|
Конденсаторы переменной емкости являются одним из наиболее важных элементов современной радиоэлектроники. Они широко применяются в измерительной аппаратуре и в различных устройствах электронной техники. К данному типу конденсаторов относятся подстроечные конденсаторы (конденсаторы полупеременной емкости), емкость которых устанавливают только в ходе настройки аппаратуры при выпуске ее с производства. Таким образом, в процессе эксплуатации их емкость уже не изменяется. Перенастройка конденсатора возможна только при ремонте данной аппаратуры. Возможность установки емкости компонента только в процессе настройки приводит к упрощению конструкции и снижению количества циклов регулировки в сравнении с переменными конденсаторами. Подстроечные конденсаторы часто именуются триммерами. Такие компоненты могут быть использованы в схемах с плавным изменением частоты для компенсации разброса начальной емкости схемы, для установки требуемой величины емкостной связи, для настройки контуров на требуемые фиксированные частоты, для компенсации отклонений параметров элементов схемы и в др. областях. Основными техническими параметрами триммеров являются:
Конструкция подстроечных конденсаторов определяется функцией устройств. Применяемые способы монтажа и крепления конденсаторов должны обеспечивать необходимую механическую прочность, надежный электрический контакт и исключение резонансных явлений во время воздействия вибрационных нагрузок. По особенностям конструкции условно такие конденсаторы можно разделить на пластинчатые, цилиндрические и дисковые. Особое внимание при выборе триммеров также уделяется выбору типа диэлектрика, используемого в пассивном компоненте. Так, например,выделяют подстроечные конденсаторы:
Компания Temex-Ceramics является одним из ведущих мировых производителей ВЧ и СВЧ пассивных компонентов, применяемых в телекоммуникациях, медицинском и промышленном оборудовании, военной и аэрокосмической аппаратуре и др.. В настоящее время, усовершенствование технологий и развитие потенциала компании ведется в одном из важнейших направлений — производстве многослойных керамических (высоковольтных, высокотемпературных, высокочастотных) и подстроечных конденсаторов с воздушным, керамическим или сапфировым диэлектриком, а также регулирующих элементов для резонаторных фильтров. Компанией Temex-Ceramics представлен широкий ассортимент триммеров с различными техническими параметрами, выпускаемые как для поверхностного монтажа (SMD), так и в выводном исполнении, характеризующиеся высокой добротностью. Подстроечные конденсаторы с керамическим диэлектриком Подстроечные керамические конденсаторы могут использоваться в космическом приборостроении, радиоприемных и передающих устройствах, телевизионных и видеосистемах и др. Такие компоненты отличаются прежде всего улучшенными удельными характеристиками. В частности, триммеры (серии AT2320G, AT 9401G, AT 9402G, AT 9410G, AT 0300/AT1300) , предназначенные для поверхностного монтажа (SMD), представляют собой компоненты, применяемые в электрических схемах, где размер и техническое исполнение являются особенно важными параметрами. Например, герметизированная серия подстроечных SMD конденсаторов с алюминиевым корпусом характеризуется устойчивостью к жестким воздействиям окружающей среды, а также механической и электрической прочностью. Кроме того, конструкция корпуса конденсатора защищает его от проникновения внутрь изделия флюса или обезжиривающего раствора при пайке. Рабочий диапазон частот таких компонентов не превышает 2 ГГц. Миниатюрные триммеры характеризуются высокой добротностью, стабильностью электрических характеристик в течение всего срока службы изделия. Отмеченные компоненты доступны в немагнитном исполнении. Среди SMD компонентов, выпускаемых компанией, можно выделить серии триммеров: SMD герметизированные керамические триммерыМиниатюрные SMD керамические триммеры Сверхкомпактные керамические триммеры для SMD монтажа Подстроечные конденсаторы с сапфировым диэлектриком При выборе диэлектрика для высокоточных подстроечных конденсаторов для многих разработчиков особый интерес представляет сапфир. Триммеры с сапфировым диэлектриком (серия AT272 *,AT SM260X, AT SM270X, AT SM280X, AT SM290X) характеризуются высокой добротностью, достаточно низким значением температурного коэффициента, большим сроком службы и обеспечивают отсутствие шумов при настройке оборудования. Кроме того, такие конденсаторы обладают достаточно большой емкостью при небольших размерах корпуса, что позволяет их активно использовать в беспроводных средствах связи, в электрических схемах СВЧ-устройств различного назначения. Благодаря изоляционным свойствам диэлектрического материала и достаточно прочной конструкции корпуса в триммерах достигаются высокие значения напряжения электрического пробоя.Триммеры с сапфировым диэлектриком * — значение приводится для стандартных серий Подстроечные конденсаторы с воздушным диэлектриком Серия воздушных подстроечных конденсаторов (AT 5200, AT 5400, AT 5500 , AT 5600, AT 5700, AT 5800 и др.) была специально разработана компанией Temex-Ceramics для применения в СВЧ устройствах различного функционального назначения. Воздух в сравнении с твердыми диэлектриками обладает целым рядом положительных свойств: малой проводимостью, отсутствием зависимости диэлектрической проницаемости (ε) от частоты, малой зависимостью ε от температуры, давления и влажности. Кроме того, при использовании такого диэлектрика наиболее просто осуществляется изменение емкости за счет взаимного перемещения пластин. Использование воздуха в качестве диэлектрика позволяет создать наиболее простые конструкции с улучшенными электрическими свойствами (малый тангенс угла потерь, невысокие значения ТКЕ, стабильность емкости), что позволяет их использовать в кварцевых генераторах и фильтрах, мобильных радиоустройствах, авиационных средствах связи, радиолокаторах, в кабельном телевидении и др.Высоковольтные подстроечные конденсаторы Temex-Ceramics Компания Temex-Ceramics разработала специальную серию немагнитных высоковольтных подстроечных конденсаторов (AT 52H, AT 55H) на основе тефлонового и сапфирового диэлектрика, которые находят широкое применение в медицине, приборах, работающих на основе магнитно-ядерного резонанса и др.. Поскольку к немагнитным свойствам материалов предъявляются жесткие требования, все выпускаемые изделия соответствуют директиве RоHS. Среди производимых Temex-Ceramics немагнитных триммеров можно выделить:Высоковольтные триммеры Temex-Ceramics с тефлоновым диэлектриком
Высоковольтные триммеры Temex-Ceramics с сапфировым диэлектриком SMT керамические чип конденсаторы LaserTrim Керамические чип компоненты LaserTrim характеризуются достаточно низкой себестоимостью (в сравнении с триммерами других серий) и подходят для использования в устройствах, чувствительным к вибрации и шумам, где механическая подстройка запрещена. Конденсаторы LaserTrim характеризуются высокой добротностью, компактностью, низким дрейфом емкости, высоким сопротивлением изоляции и др. Основные области применения: сотовая связь, радиомодемы, блоки дистанционного управления. Кроме того, конденсаторы этой серии широко используют в узлах электрических схем в: осцилляторах, фильтрах, антеннах и др.
