Классификация конденсаторов. Конденсаторы неполярныеКонденсаторы для электроустановок переменного токаДля работы в цепях переменного тока к неполярным конденсаторам предъявляются повышенные требования. Во-первых, это высокая точность. Допуск для неполярных конденсаторов меньше, чем для простых электролитических. Во-вторых, температурный коэффициент емкости также заметно меньше, чем для электролитических конденсаторов. Виды неполярных конденсаторов Для начала рассмотрим неполярные конденсаторы с бумажным диэлектриком. Обкладки такого конденсатора выполняют из металлической фольги толщиной до 10 мкм. Диэлектрик – специальная конденсаторная бумага, пропитанная изоляционным составом и уложенная в несколько слоев. Область применения бумажных конденсаторов – низкочастотные цепи с большими рабочими напряжениями. Конденсаторы с металлобумажным диэлектриком изготавливают аналогичным образом, только на бумагу изначально наносят тонкий слой металла. Такая технология позволяет уменьшить размеры конденсатора при сохранении его емкости. Отличительной особенностью конденсаторов с бумажным и металлобумажным диэлектриком является то, что такие конденсаторы имеют значительную индуктивность. Поэтому на определенных частотах бумажные и металлобумажные конденсаторы образуют резонансный колебательный контур в цепи. Этим обусловлено их применение лишь ля низкочастотных схем с частотой до 1 МГц.  Во многих электронных схемах используются различные устройства выборки и хранения информации или запоминающие устройства. Конденсаторы, применяемые в подобных схемах, должны обладать малым током утечки. Для этих целей в качестве диэлектрика применяют материалы с высоким сопротивлением (фторопласт, полистирол, полипропилен). Эти же конденсаторы по своим характеристикам подходят для использования в импульсных схемах. Кроме того, для увеличения стабильности работы схемы применяют конденсаторы с завышенным номинальным напряжением. Например, для схемы с рабочим напряжением в 12 В можно установить конденсатор, рассчитанный на 400 В.  Принцип работы конденсатора при переменном напряжении будет рассматривать на приведенной ниже схеме.  Для начала подключим лампочку EL к источнику питания 36 В через два конденсатора (С1 и С2). Лампочка будет светиться, но не очень ярко. Затем подключим параллельно еще один конденсатор С3. При этом свечение лампочки станет ярче. Это говорит о том, что конденсаторы оказывают сопротивление прохождению электрического тока в цепи. Кроме того, чем больше емкость эквивалентного контура, тем меньше это сопротивление. Это сопротивление называется емкостным сопротивлением (Хс), которое зависит не только от емкости конденсатора, но и от частоты питающей сети. КонденсаторыПодробности Категория: Конденсаторы Конденсаторы, как и резисторы, относят к пассивным компонентам. Однако, если зарядить хороший конденсатор до 10 В, а затем 2 недели его не трогать, то его заряд уменьшится не более чем на 10—20 %. Понятно, что компонент с такими замечательными свойствами некорректно называть пассивным. Чаще всего в схемах используются алюминиевые электролитические конденсаторы. Главное правило при работе с такими конденсаторами — это правильно соблюдать полярность подсоединения. В противном случае конденсатор выйдет из строя. Также необходимо быть осторожным при работе с конденсаторами большой емкости, которые используются в силовых схемах и фильтрах, так как они могут быть заряжены на очень большую величину энергии. Рекомендуется при работе с конденсаторами одевать защитные очки, так как даже конденсатор в несколько микрофарад и рассчитанный на 6 В может взорваться как ружейный патрон, если ошибиться с полярностью или вместо постоянного напряжения подключить переменное. Неполярные конденсаторы Электролитические конденсаторы (алюминиевые или танталовые) могут быть и неполярными. Их размеры больше, чем у полярных конденсаторов, они дороже и редко используются. Танталовые конденсаторы имеют такие же характеристики, что и алюминиевые, но у них меньше утечка и сопротивление. Их часто используют в схемах таймеров. Большое распространение получили пленочные конденсаторы, их используют как в схемах с малыми сигналами, так и в силовых фильтрах. В качестве диэлектрика у этих конденсаторов применяются самые различные материалы — полиэстер, полипропилен, полистирол, тефлон и многие другие. Самыми лучшими диэлектрическими свойствами обладает тефлон. Однако тефлоновые конденсаторы имеют относительно Фольговые конденсаторы большие размеры и высокую цену. Полистирольные конденсаторы нельзя нагревать выше +85 °С. Наилучший температурный коэффициент у поликарбонатных конденсаторов. Фольговые конденсаторы