Конденсаторы в электротехнике. Конденсаторы электротехника

Конденсатор | Электрикам

Конденсаторы — это радиодетали способные накапливать электрические заряды и состоящие из двух или более токопроводящих обкладок, разделенных диэлектриком Конденсаторы1 .

Классификация конденсаторов

Основные характеристики конденсаторов

Классификация конденсаторов.

По характеру изменения ёмкости:

Постоянной ёмкости
Переменной ёмкости

По виду диэлектрика:

С газообразным диэлектриком (воздушные, газонаполненные)
С жидким диэлектриком (минеральным маслом, синтетической жидкостью)
С твёрдым неорганическим диэлектриком (стеклянные, стеклоэмалевые, стеклоплёночные, керамические и т. д. )
С твёрдым органическим диэлектриком (бумажные, металлобумажные, плёночные и т. д.)
С оксидно-электролитическим диэлектриком (алюминиевые, танталовые, титановые и т. д.)

По способу защиты от внешних факторов конденсаторы изготавливают:

Герметизированными
Опрессованными
Лакированными и т. д.

По условиям эксплуатации:

Высокочастотные и низкочастотные
Высоковольтные и низковольтные
Термостойкие и т. д.

По конструкции:

Трубчатые
Дисковые
Пакетные
Рулонные

Основные характеристики конденсаторов:

Номинальная ёмкость Сном (измеряется в нанофарадах (нФ), пикофарадах (пФ), микрофарадах(мкФ))
Электрическая прочность конденсатора. Характеризует способность конденсатора выдерживать положительное к нему напряжение без пробоя. Обычно на конденсаторах указывают номинальное напряжение Uном это напряжение при котором он работает длительный период без поломок.
Допустимое отклонение действительной ёмкости от номинальной (измеряется в процентах)
ТКЕ — температурный коэффициент ёмкости. Характеризует относительное изменение ёмкости при изменении температуры на 1 С° и выражается в миллионных долях на градус Цельсия (10-6/С°)

Сопротивление изоляции Rиз (МОм). Характеризует качество диэлектрика и ток утечки через него.

Вторая часть статьи — конденсаторы постоянной ёмкости.

electrikam.com

Конденсаторы в электротехнике | Техника и Программы

Своеобразная область применения изоляционных материалов— это конденсаторы. Толща изоляции, находящаяся между двумя металлическими обкладками, — это резервуар, в котором накапливается запас электрической энергии.

В разных схемах конденсаторы работают по-разному. В высокочастотных установках — в радиопередатчиках, в установках для нагрева — энергия подается в конденсатор на стотысячные или миллионные доли секунды, а затем энергия нацело уходит из конденсатора. Конденсаторы, предназначенные работать в таком режиме быстрого накопления и быстрой же отдачи энергии, называются контурными. Они составляют часть колебательного высокочастотного контура. Контурные конденсаторы должны иметь самую высококачественную изоляцию. В них часто применяется керамика — например, одна из разновидностей фарфора — стеатит. Диэлектрическая постоянная этого материала около 6. Стеатитовые конденсаторы прекрасно работают на частотах от 100 тыс. до 1 млн. гц.

Другой распространенный для контурных конденсаторов керамический материал составляется из двуокиси титана. Его диэлектрическая постоянная бывает 50—60, т. е. в 10 раз больше, нежели у стеатита. Титановые конденсаторы выгодно использовать и на более низких частотах (до 10 тыс. гц).

В последние годы ведутся исследования конденсаторов, изоляция которых имеет диэлектрическую постоянную в несколько тысяч. Такими свойствами обладает виннокаменная соль, титанат бария. В толще материала с такой диэлектрической постоянной можно накапливать большие количества электрической энергии. Но эти материалы очень капризны, с изменением температуры их диэлектрическая постоянная также сильно меняется. Диэлектрическая постоянная меняется и с величиной приложенного к конденсатору напряжения. Форма кривой напряжения сильно искажается. Иногда это свойство может иметь полезные применения. Колебательный контур с таким конденсатором может умножать частоту подводимого к нему тока. Но часто искажения кривых токов и напряжений недопустимы. Будущее покажет, найдут ли эти конденсаторы широкое промышленное применение.

Во многих установках напряжение на конденсаторах почти совершенно постоянное. Назначение этих конденсаторов — тодько пропустить через себя небольшую переменную составляющую тока. В таком режиме работают фильтровые конденсаторы, сглаживающие выпрямленный ток, и разделительные конденсаторы в генераторах с электронными лампами. Электрическая энергия в этих конденсаторах находится на долгосрочном хранении. К изоляции этих конденсаторов можно предъязлять менее строгие требования, нежели к изоляции контурных конденсаторов.

В фильтровых и разделительных конденсаторах часто применяют изоляцию из бумаги, пропитанной парафином или маслом. Обкладку делают из алюминиевой фольги. Если к такому конденсатору приложить слишком высокое напряжение, бумажная изоляция пробивается и конденсатор выходит из строя.

Интересная новинка последних лет — конденсаторы с цинковыми обкладками. Цинк испаряют и пары его оседают тончайшим слоем на бумагу. Получаются непробиваемые конденсаторы. Если к ним приложить слишком высокое напряжение, то в каком то месте слой бумаги прожжет искра. Но эта же искра разовьет столько тепла, что вызовет испарение цинковых обкладок. Цинк — металл с низкой температурой кипения. Когда цинк испарится вокруг пробитого места, пробой прекратится. Конденсатор с цинковыми обкладками — это самозалечивающийся конденсатор.