Тюнеры Temex-Ceramics Тюнеры используют для точной настройки таких СВЧ компонентов как, фильтры, резонаторы, осциллографы, волноводы, диэлектрические резонаторы и др.. Высокая надежность конструкции, стабильность параметров после настройки, наличие блокирующих пазов и регулировка шума обеспечивает использование тюнеров в заданном диапазоне частот. Основные области применения таких компонентов — космическое приборостроении, волноводы, преобразователи сопротивления и др. СВЧ тюнеры
|
|
|||||||
Подстроечные SMD конденсаторы Murata TZC03Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 1000 штук триммеров серии TZC03.Технические характеристики подстроечных SMD конденсаторов TZC03
Подстроечные чип конденсаторы Murata TZBX4Упаковка: В блистр-ленте на катушке диаметром 180 мм по 500 штук триммеров серии TZBX4.Подстроечные конденсаторы переменной емкости Murata серии TZBX4 допускают мойку для удаления остатков флюса после пайки. Для исключения попадания остатков флюса между подвижными обкладками переменного конденсатора он защищен удаляемой после мойки защитной пленкой. Технические характеристики подстроечных чип конденсаторов TZBX4
Подстроечные конденсаторы переменной емкости представленных серий разработаны специально для автоматизированного монтажа. Их основными преимуществами являются малые габариты, стабильные характеристики в широком диапазоне рабочих частот. В большинстве электрических цепей используются конденсаторы постоянной емкости. Для малых значений емкостей наибольшее распространение получили многослойные керамические конденсаторы различных типоразмеров 0201, 0402, 0603, 0805. Для высоковольтных цепей чаще используются типоразмеры 1206 и 1210. При необходимости применения конденсаторов значения емкости, которых измеряется десятками микрофарад используются керамические конденсаторы большой емкости, танталовые конденсаторы и имеющие максимальные значения емкости алюминиевые конденсаторы. Для подавления пульсаций применяются конденсаторы с низким последовательным сопротивлением. Межблочные радиочастотные цепи фильтруются проходными конденсаторами. Электромагнитное экранирование ВЧ и СВЧ узлов на печатной плате осуществляется разборными экранами для печатных плат Технические характеристики и маркировка подстроечных SMD конденсаторов Murata Технические характеристики и маркировка подстроечных SMD конденсаторов Murata TZC3Z060AA01R00 Производитель — MURATA | Корзина Корзина пуста |
Подстроечные конденсаторы, подстроечники
Подстроечные конденсаторы (подстроечники) — это миниатюрные конденсаторы переменной ёмкости. Подстроечные конденсаторы рассчитаны для установки непосредственно на печатную плату и служат для точной подстройки узлов схемы непосредственно после сборки и в процессе эксплуатации. Они не предназначены для интенсивного использования.
Для работы с такими конденсаторами в качестве инструмента необходима отвёртка. Настройка схемы подстроечным конденсатором требует определённых навыков и понимания самого процесса. Нахождение вблизи конденсатора вашей руки и стальной отвёртки меняет его ёмкость и в результате настройку всего узла. Поэтому в качестве инструмента применяются не простые, а специальные настроечные отвертки, практически не оказывающие влияния на емкость конденсатора в отличие от обычной стальной отвертки. Такие отвертки изготавливаются либо целиком из пластика, либо имеют небольшой металлический (не стальной) наконечник. Тем самым уменьшается влияние на ёмкость подстроечного конденсатора. Чем меньше ёмкость подстроечника, тем сильнее будет влияние отвёртки и руки. При больших значениях это влияние можно даже не заметить.
Подстроечные конденсаторы имеют небольшую ёмкость. Обычно менее 100 pF. Их минимальная ёмкость обычно больше нуля, поэтому она обозначается двумя цифрами, минимальной и максимальной. Например: 1-8pF. Это значит, что ёмкость подстроечника может изменяться от 1 до 8 пикофарад. От минимума до максимума ёмкость может изменяться за один оборот штока, а может за несколько. Поэтому различают однооборотные и многооборотные подстроечники. Многооборотные, как правило, сделаны по принципу червячной передачи и позволяют установить нужную ёмкость с большей точностью.
