokoch sú upevnené na jednom spoločnom hriadeli, ktorého otáčaním môžete súčasne meniť kapacitu všetkých sekcií. Dosky vonkajšieho rotora sú často rozdelené (pozdĺž polomeru). Toto umožňuje výrobcovi nastavenie jednotky tak, aby boli kapacity všetkých sekcií v každej polohe rotora rovnaké.

Kondenzátory zahrnuté v jednotke KPI sú zobrazené na diagramoch každý zvlášť. Aby sa ukázalo, že sú spojené do bloku, to znamená, že sú ovládané jednou spoločnou rukoväťou, sú šípky označujúce reguláciu spojené prerušovanou čiarou mechanického článku, ako je znázornené na obr. 6.

Obrázok: 6. Označenie kondenzátorov s dvojitou variabilitou.

Pri zobrazovaní bloku KPE v rôznych častiach diagramu ďaleko od seba nie je znázornené mechanické spojenie, ktoré je obmedzené iba na zodpovedajúce číslovanie rezov v referenčnom označení (obr. 6, oddiely C 1.1, C 1.2 a C 1.3).

V meracom zariadení napríklad v ramenách kapacitných mostov, tzv diferenciálne kondenzátory (z lat. diferenciácie - rozdiel).

Majú dve skupiny statora a jednu - rotorové dosky, usporiadané tak, že keď rotorové dosky vychádzajú z medzier medzi doskami jednej skupiny statora, súčasne vstupujú medzi dosky druhej.

V tomto prípade sa kapacita medzi doskami prvého statora a doskami rotora zmenšuje a medzi doskami rotora a druhého statora sa zvyšuje. Celková kapacita medzi rotorom a oboma statormi zostáva nezmenená. Takéto „kondenzátory sú znázornené na schémach, ako je to znázornené na obr.

Obrázok: 7. Diferenciálne kondenzátory a ich označenie v schémach.

Trimmerové kondenzátory... Na nastavenie počiatočnej kapacity oscilačného obvodu, ktorá určuje maximálnu frekvenciu jeho ladenia, sa používajú trimovacie kondenzátory, ktorých kapacita sa dá zmeniť z pikofarád na niekoľko desiatok pikofarád (niekedy aj viac).

Hlavnou požiadavkou pre nich je plynulosť zmeny kapacity a spoľahlivosť upevnenia rotora v polohe nastavenej počas nastavovania. Osy trimrových kondenzátorov (zvyčajne krátke) majú štrbinu, preto je možné ich kapacitu upraviť iba pomocou nástroja (skrutkovača). Pevné dielektrické kondenzátory sa najrozšírenejšie používajú vo vysielacích zariadeniach.

Obrázok: 8. Trimmerové kondenzátory a ich označenie.

Konštrukcia keramického triméra kondenzátora (CPC) jedného z najbežnejších typov je znázornená na obr. 8, a. Skladá sa z keramickej základne (stator) a na nej pohyblivo pripevneného keramického disku (rotor).

Dosky kondenzátora - tenké vrstvy striebra - sú vypaľované na stator a na vonkajšiu stranu rotora. Výkon sa mení otáčaním rotora. V najjednoduchšom vybavení sa niekedy používajú kondenzátory na orezávanie drôtu.

Takýto prvok pozostáva z kusu medeného drôtu s priemerom 1 ... 2 a dĺžky 15 ... 20 mm, na ktorom je pevne navinutý izolovaný drôt s priemerom 0,2 ... 0,3 mm (obr.8, b). Kapacita sa mení odvinutím drôtu a aby sa vinutie nešmýkalo, je impregnované akýmsi izolačným prostriedkom (lak, lepidlo atď.).

Trimmerové kondenzátory sú na diagramoch označené hlavným symbolom preškrtnutým kontrolnou značkou orezania (obr. 8, c).

Samoregulačné kondenzátory

Pomocou špeciálnej keramiky ako dielektrika, ktorého dielektrická konštanta silne závisí od sily elektrického poľa, je možné získať kondenzátor, ktorého kapacita závisí od napätia na jeho doskách.

Takéto kondenzátory sa nazývajú varicond (z anglických slov vari (schopný) - variabilný a cond (enser) - kondenzátor). Keď sa napätie zmení z niekoľkých voltov na nominálne, variundová kapacita sa zmení 3-6 krát.

Obrázok: 9. Varikond a jeho označenie na diagramoch.