Для боевых самолетов делают бензобаки, обложенные слоем резины. Когда такой бак пронизывает пуля, то отверстия затягиваются резино-вым слоем. Есть нечто общее между этими самозалечивающимися баками и конденсаторами с цинковыми обкладками.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

nauchebe.net

2.6.2. Электролюминесцентные конденсаторы | Электротехника

Электролюминесцентные конденсаторы (рис. 2.17) представляют собой многослойную структуру, состоящую из подложки 5, на котоpyю последовательно нанесены проводящий слой 4, служащий нижним электродом, слой люминофора 3, защитный слой 2 и верхний электрод 1. Между верхним и нижним электродами создается элек трическое поле, возбуждающее электролюминесценцию электролюминофора. Если выход света осуществляется со стороны подложки, то последнюю выполняют прозрачной (стекло, слюда, кварц).

Проводящее покрытие в этом случае также должно быть прозрачным, для чего используют окислы различных металлов: SnO2, In2O3, CdO и др. В качестве электролюминофоров используют фосфоры, среди которых особое место занимают соединения элементов второй и шестой групп периодической системы элементов (соединения типа АIIВVI). В первую очередь, это соединения цинка и кадмия с серой и селеном: ZnS, ZnSe, ZnSSe и др.

Характеристики электролюминесцентного конденсатора зависят от конструкции и материала люминофора. Последний представляет собой либо комплекс из мелкодисперсного порошка фосфора, взвешенного в диэлектрике (порошковые фосфоры), либо тонкую однородную поликристаллическую пленку, полученную испарением в вакууме (сублимат фосфора).

Электролюминесцентный конденсатор на основе диэлектрика со взвешенным порошкообразным фосфором из-за наличия диэлектрика может работать только на переменном напряжении. При этом рабочие напряжения достаточно высокие (50 – 300 В), так как размеры зерен не позволяют получить толщину меньше 40 – 100 мкм. В случае сублимата фосфора принципиально возможна работа на постоянном токе. Из-за малой толщины пленок рабочие напряжения лежат в пределах 2 – 2,5 В. Высвечивание в зависимости от типа фосфора и примесей лежит в видимой области спектра в диапазоне длинных волн от 450 лм (голубое свечение) до 600 лм (желто-оранжевое свечение).

Электролюминесцентные конденсаторы характеризуются низкой стабильностью и малым сроком службы, что обусловлено явлениями старения (при постоянном напряжении возбуждения яркость высвечивания электролюминесцентного конденсатора уменьшается со временем). Если срок службы оценивать временем, за которое яркость уменьшится в два раза по сравнению с исходной, то для порошковых фосфоров он составит 103 – 104 ч, а для сублимата фосфора – 300 – 500 ч. Инерционность электролюминесцентных конденсаторов довольно значительна (время разгорания и затухания ~ 10-3 – 10-4 с).

Области применения таких конденсаторов: усилители и преобразователи излучения с большим коэффициентом усиления, малогабаритные индикаторные экраны и табло, логические элементы и другие низкочастотные цепи. Невысокая яркость свечения, малый ресурс, нестабильность параметров и довольно низкое быстродействие ограничивают применение элекгролюминесцентных конденсаторов в оптоэлектронике /14/.

electrono.ru

Презентация по электротехнике "Конденсаторы"

Преподаватель ОГАПОУ «БСК»:

Аристова Виктория Андреевна

Конденсатор-система из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика, толщина которого мала по сравнению с размерами проводников.

Под зарядом конденсатора понимают абсолютное значение заряда одной из его обкладок.

Электроемкостью конденсатора называют отношение заряда конденсатора к разности потенциалов между обкладками: С = q/U

При подключении конденсатора к батарее аккумуляторов происходит поляризация диэлектрика внутри конденсатора, и на обкладках появляются заряды - конденсатор заряжается.

Электрические поля окружающих тел почти не проникают через металлические обкладки и не влияют на разность потенциалов между ними.

Емкость плоского конденсатора зависит только от его размеров, формы и диэлектрической проницаемости.

ε ε 0 S

C =

ε ε 0 S

- воздушный конденсатор

- бумажный конденсатор

- слюдяной конденсатор

электролитический конденсатор

При подключении электролитического конденсатора необходимо соблюдать полярность.

Бумажный конденсатор

Воздушный конденсатор

Фольга

Бумага

Электролитический конденсатор

Слюдяной конденсатор

1.Накапливать на короткое время заряд или

энергию для быстрого изменения потенциала.

2.Не пропускать постоянный ток.

3. В радиотехнике: колебательный контур, выпрямитель.

4.Фотовспышка.

Соединения конденсаторов

Параллельное соединение конденсаторов

Обкладки конденсаторов соединяют попарно, т.е в системе остаются два изолированных и представляют собой обкладки нового конденсатора.

Вывод: при параллельном соединении конденсаторов

а)заряды складываются;

б)напряжения одинаковые;

в)емкости складываются.

Таким образом, общая емкость больше емкости любого из параллельно соединённых конденсаторов.

Новый конденсатор

C 1

-q 1

q 1

U 1

C,U

C 2

-q 2

q 2

-q

U 2

Последовательное соединение конденсаторов

Производят только одно соединение, а две оставшиеся обкладки: одна- от конденсатора С 1 ,другая –от конденсатора С 2 -играют роль обкладок нового конденсатора.

U=U 1 +U 2

q=q 1 =q 2

q 1

q 2

C 2

C 1

C 2

C 1

C 2

Вывод: при последовательном соединении конденсаторов:

а)напряжения складываются;

б)заряды одинаковы;

в)складываются величины, обратные емкости.

Таким образом, общая емкость меньше емкости любого из последовательно соединенных конденсаторов.

C 1

C 2

Новый конденсатор

-q

U 2

U 1

multiurok.ru