Конденсатор подстроечный — это конденсаторный эквивалент, который, по сути, является переменным конденсатором, не рассчитанным на частое вращение.
Электрический конденсатор — Википедия
Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические. На танталовых конденсаторах (слева) полоской обозначен «+», на алюминиевых (справа) маркируют «-». SMD-конденсатор на плате, макрофотография Различные конденсаторы для объёмного монтажаКонденса́тор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать» или от лат. condensatio — «накопление») — двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости[1] и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.
Конденсатор является пассивным электронным компонентом.[⇨] В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки). Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах.
История
В 1745 году в Лейдене немецкий каноник Эвальд Юрген фон Клейст и независимо от него голландский физик Питер ван Мушенбрук изобрели конструкцию-прототип электрического конденсатора — «лейденскую банку»[2]. Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников, разделенных непроводником (диэлектриком), упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше[3].
Конструкция конденсатора
Конденсатор является пассивным электронным компонентом[4]. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).
Свойства конденсатора
Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит зарядка или перезарядка конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком.C=1jωC=−jωC=−j2πfC,{\displaystyle {\hat {Z}}_{C}={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}},}
где j{\displaystyle j} — мнимая единица, ω{\displaystyle \omega } — циклическая частота (радиан/с) протекающего синусоидального тока, f{\displaystyle f} — частота в герцах, C{\displaystyle C} — ёмкость конденсатора (фарад). Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно XC=1ωC.{\displaystyle \scriptstyle X_{C}={\tfrac {1}{\omega C}}.} Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).
При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью C{\displaystyle C}, собственной индуктивностью Lc{\displaystyle L_{c}} и сопротивлением потерь Rn{\displaystyle R_{n}}.{2} \over 2C}}
где U{\displaystyle U} — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор, q{\displaystyle q} — электрический заряд.
Обозначение конденсаторов на схемах
В России для условных графических обозначений конденсаторов на схемах рекомендуется использовать ГОСТ 2.728-74[5] либо стандарт международной ассоциации IEEE 315—1975:
На электрических принципиальных схемах номинальная ёмкость конденсаторов обычно указывается в микрофарадах (1 мкФ = 1·106 пФ = 1·10−6 Ф) и пикофарадах (1 пФ = 1·10−12 Ф), но нередко и в нанофарадах (1 нФ = 1·10−9 Ф). При ёмкости не более 0,01 мкФ, ёмкость конденсатора указывают в пикофарадах, при этом допустимо не указывать единицу измерения, то есть постфикс «пФ» опускают. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах (В) или киловольтах (кВ). Например так: «10 мкФ × 10 В». Для переменных конденсаторов указывают диапазон изменения ёмкости, например так: «10—180». В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24, то есть на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском (разбросом) перекрывали всю декаду.
Характеристики конденсаторов
Основные параметры
Ёмкость
Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость, характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Так, по определению ёмкости, заряд на обкладке пропорционален напряжению между обкладками (q = CU). Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад. Однако существуют конденсаторы (ионисторы) с ёмкостью до десятков фарад.
Ёмкость плоского конденсатора, состоящего из двух параллельных металлических пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга, в системе СИ выражается формулой C=εε0Sd{\displaystyle \scriptstyle C={\tfrac {\varepsilon \varepsilon _{0}S}{d}}}, где ε{\displaystyle \scriptstyle \varepsilon } — диэлектрическая проницаемость среды, заполняющая пространство между пластинами (в вакууме равна единице), ε0{\displaystyle \scriptstyle \varepsilon _{0}} — электрическая постоянная, численно равная 8,854187817·10−12 Ф/м. Эта формула справедлива, лишь когда d намного меньше линейных размеров пластин.
Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково. Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.
C=∑i=1NCi{\displaystyle \scriptstyle C=\sum _{i=1}^{N}C_{i}} или C=C1+C2+.{N}1/C_{i}}}} или 1C=1C1+1C2+…+1Cn.{\displaystyle \scriptstyle {\tfrac {1}{C}}={\tfrac {1}{C_{1}}}+{\tfrac {1}{C_{2}}}+…+{\tfrac {1}{C_{n}}}.}
Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.
Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.
Удельная ёмкость
Конденсаторы также характеризуются удельной ёмкостью — отношением ёмкости к объёму (или массе) диэлектрика. Максимальное значение удельной ёмкости достигается при минимальной толщине диэлектрика, однако при этом уменьшается его напряжение пробоя.
Плотность энергии
Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита. Например, у конденсатора EPCOS B4345 с ёмкостью 12 000 мкФ, максимально допустимым напряжением 450 В и массой 1,9 кг плотность энергии при максимальном напряжении составляет 639 Дж/кг или 845 Дж/л. Особенно важен этот параметр при использовании конденсатора в качестве накопителя энергии, с последующим мгновенным её высвобождением, например, в пушке Гаусса.
Номинальное напряжение
Другой не менее важной характеристикой конденсаторов является номинальное напряжение — значение напряжения, обозначенное на конденсаторе, при котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах.
Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. Эксплуатационное напряжение на конденсаторе должно быть не выше номинального.
Полярность
Современные конденсаторы, разрушившиеся без взрыва благодаря специальной разрывающейся конструкции верхней крышки. Разрушение возможно из-за нарушения режима эксплуатации (температуры, напряжения, полярности) или старения. Конденсаторы с разорванной крышкой практически неработоспособны и требуют замены, а если она просто вздувшаяся, но ещё не разорвана, то, скорее всего, скоро он выйдет из строя или сильно изменятся параметры, что сделает его использование невозможным.Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.