Varikondas je možné použiť v rôznych automatizačných zariadeniach, v generátoroch kmitavých frekvencií, modulátoroch, na elektrické ladenie oscilačných obvodov atď.

Symbol Varicond - symbol kondenzátora s nelineárnym samoregulačným znakom a latinským písmenom U (obr. 9, a).

Podobne je skonštruované aj označenie tepelných kondenzátorov používaných v elektronických náramkových hodinkách. Faktor, ktorý mení kapacitu takého kondenzátora - teplota média - je označený symbolom t ° (obr. 9, b). Často sa však hľadá, čo je to kondenzátor

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

Kondenzátor - toto je prvok elektrického obvodu schopný s malými rozmermi 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 dotyku dosiek.

Vlastnosti

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

kde C, q, U sú kapacita, náboj, napätie medzi doskami, S je plocha doštičiek, 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

Plocha taniera... To je zrejmé zo vzorca: kapacita je priamo úmerná náboju. Prirodzene, zväčšením plochy dosiek získame väčší náboj.

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

Kondenzátorové zariadenie

Najbežnejšie kondenzátory sú ploché a valcovité. Ploché pozostávajú z dosiek od seba navzájom oddialených
kamarát kúsok. Valcové, zostavené pomocou valcov rovnakej dĺžky a rôznych priemerov. Všetky kondenzátory sú v podstate rovnaké. Rozdiel je hlavne v tom, aký materiál sa používa ako dielektrikum. Podľa typu dielektrického média sa klasifikujú kondenzátory, ktoré sú kvapalné, vákuové, pevné, vzduchové.

Ako sa kondenzátor nabíja a vybíja?

Po pripojení k zdroju jednosmerného prúdu sú kondenzátorové dosky nabité, jedna získa kladný potenciál a druhá záporná. Medzi doskami, oproti znamienku, ale s rovnakou hodnotou, vytvárajú elektrické náboje elektrické pole. Keď sa napätia stanú rovnako na doskách aj na zdroji dodávaného prúdu, pohyb elektrónov sa zastaví a nabíjanie kondenzátora sa ukončí. Po určitú dobu si kondenzátor zachováva svoje náboje a vykonáva funkcie autonómneho zdroja elektrickej energie. V tomto stave môže byť dlho. Ak do obvodu zapojíte namiesto zdroja rezistor, kondenzátor sa mu vybije.

Procesy v kondenzátore

Keď je zariadenie pripojené k striedavému alebo jednosmernému prúdu, dôjde v ňom k rôznym procesom. Jednosmerný prúd nebude tiecť obvodom kondenzátora. Pretože medzi jeho doskami je dielektrikum, obvod je skutočne otvorený.

Cez kondenzátor môže prechádzať striedavý prúd, pretože pravidelne mení smer. V takom prípade dôjde k pravidelnému vybitiu a nabitiu kondenzátora. Počas prvej štvrtiny periódy ide nabíjanie na maximum, akumuluje sa v nej elektrina, v nasledujúcej štvrtine je kondenzátor vybitý a elektrická energia sa vracia späť do siete. V obvode striedavého prúdu má kondenzátor okrem aktívneho odporu aj reaktívnu zložku. Navyše v kondenzátore je prúd pred napätím o 90 stupňov, čo je dôležité vziať do úvahy pri vytváraní vektorových diagramov.

Aplikácia

Kondenzátory sa používajú v rádiotechnike, elektronike a automatizácii. Kondenzátor je nenahraditeľným prvkom, ktorý sa používa v mnohých odvetviach elektrotechniky, v podnikoch, vo vedeckom výskume. Ako príklad funguje v prípade potreby ako oddeľovač prúdov: AC a DC, ktorý sa v prípade potreby používa v kondenzátorových inštaláciách.

Kondenzátory

Kondenzátor - jeden z najbežnejších rádioaktívnych prvkov. Úlohou kondenzátora v elektronickom obvode je akumulovať elektrický náboj, oddeľovať jednosmerné a striedavé zložky prúdu, filtrovať pulzujúci prúd a oveľa viac.

Štruktúrne kondenzátor pozostáva z dvoch vodivých dosiek izolovaných dielektrikom. V závislosti od konštrukcie a účelu kondenzátora môže byť dielektrikum vzduch, papier, keramika, sľuda.