Разнообразие конструкций конденсаторов обусловлено тем, что в различных частях электронных схем нужны конденсаторы с сами разными характеристиками. Как альтернатива металло-пленочным конденсаторам производятся пленочные фольговые конденсаторы, — вместо металлизированной пленки применяется фольга. У металло-пленочных конденсаторов слои диэлектрика и металла очень тонкие, что позволяет минимизировать размеры. Но так как проводящий слой очень тонкий, то он работает только на очень маленьких токах. Следовательно, маленькие размеры пленочных конденсаторов являются и большим преимуществом и недостатком одновременно. Фольговые конденсаторы за счет большей толщины металлического слоя и более мощных выводов способны выдерживать токи сравнительно больших величин. Кроме того, применение фольги вместо металлизрованной пленки в конденсаторах позволило увеличить ширину металлического слоя по сравнению с шириной слоя диэлектрика. Это позволяет обкладки конденсатора делать короткими, что уменьшает их сопротивление и индуктивность (рис.1). Такие конденсаторы хорошо работают в высокочастотных схемах. Например, в высокочастотных фильтрах фольговые конденсаторы старой конструкции (рис.1, а) быстро выходили из строя. Следует заметить, что и металло-пленочные конденсаторы сейчас тоже производят с увеличенной шириной металлической пленки. Справедливости ради надо сказать, что керамические и слюдяные конденсаторы с обкладками в виде серебряной металлизации тоже хорошо работают в высокочастотных схемах. На рынке электронных компонентов широко представлены керамические конденсаторы. Их можно разделить на 3 класса: высший, стабильный и NPO-тип. К высшему классу относятся керамические конденсаторы с маленькой емкостью и маленькими размерами, — например, 106 пФ, площадью 0,75 см2, толщиной 0,3 см. Недостатком их является изменение характеристик на 20 % при изменении температуры в диапазоне от 0 до + 55 °С и на 60 % при изменении температуры в диапазоне от 0 до + 55 °С и на 60 %. Кроме того, применяемый в их производстве диэлектрик обладает плохим рассевающим фактором и посредственным коэффициентом утечки. Несмотря на все недостатки, такой тип конденсаторов применяется в производстве интегральных схем во всем мире. Главное его преимущество — низкое эквивалентное сопротивление, — не выше 0,1 Ом. Поэтому керамические конденсаторы используют для предотвращения выброса тока из интегральной схемы на шину питания. Однако если в схеме есть 10 микросхем, соединенных в ряд, и 10 шунтирующих керамических конденсаторов, то получается LC-резонатор (рис.2), где шина питания является индуктивностью между каждым шунтирующим конденсатором. В результате шина будет источником шума.
radiofanatic.ru Электролитические конденсаторы | Основы электроакустики Электролитические конденсаторы В электролитических конденсаторах имеются две обкладки. В качестве одной, называемой анодом, служит фольга или таблетка, а в качестве другой, называемой катодом, — жидкий электролит или твердый полупроводник, диэлектриком — оксидная тонкая пленка, электрохимически создаваемая на аноде. Преимущество электролитических конденсаторов перед конденсаторами с другими диэлектриками состоит в их большой удельной емкости, недостаток — в значительном ее снижении при низкой температуре и увеличении тока утечки при высокой температуре. Электролитические конденсаторы разделяют на
Полярные конденсаторы работоспособны при условии, что на их положительный электрод (анод) подается положительный потенциал источника. Если полярность подключения источника нарушается, возможен пробой и выход из строя конденсатора (иногда сопровождаемый взрывом). Электролитические конденсаторы выпускают с большим интервалом емкости (от десятых долей до десятков тысяч микрофарад) и напряжением от 3 до 500 В. По конструкции, виду обкладок и диэлектрика различают три типа электролитических конденсаторов:
Краткая характеристика некоторых из наиболее современных электролитических конденсаторов приведена ниже.Конденсаторы К50-6 , представляющие серию малогабаритных алюминиевых конденсаторов, предназначены для широковещательной аппаратуры (транзисторных приемников, телевизоров и др.), с, проволочными выводами — для схем с печатным монтажом. Конденсаторы больших размеров (емкостью 1000, 2000, 4000 мкФ с номинальным напряжением 10; 15; 25 В) используются для работы в цепях постоянного и пульсирующего тока, имеют лепестковые выводы и крепятся к корпусу с помощью хомута. Неполярные конденсаторы К50-6 применяют в цепях со знакопеременным напряжением, причем это напряжение должно быть значительно ниже номинального. Номинальные емкости и напряжения конденсаторов К50-6 приведены в табл. 25.