Опасность разрушения (взрыва)
Взрывы электролитических конденсаторов — довольно распространённое явление. Основной причиной взрывов является перегрев конденсатора, вызываемый в большинстве случаев утечкой или повышением эквивалентного последовательного сопротивления вследствие старения (актуально для импульсных устройств). В современных компьютерах перегрев конденсаторов частая причина выхода их из строя вследствие близкого расположения с источниками тепла, например, рядом с радиатором охлаждения.
Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают вышибной предохранительный клапан или выполняют надсечку корпуса (часто её можно заметить в виде креста или в форме букв X, K или Т на торце цилиндрического корпуса, иногда, на больших конденсаторах, она покрыта пластиком). При повышении внутреннего давления вышибается пробка клапана или корпус разрушается по насечке, пары электролита выходят в виде едкого газа и, даже, брызг жидкости. При этом разрушение корпуса конденсатора происходит без взрыва, разбрасывания обкладок и сепаратора.
Взорвавшийся электролитический конденсатор на печатной плате жидкокристаллического монитора. Видны волокна бумажного сепаратора обкладок и развернувшиеся фольговые алюминиевые обкладки.Старые электролитические конденсаторы выпускались в герметичных корпусах и в конструкции их корпусов не предусматривалась взрывобезопасность. Скорость разлёта осколков при взрыве корпуса устаревших конденсаторов может быть достаточной для того, чтобы травмировать человека.
В отличие от электролитических, взрывоопасность оксиднополупроводниковых (танталовых) конденсаторов связана с тем, что такой конденсатор фактически представляет собой взрывчатую смесь: в качестве горючего служит тантал, а в качестве окислителя — двуокись марганца, и оба этих компонента в конструкции конденсатора перемешаны в виде тонкого порошка. При пробое конденсатора или при его случайной переполюсовке выделившееся при протекании тока тепло инициирует реакцию между данными компонентами, протекающую в виде сильной вспышки с хлопком, что сопровождается разбрасыванием искр и осколков корпуса. Сила такого взрыва довольно велика, особенно у крупных конденсаторов, и способна повредить не только соседние радиоэлементы, но и плату. При тесном расположении нескольких конденсаторов возможен прожог корпусов соседних конденсаторов, что приводит к одновременному взрыву всей группы.
Паразитные параметры
Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными последовательным и параллельным сопротивлением и индуктивностью. С достаточной для практики точностью, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить как показано на рисунке, где все двухполюсники подразумеваются идеальными.
Эквивалентная схема реального конденсатора и некоторые формулы.C0 — собственная ёмкость конденсатора;
Rd — сопротивление изоляции конденсатора;
Rs — эквивалентное последовательное сопротивление;
Li — эквивалентная последовательная индуктивность. Зависимость модуля импеданса реального конденсатора от частоты и формула импеданса.
Электрическое сопротивление изоляции диэлектрика конденсатора, поверхностные утечки Rd и саморазряд
Сопротивление изоляции — это сопротивление конденсатора постоянному току, определяемое соотношением Rd = U / Iут, где U — напряжение, приложенное к конденсатору, Iут — ток утечки.
Из-за тока утечки, протекающего через слой диэлектрика между обкладками и по поверхности диэлектрика, предварительно заряженный конденсатор с течением времени теряет заряд (саморазряд конденсатора). Часто, в спецификациях на конденсаторы, сопротивление утечки определяют через постоянную времени T саморазряда конденсатора, которая численно равна произведению ёмкости на сопротивление утечки:
- T=RdC0{\displaystyle T=R_{d}C_{0}}
T — это время, за которое начальное напряжение на конденсаторе, неподключенном ко внешней цепи уменьшится в e раз.
Хорошие конденсаторы с полимерными и керамическими диэлектриками имеют постоянные времени саморазряда достигающие многих сотен тысяч часов.
Эквивалентное последовательное сопротивление — Rs
Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС (англ. ESR), внутреннее сопротивление) обусловлено, главным образом, электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также учитывает потери в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор, вследствие поверхностного эффекта.
В большинстве практических случаев этим параметром можно пренебречь, но, иногда (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания), достаточно малое его значение существенно для надёжности и устойчивости работы устройства. В электролитических конденсаторах, где один из электродов является электролитом, этот параметр при эксплуатации со временем деградирует, вследствие испарения растворителя из жидкого электролита и изменения его химического состава, вызванного взаимодействием с металлическими обкладками, что происходит относительно быстро в низкокачественных изделиях (см. Capacitor plague (англ.)).
Некоторые схемы (например, стабилизаторы напряжения) критичны к диапазону изменения ЭПС конденсаторов в своих цепях. Это связано с тем, что при проектировании таких устройств инженеры учитывают этот параметр в фазочастотной характеристике (ФЧХ) обратной связи стабилизатора. Существенное изменение со временем ЭПС применённых конденсаторов изменяет ФЧХ, что может привести к снижению запаса устойчивости контуров авторегулирования, и, даже, к самовозбуждению.
Существуют специальные приборы (ESR-метр (англ.)) для измерения этого достаточно важного параметра конденсатора, по которому можно часто определить пригодность его дальнейшего использования в определённых целях. Этот параметр, кроме собственно ёмкости (ёмкость — это основной параметр) — часто имеет решающее значение в исследовании состояния старого конденсатора и принятия решения, стоит ли использовать его в определённой схеме, или он прогнозируемо выйдет за пределы допустимых отклонений.
Эквивалентная последовательная индуктивность — Li
Эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора. Результатом этой распределенной паразитной индуктивности является превращение конденсатора в колебательный контур с характерной собственной частотой резонанса. Эта частота может быть измерена и обычно указывается в параметрах конденсатора либо в явном виде либо в виде рекомендованной максимальной рабочей частоты.