Hlavné parametre kondenzátorov sú:

Menovitá kapacita... Kapacita sa meria v Faradah (Ž)... Kapacita 1 Faradu je veľmi veľká. Napríklad planéta má kapacitu menšiu ako 1 F, alebo lepšie povedané asi 710 mikrofaradov. Je pravda, že tu treba pochopiť, že fyzici milujú analógie. Keď už hovoríme o elektrickej kapacite zemegule, znamenajú to, že ako príklad sa berie kovová guľa o veľkosti planéty Zem, ktorá je osamelým vodičom. Toto je iba analógia. V technológii existuje elektronický komponent, ktorý má kapacitu viac ako 1 Farada - to je superkondenzátor.

V zásade sa v elektronike a rádiotechnike používajú kondenzátory s kapacitou rovnajúcou sa miliónte farad - mikrofarad ( 1 mkF \u003d 0,000001 F ). Tiež kondenzátory s kapacitami v desiatkach - stovkách nanofaradov ( 1nF \u003d 0,000000001 F ) a pikofarad (1pF \u003d 0,000000000001 F). Nominálna kapacita je uvedená na puzdre kondenzátora.

Aby ste sa nenechali zmiasť kontrakciami (μF, nF, pF) a naučili ste sa prevádzať mikrofarady na pikofarády a nanofarády na mikrofarady, musíte vedieť o skrátenom zápise číselných hodnôt.

Menovité napätie... Toto je napätie, pri ktorom kondenzátor vykonáva svoju funkciu. Ak dôjde k prekročeniu prípustnej hodnoty, kondenzátor sa rozbije, to znamená, že sa zmení na obyčajný vodič. Rozsah prípustných hodnôt prevádzkového napätia kondenzátorov leží v rozmedzí od niekoľkých voltov do jednotiek kilovoltov ( 1 kilovolt - 1 000 voltov ). Menovité napätie je vyznačené na puzdre kondenzátora.

Kondenzátor je znázornený na schematických diagramoch, ako je znázornené na obrázku.

Okrem obvyklých existujú aj elektrolytické kondenzátory. Ich kapacita je oveľa väčšia ako u bežných, preto sú aj ich rozmery podstatne väčšie. Charakteristická vlastnosť elektrolytických kondenzátorov - polarita. Ak je možné do obvodu spájkovať bežné kondenzátory bez obáv o polaritu napätia privádzaného na kondenzátor, musí byť elektrolytický kondenzátor do obvodu zahrnutý striktne v súlade s polaritou napätia. Elektrolytické kondenzátory majú jedno kladné vedenie, druhé záporné.

Označenie elektrolytického kondenzátora v schémach.

Tiež široko používané sú vyžínače kondenzátory. Trimmerové kondenzátory sú potrebné v prípadoch, keď je potrebné jemné vyladenie kapacity v elektronickom obvode. V takýchto kondenzátoroch sa kapacita upravuje raz alebo veľmi zriedka.

Je označený nasledovne.

Spolu s trimrami kondenzátorov existujú aj kondenzátory variabilná kapacita ... Na rozdiel od vyžínačov sa variabilné kondenzátory používajú na časté prispôsobovanie kapacity. V jednoduchom (nie digitálnom) prijímači sa ladenie rozhlasovej stanice vykonáva presne pomocou variabilného kondenzátora.

Vlastnosti kondenzátora

• Kondenzátor neprechádza jednosmerným prúdom a je pre neho izolantom.

  Pre striedavý prúd nie je kondenzátor prekážkou. Odpor kondenzátora (kapacitný odpor) voči striedavému prúdu klesá so zvyšovaním jeho kapacity a frekvencie prúdu a naopak, zvyšuje sa so znižovaním jeho kapacity a frekvencie prúdu.

Vlastnosť kondenzátora poskytovať rôzny odpor voči striedavému prúdu si našla široké použitie. Kondenzátory sa používajú na filtrovanie, oddeľovanie niektorých frekvencií od iných, oddeľovanie variabilnej zložky od konštantných ...

Takto vyzerajú pevné kondenzátory.



Elektrolytický kondenzátor. Dlhý záver - pozitívny, krátky - negatívny.



Planárny elektrolytický kondenzátor. Prípad ukazuje menovitá kapacita – 22 uF (22), menovité napätie – 16 voltov (16 V)... Je vidieť, že nádoba je označená iba číslami. Kapacita elektrolytických kondenzátorov je uvedená v mikrofaradoch.



Zo strany záporného pólu kondenzátora na hornej časti skrinky je čierny polkruh.