* Неполярные конденсаторы. Действительные емкости конденсаторов К50-6 при нормальных условиях (температуре +25 °С) могут отличаться от номинальных на — 20-+80%. При работе конденсаторов в цепях пульсирующего тока частотой 50 Гц амплитуда напряжения переменной составляющей не должна превышать значений, указанных в табл. 26, а сумма амплитуды и постоянной составляющей напряжения — номинального напряжения. Ток утечки (мкА) конденсаторов К50-6 в нормальных условиях Iут=0,05 С U+3, где С — номинальная емкость, мкФ; U — номинальное напряжение, В. Эти~конденсаторы выпускают с диапазоном рабочих температур от — 10 до +70С. Срок их службы 5000 ч. Таблица 26
Конденсаторы К50-7 дополняют серию малогабаритных алюминиевых конденсаторов в интервале напряжений от 160 до 450 В и емкостей от 5 до 500 мкФ. Значения номинального и амплитудного напряжений и емкости конденсаторов К50-7 приведены в табл. 27.
* Рассчитаны на две емкости.
Конденсаторы К50-7 выпускают с допустимыми отклонениями действительной емкости от номинальной на — 20-+80%. При их использовании в цепях с частотой рыше 50 Гц амплитуда напряжения переменной составляющей должна уменьшаться, как и у всех электролитических конденсаторов, обратно пропорционально частоте. Значения амплитуды напряжения переменной составляющей пульсирующего тока Um~ частотой 50 Гц, при которой могут быть использованы конденсаторы, приведены в табл. 28. Во избежание перегрева конденсаторов амплитуда напряжения переменной составляющей не должна превышать напряжения по» — стоянного тока. Ток утечки (мкА) этих конденсаторов Iут = 0,05СU+ +30. Тангенс угла потерь конденсаторов с номинальным напряжением 50 В может быть до 0,25, с напряжением 160 — 450В — до 0,15. Срок службы К50-7 — 5000 ч. Конденсаторы К50-12 (см. рис. 7), отличающиеся от рассмотренных меньшими габаритными размерами, выпускают 67 типономи-налов емкостью от 1 до 5000 мкФ и напряжением от 6 до 450 В Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур, от — 20 до +70 °С. Срок службы 5000 ч, а хранения 5 лет. Конденсаторы К50-14, используемые в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 10 до + 85 °С, выполняют в виде многосекционных блоков, в которых в одном корпусе содержится несколько емкостей. Анодная лента таких конденсаторов разделена на четыре отрезка (каждый с отдельным выводом). Выводы анодов равномерно распределены по торцу секции. Катод в секции конденсатора — обший. Номинальные емкости и напряжения конденсаторов К50-14 приведены в табл. 29. Действительные емкости могут отличаться от номинальных на — 20 -ь +50%. Таблица 28
Таблица 29
При работе в цепях пульсирующего тока амплитуда напряжения переменной составляющей частотой 50 Гц яе должна превышать 5 % для конденсаторов с номинальным напряжением 350 В и 3 % — с напряжением 450 В. Ток утечки Iут=0,02 С UНОм. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 5 лет. Конденсаторы К50-15 выпускают полярными и неполярными. Последние допускают периодическое, непродолжительное включение их в цепь переменного тока. Полярные конденсаторы изготовляют с номинальными напряжениями от 6,3 до 250 В и емкостями от 2,2 до 680 мкФ|, неполярные — от 25 до 100 В и от 4,7 до 100 мкФ соответственно. Диапазон рабочих температур этих конденсаторов от — 60 до + 85 °С, срок службы 10000 ч, хранения — 12 лет. Конденсаторы К50-16 аналогичны конденсаторам К50-6, но имеют меньшие габаритные размеры при тех же номинальных напряжениях и емкостях. Их выпускают с пределами номинальных напряжений от 6,3 до 160 В и емкостей от 0,5 до 5000 мкФ с отклонением последних на — 20-+80 %. Диапазон рабочих температур этих конденсаторов от — 20 до +70°С, срок службы — 5000 ч. Конденсаторы К53-4 оксидно-полупроводникового типа с таблеточными ниобиевыми анодами применяют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов-в диапазоне рабочих температур от — 60 до + 85°С и выпускают с пределами номинальных напряжений 6 — 20 В и емкостей 0,47 — 100 м~кФ с допустимым отклонением последних от ±10 до +30%. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 11 лет. Конденсаторы К53-8 алюминиевые оксидно-полупроводникового типа. Электролит у таких конденсаторов заменен твердым полупроводником (двуоксидом марганца МпО2, нанесенным на оксидную пленку алюминия). Их используют для работы в цепях постоянного и пульсирующего токов в диапазоне рабочих температур от — 60 до +85°С и выпускают с пределами номинальных напряжений 1,5 — 15 В и емкостей 0,5 — 20 мкФ. Срок службы конденсаторов 5000 ч, хранения — 12 лет. audioakustika.ru Классификация конденсаторовКонденсаторы делятся на конденсаторы общего и специального назначения, а также группируются по некоторым характеристикам. Конденсаторы общего назначения широко применяются в различной аппаратуре. Обычно это низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования по классу точности, ТКЕ, напряжению и т.п. Конденсаторы специального назначения - это все остальные конденсаторы. Как понятно из названия, эти конденсаторы предназначены для выполнения специфических функций (подавление помех, пуск электродвигателя и т.п.) или для работы в особых условиях (высокое напряжение, импульсный ток и т.п.). Итак, классификация конденсаторов определяет группы по следующим признакам:
Конденсаторы переменной ёмкости (переменные конденсаторы) могут изменять свою ёмкость в процессе работы. Как известно, ёмкость конденсатора зависит от площади его обкладок и расстояния между ними. Эти параметры можно изменять различными способами. Вы наверняка пользовались аналоговыми радиоприёмниками, в которых переменные конденсаторы используются для настройки на радиостанцию. Подстроечные конденсаторы также могут изменять свою ёмкость. Переменные конденсаторы отличаются от подстроечных тем, что их ёмкость можно изменять во время работы устройства, в то время как подстроечные конденсаторы используются обычно только при настройке аппаратуры на заводе. Кроме этого конденсаторы можно разделить на полярные и неполярные (хотя по этим признакам их обычно не классифицируют). Полярные конденсаторы могут работать только в цепях постоянного тока и требуют строгого соблюдения полярности при подключении (плюс подключается к выводу со знаком плюс, минус, соответственно - к выводу со знаком минус). При не соблюдении этого требования такой конденсатор может выйти из строя. Неполярные конденсаторы могут работать в цепях как постоянного, так и переменного тока. Такие конденсаторы можно подключать без учёта полярности напряжения. tz-5133.narod.ru | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Рис.2. Низкое эквивалентное сопротивление развязывающих керамических конденсаторов — палка о двух концах. Такие конденсаторы хорошо предотвращают выброс тока из интегральной схемы на шину питания, но могут стать причиной шума, образовав с индуктивностью шины резонансную цепь. Рекомендуется добавить в схему развязывающие танталовые электролитическе конденсаторы на 3 мкФ или алюминиевые на 20 мкФ через каждые 3—5 микросхем. Слюдяные конденсаторы с обкладками . Следует все тщательно рассчитать, чтобы избежать резонанса в такой цепи. Иначе схема будет неработоспособной. Еще одна неисправность в схемах с керамическими конденсаторами встречается довольно часто. Так как у таких конденсаторов плохой температурный коэффициент, то при увеличении температуры изменяется емкость, и резонансная частота может наложиться на тактовую частоту. Если возникают такие проблемы с керамическими конденсаторами, рекомендуется добавить в схему развязывающие танталовые электролитические конденсаторы на 2 мкФ или алюминиевые на 20 мкФ через каждые 3—5 микросхем. Эквивалентное сопротивление электролитических конденсаторов обычно составляет 1 Ом, поэтому все шумы будут подавляться. Керамические конденсаторы могут также проявлять пьезоэлектрический эффект. При некотором значении переменного напряжения, приложенного к конденсатору, он может громко зажужжать. А если его потрясти, то он может быть источником выброса напряжения. Поэтому, если схема будет применяться в оборудовании, подверженном вибрации, в ней лучше не применять керамические конденсаторы. Класс стабильных керамических конденсаторов отличается тем, что изменение их характеристик при изменении температуры в диапазоне от -55 до + 125 °С не превышает 15 %. Номиналы их емкости обычно лежат в диапазоне от 100 до 100000 пФ. Последний класс керамических конденсаторов, NP0, отличается высоким качеством диэлектрика и хорошим температурным коэффициентом. Характеристики таких конденсаторов сравнимы с характеристиками прецизионных пленочных конденсаторов, правда, они не так хороши, как у тефлоновых конденсаторов. Однако цена их ниже, чем цена пленочных конденсаторов. Керамические конденсаторы класса NP0 широко применяют в военной технике. Пример обнаружения неисправности автором по телефону: преобразователь напряжение/частота работал нестабильно. Выяснилась зависимость неисправности от температуры. Автор поинтересовался, какого размера конденсатор класса NP0 стоит в схеме. Выяснилось, что его размер меньше того, что должен быть. Таким образом, была обнаружена причина неисправности, — вместо керамического конденсатора класса NP0 в схеме стоял какой-то другой тип конденсатора. Слюдяные конденсаторы с обкладками в виде серебряной металлизации Характеристики слюдяных конденсаторов с обкладками в виде серебряной металлизации почти такие же, как характеристики керамических конденсаторов класса NP0. Особенно следует отметить низкое эквивалентное сопротивление и низкую зависимость емкости от температуры.