Тангенс угла диэлектрических потерь
Тангенс угла диэлектрических потерь — отношение мнимой и вещественной части комплексной диэлектрической проницаемости. tgδ=εimεre=σωεa.{\displaystyle {\rm {{tg}\,\delta ={\frac {\varepsilon _{im}}{\varepsilon _{re}}}={\frac {\sigma }{\omega \varepsilon _{a}}}.}}}
Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. При протекании переменного тока через конденсатор векторы напряжения и тока сдвинуты на угол φ=π2−δ,{\displaystyle \scriptstyle \varphi ={\tfrac {\pi }{2}}-\delta ,} где δ — угол диэлектрических потерь. При отсутствии потерь δ = 0. Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности Pа к реактивной Pр при синусоидальном напряжении определённой частоты. Величина, обратная tg δ, называется добротностью конденсатора. Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов.
Температурный коэффициент ёмкости (ТКЕ)
ТКЕ — относительное изменение ёмкости при изменении температуры окружающей среды на один градус Цельсия (кельвин). ТКЕ определяется так:
- TKE=ΔCCΔT{\displaystyle TKE={\frac {\Delta C}{C\Delta T}}}.
где ΔC{\displaystyle \Delta C} — изменение ёмкости, вызванное изменением температуры на ΔT{\displaystyle \Delta T}.
Таким образом, изменение ёмкости от температуры (при не слишком больших изменениях температуры) выражается линейной функцией:
- C(T)=CH.y.+TKE⋅CH.y.⋅ΔT,{\displaystyle \scriptstyle C(T)=C_{H.y.}+TKE\cdot C_{H.y.}\cdot \Delta T,},
где ΔT{\displaystyle \Delta T} — изменение температуры в °C или К относительно нормальных условий, при которых специфицировано значение ёмкости, CH.y.{\displaystyle C_{H.y.}} — ёмкость при нормальных условиях. TKE применяется для характеристики конденсаторов с практически линейной зависимостью ёмкости от температуры. Однако ТКЕ указывается в спецификациях не для всех типов конденсаторов.
Для конденсаторов, имеющих существенно нелинейную зависимость ёмкости от температуры и для конденсаторов с большими изменениями ёмкости от воздействия температуры окружающей среды в спецификациях нормируются относительное изменение ёмкости в рабочем диапазоне температур или в виде графика зависимости ёмкости от температуры.
Диэлектрическая абсорбция
Если заряженный конденсатор быстро разрядить до нулевого напряжения путём подключения низкоомной нагрузки, а затем снять нагрузку и наблюдать за напряжением на выводах конденсатора, то мы увидим, что напряжение на обкладках снова появится как если бы мы разрядили конденсатор не до нуля. Это явление получило название диэлектрическая абсорбция (диэлектрическое поглощение). Конденсатор ведёт себя так, словно параллельно ему подключено множество последовательных RC-цепочек с различной постоянной времени. Интенсивность проявления этого эффекта зависит в основном от свойств диэлектрика конденсатора.
Подобный эффект можно наблюдать практически на всех типах диэлектриков. В электролитических конденсаторах он особенно ярок и является следствием химических реакций между электролитом и обкладками. У конденсаторов с твердым диэлектриком (например, керамических и слюдяных) эффект связан с остаточной поляризацией диэлектрика. Наименьшим диэлектрическим поглощением обладают конденсаторы с неполярными диэлектриками: тефлон (фторопласт), полистирол, полипропилен и т. п.
Эффект зависит от времени зарядки конденсатора, времени закорочения, иногда от температуры. Количественное значение абсорбции принято характеризовать коэффициентом абсорбции, который определяется в стандартных условиях.
Особое внимание в связи с эффектом следует уделять измерительным цепям постоянного тока: прецизионным интегрирующим усилителям, устройствам выборки-хранения, некоторым схемам на переключаемых конденсаторах.
Паразитный пьезоэффект
Многие керамические материалы, используемые в качестве диэлектрика в конденсаторах (например, титанат бария, обладающий очень высокой диэлектрической проницаемостью в не слишком сильных электрических полях) проявляют пьезоэффект — способность генерировать напряжение на обкладках при механических деформациях. Это характерно для конденсаторов с пьезоэлектрическими диэлектриками. Пьезоэффект ведёт к возникновению электрических помех, в устройствах, где использованы такие конденсаторы при воздействии акустического шума или вибрации на конденсатор. Это нежелательное явление иногда называют «микрофонным эффектом».
Также подобные диэлектрики проявляют и обратный пьезоэффект — при работе в цепи переменного напряжения происходит знакопеременная деформация диэлектрика, генерирующая акустические колебания, порождающие дополнительные электрические потери в конденсаторе.
Самовосстановление
Конденсаторы с металлизированным электродом (бумажный и пленочный диэлектрик) обладают важным свойством самовосстановления (англ. self-healing, cleaning) электрической прочности после пробоя диэлектрика. Механизм самовосстановления заключается в отгорании металлизации электрода после локального пробоя диэлектрика посредством микродугового электрического разряда.
Классификация конденсаторов
Слюдяной герметичный конденсатор в металлостеклянном корпусе типа «СГМ» для навесного монтажаОсновная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе. Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.
По виду диэлектрика различают:
- Конденсаторы вакуумные (между обкладками находится вакуум).
- Конденсаторы с газообразным диэлектриком.
- Конденсаторы с жидким диэлектриком.
- Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком: стеклянные (стеклоэмалевые, стеклокерамические, стеклоплёночные), слюдяные, керамические, тонкослойные из неорганических плёнок.
- Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком: бумажные, металлобумажные, плёночные, комбинированные — бумажноплёночные, тонкослойные из органических синтетических плёнок.
- Электролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы. Такие конденсаторы отличаются от всех прочих типов прежде всего большой удельной ёмкостью. В качестве диэлектрика используется оксидный слой на металлическом аноде. Вторая обкладка (катод) — это или электролит (в электролитических конденсаторах), или слой полупроводника (в оксидно-полупроводниковых), нанесённый непосредственно на оксидный слой. Анод изготовляется, в зависимости от типа конденсатора, из алюминиевой, ниобиевой или танталовой фольги или спечённого порошка. Время наработки на отказ типичного электролитического конденсатора 3000—5000 часов при максимально допустимой температуре, качественные конденсаторы имеют время наработки на отказ не менее 8000 часов при температуре 105 °С[6]. Рабочая температура — основной фактор, влияющий на продолжительность срока службы конденсатора. Если нагрев конденсатора незначителен из-за потерь в диэлектрике, обкладках и выводах, (например, при использовании его во времязадающих цепях при небольших токах или в качестве разделительных), можно принять, что интенсивность отказов снижается вдвое при снижении рабочей температуры на каждые 10 °C вплоть до +25 °C. При работе конденсаторов в импульсных сильноточных цепях (например, в импульсных источниках питания) такая упрощённая оценка надёжности конденсаторов некорректна и расчёт надёжности более сложен[7].
- Твердотельные конденсаторы — вместо традиционного жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при температуре 85°С. ЭПС меньше чем у жидко-электролитических и слабо зависит от температуры. Не взрываются.
Кроме того, конденсаторы различаются по возможности изменения своей ёмкости:
- Постоянные конденсаторы — основной класс конденсаторов, не меняющие своей ёмкости (кроме как в течение срока службы).
- Переменные конденсаторы — конденсаторы, которые допускают изменение ёмкости в процессе функционирования аппаратуры. Управление ёмкостью может осуществляться механически, электрическим напряжением (вариконды, варикапы) и температурой (термоконденсаторы). Применяются, например, в радиоприёмниках для перестройки частоты резонансного контура.
- Подстроечные конденсаторы — конденсаторы, ёмкость которых изменяется при разовой или периодической регулировке и не изменяется в процессе функционирования аппаратуры. Их используют для подстройки и выравнивания начальных ёмкостей сопрягаемых контуров, для периодической подстройки и регулировки цепей схем, где требуется незначительное изменение ёмкости.
В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения. Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования. Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические, пусковые и другие конденсаторы.
Также различают конденсаторы по форме обкладок: плоские, цилиндрические, сферические и другие.
Сравнение конденсаторов постоянной ёмкости
| Тип конденсатора | Используемый диэлектрик | Особенности/применения | Недостатки |
|---|---|---|---|
Конденсаторы с твёрдым органическим диэлектриком | |||
| бумажные конденсаторы | |||
| Масляные конденсаторы переменного тока | Промасленная бумага | В основном разрабатывались для обеспечения очень больших ёмкостей для промышленного применения в цепях переменного тока, выдерживая при этом большие токи и высокие пиковые напряжения частотой силовой питающей сети. В их задачи входит пуск и работа электрических моторов переменного тока, разделение фаз, коррекция коэффициента мощности, стабилизация напряжения, работа с контрольным оборудованием и т. д. | Ограничены низкой рабочей частотой, поскольку на высоких частотах имеют высокие диэлектрические потери. |
| Масляные конденсаторы постоянного тока | Бумага или её комбинация с ПЭТ | Разработаны для работы при постоянном токе для фильтрации, удвоения напряжения, предотвращения образования дуги, как проходные и разделительные конденсаторы | При наличии пульсаций требуют уменьшения рабочего напряжения согласно предоставленным производителем графикам. Обладают бо́льшими размерами в сравнении с аналогами с полимерными диэлектриками. |
| Бумажные конденсаторы | Бумага/пропитанная бумага | Пропитанная бумага широко использовалась в старых конденсаторах. В качестве пропитки использовался воск, масло или эпоксидная смола. Некоторые подобные конденсаторы до сих пор применяются для работы при высоком напряжении, но в большинстве случаев теперь вместо них используют плёночные конденсаторы. | Большой размер. Большая гигроскопичность, из-за чего они поглощают влагу из воздуха даже при наличии пластикового корпуса и пропитки. Поглощённая влага ухудшает их характеристики, повышая диэлектрические потери и понижая сопротивление изоляции. |
| Металлизированные бумажные конденсаторы | Бумага | Меньший размер, чем у бумажно-фольговых конденсаторов | Подходят только для слаботочных применений. Вместо них стали широко применяться металлизированные плёночные конденсаторы. |
| Энергонакопительные конденсаторы | Конденсаторная крафт-бумага, пропитанная касторовым маслом или схожей жидкостью с высокой диэлектрической постоянной, и пластинки из фольги | Разработаны для работы в импульсном режиме с высоким током разряда. Лучше переносят изменение полярности напряжения чем многие полимерные диэлектрики. Обычно применяются в импульсных лазерах, генераторах Маркса, для импульсной сварки, при электромагнитной формовке и иных задачах, требующих использования импульсов большой мощности. | Имеют большой размер и вес. Их энергоёмкость значительно меньше чем у конденсаторов использующих полимерные диэлектрики. . Не способны к самолечению. Отказ подобного конденсатора может быть катастрофичным из-за большого объёма накопленной энергии. |
| плёночные конденсаторы | |||
| Полиэтилентерефталатные конденсаторы | Полиэтилентерефталатная плёнка | Меньше чем бумажные или полипропиленовые конденсаторы со схожими характеристиками. Могут использовать полоски фольги, металлизированную плёнку или их комбинации. ПЭТ конденсаторы почти полностью заменили бумажные для задач, где требуется работа с прямым (постоянным) током. Имеют рабочие напряжения вплоть до 60000 вольт при постоянном токе, а рабочую температуру до 125 °C. Обладают невысокой гигроскопичностью. | Температурная стабильность ниже чем у бумажных. Могут применяться при низкочастотном переменном токе, но непригодны при высокочастотном из-за чрезмерного нагрева диэлектрика. |
| Полиамидные конденсаторы | Полиамид | Рабочая температура до 200 °C. Высокое сопротивление изоляции, хорошая стабильность, малый тангенс угла потерь. | Большие размеры и высокая цена. |
| Каптоновые конденсаторы | Полиимидная плёнка марки Каптон | Аналогичны ПЭТ, но обладают значительно более высокой рабочей температурой (вплоть до 250 °C). | Дороже ПЭТ. Температурная стабильность ниже чем у бумажных конденсаторов. Также могут применяться только при низкочастотном переменном токе, так как при высоких частотах происходит сильный нагрев диэлектрика. |
| Поликарбонатные конденсаторы | Поликарбонат | Имеют лучшее сопротивление изоляции, тангенс угла потерь и диэлектрическую адсорбцию в сравнении с полистирольными конденсаторами. Обладают лучшей влагостойкостью. Температурный коэффициент примерно ±80 ppm. Выдерживают полное рабочее напряжение на всём температурном диапазоне (от −55 °C до 125 °C) | Максимальная рабочая температура ограничена на уровне 125 °C. |
| Полисульфоновые конденсаторы | Полисульфон | Аналогичны поликарбонатным. Могут выдерживать полное номинальное напряжение на сравнительно высоких температурах. Поглощение влаги около 0,2 %, что ограничивает их стабильность. | Малая доступность и высокая стоимость. |
| Полипропиленовые конденсаторы | Полипропилен | Чрезвычайно низкий тангенс угла потерь, более высокая диэлектрическая прочность, чем у поликарбонатных и ПЭТ конденсаторов. Низкая гигроскопичность и высокое сопротивление изоляции. Могут использовать полоски фольги, металлизированную плёнку или их комбинации. Плёнка совместима с технологией самовосстановления, повышающей надёжность. Могут работать на высоких частотах, в том числе при большой мощности, например, для индукционного нагрева (часто вместе с водяным охлаждением), благодаря очень низким диэлектрическим потерям. При более высоких ёмкостях и рабочем напряжении, например от 1 до 100 мкФ и напряжением до 440 вольт переменного тока, могут применяться как пусковые для работы с некоторыми типами однофазных электрических моторов. | Более чувствительны к повреждениям от кратковременных перенапряжений или переполюсовке чем пропитанные маслом бумажные конденсаторы. |
| Полистирольные конденсаторы | Полистирол | Отличные плёночные высокочастотные конденсаторы общего применения. Имеют отличную стабильность, высокую влагостойкость и малый отрицательный температурный коэффициент, позволяющий использовать их для компенсации положительного температурного коэффициента других компонентов. Идеальны для маломощных высокочастотных и прецизионных аналоговых задач. | Максимальная рабочая температура ограничена +85 °C. Сравнительно большие по размеру. |
| Фторопластовые конденсаторы | Политетрафторэтилен | Отличные плёночные высокочастотные конденсаторы общего применения. Очень низкие диэлектрические потери. Рабочая температура до 250 °C, огромное сопротивление изоляции, хорошая стабильность. Используются в критичных задачах. | Большой размер из-за низкой диэлектрической постоянной, более высокая цена в сравнении с другими конденсаторами. |
| Металлизированные полиэтилентерефталатные и поликарбонатные конденсаторы | ПЭТ или Поликарбонат | Надёжные и значительно меньшие по размеру. Тонкая металлизация может использоваться для придания им свойства самовосстановления. | Тонкая металлизация ограничивает максимальный ток. |
Конденсаторы с твёрдым неорганическим диэлектриком | |||
| Многоуровневые пластинчатые слюдяные конденсаторы | Слюда | Преимущества данных конденсаторов основаны на том, что их диэлектрик инертен. Он не изменяется со временем ни физически, ни химически, а также имеет хорошую температурную стабильность. Обладают очень высокой стойкостью к коронным разрядам. | Без правильной герметизации подвержены влиянию влажности, что ухудшает их параметры. Высокая цена из-за редкости и высокого качества диэлектрика, а также ручной сборки. |
| Металлизированные или серебряные слюдяные конденсаторы | Слюда | Те же преимущества, в дополнение обладают большей устойчивостью к влаге. | Более высокая цена. |
| Стеклянные конденсаторы | Стекло | Аналогичны слюдяным. Стабильность и частотные характеристики лучше, чем у слюдяных. Очень надёжные, очень стабильные, стойкие к радиации. | Высокая цена. |
| Температурно-компенсированные керамические конденсаторы | Смесь сложных соединений титанатов | Дешёвые, миниатюрные, обладают превосходными высокочастотными характеристиками и хорошей надёжностью. Предсказуемое линейное изменение ёмкости относительно температуры. Имеются изделия, выдерживающие до 15000 вольт | Изменение ёмкости при различном приложенном напряжении, частоте, подвержены старению. |
| Керамические конденсаторы с высокой диэлектрической постоянной | Диэлектрики, основанные на титанате бария | Миниатюрнее температурно-компенсированных конденсаторов из-за большей диэлектрической постоянной. Доступны для напряжений вплоть до 50000 вольт. | Обладают меньшей температурной стабильностью, ёмкость значительно изменяется при различном приложенном напряжении. |
Конденсаторы с оксидным диэлектриком | |||
| Алюминиевые электролитические конденсаторы | Оксид алюминия | Огромное отношение ёмкости к объёму, недорогие, полярные. В основном применяются как сглаживающие и питающие конденсаторы в источниках питания. Наработка на отказ конденсатора с максимально допустимой рабочей температурой 105 °C при расчёте составляет до 50000 часов при температуре 75 °C | Высокие токи утечки, большое эквивалентное последовательное сопротивление и индуктивность ограничивают возможность использования их на высоких частотах. Имеют низкую температурную стабильность и плохие отклонения параметров. Могут взорваться при превышении допустимых параметров и/или перегреве, при приложении обратного напряжения. Максимальное напряжение около 500 вольт. |
| Танталовые конденсаторы | Оксид тантала | Большое отношение ёмкости к объёму, малый размер, хорошая стабильность, большой диапазон рабочих температур. Широко используются в миниатюрном оборудовании и компьютерах. Доступны как в полярном, так и неполярном исполнении. Твёрдотельные танталовые конденсаторы имеют намного лучшие характеристики по сравнению с имеющими жидкий электролит. | Дороже алюминиевых электролитических конденсаторов. Максимальное напряжение ограничено планкой около 50 вольт. Взрываются при превышении допустимого тока, напряжения или скорости нарастания напряжения, а также при подаче напряжения неправильной полярности. |
| Твердотельные конденсаторы | Оксид алюминия, оксид тантала | Вместо традиционного жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер или полимеризованный органический полупроводник. Время наработки на отказ ~50000 часов при температуре 85°С. ЭПС меньше чем у жидко-электролитических и слабо зависит от температуры. Не взрываются. | Дороже обычных. При 105°С срок службы как у обычных электролитических. Рабочие напряжения до 35 В. |
Конденсаторы с двойным электрическим слоем | |||
| Конденсаторы с двойным электрическим слоем (ионисторы) | Тонкий слой электролита и активированный уголь | Огромная ёмкость относительно объёма, маленький размер. Доступны номиналы в сотни фарад. Обычно используются для временного питания оборудования при замене батарей. Могут заряжаться и разряжаться бо́льшими токами, чем батареи, имеют очень большое число циклов заряд-разряд. Полярные, имеют низкое номинальное напряжение (вольт на конденсаторную ячейку). Группы ячеек соединяются последовательно для повышения общего рабочего напряжения, при этом обязательно применение устройств для балансировки напряжений. | Относительно высокая стоимость, высокое эквивалентное последовательное сопротивление (малые разрядные токи), большие токи утечки. |
| Литий-ионные конденсаторы | Ион лития | Литий-ионные конденсаторы обладают большей энергоёмкостью, сравнимой с батареями, безопаснее в сравнении с литий-ионными батареями, в которых начинается бурная химическая реакция при высокой температуре. По сравнению с ионисторами они имеют большее выходное напряжение. Удельная мощность у них сравнимa, но плотность энергии у Li-ion конденсаторов гораздо выше[8]. | Новая технология. |
Конденсаторы вакуумные | |||
| Вакуумные конденсаторы | Вакуумные конденсаторы используют стеклянные или керамические колбы с концентрическими цилиндрическими электродами. | Чрезвычайно малые потери. Используются для мощных высоковольтных радиочастотных задач, таких как индукционный нагрев[источник не указан 891 день], где даже малые потери приводят к чрезмерному нагреву самого конденсатора. При ограниченном токе искры могут обладать самовосстановлением. | Очень высокая цена, хрупкость, большой размер, низкая ёмкость. |
Применение конденсаторов и их работа
Конденсаторы находят применение практически во всех областях электротехники.
- Конденсаторы (совместно с катушками индуктивности и/или резисторами) используются для построения различных цепей с частотно-зависимыми свойствами, в частности, фильтров, цепей обратной связи, колебательных контуров и т. п.
- Во вторичных источниках электропитания конденсаторы применяются для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.
- При быстром разряде конденсатора можно получить импульс большой мощности, например, в фотовспышках, электромагнитных ускорителях, импульсных лазерах с оптической накачкой, генераторах Маркса, (ГИН; ГИТ), генераторах Кокрофта-Уолтона и т. п.
- Так как конденсатор способен длительное время сохранять заряд, то его можно использовать в качестве элемента памяти (см. DRAM, Устройство выборки и хранения).
- Конденсатор может использоваться как двухполюсник, обладающий реактивным сопротивлением, для ограничения силы переменного тока в электрической цепи (см. Балласт).
- Процесс заряда и разряда конденсатора через резистор (см. RC-цепь) или генератор тока занимает определённое время, что позволяет использовать конденсатор во времязадающих цепях, к которым не предъявляются высокие требования временной и температурной стабильности (в схемах генераторов одиночных и повторяющихся импульсов, реле времени и т. п.).
- В электротехнике конденсаторы используются для компенсации реактивной мощности и в фильтрах высших гармоник.
- Конденсаторы способны накапливать большой заряд и создавать большую напряжённость на обкладках, которая используется для различных целей, например, для ускорения заряженных частиц или для создания кратковременных мощных электрических разрядов (см. генератор Ван де Граафа).
- Измерительный преобразователь малых перемещений: малое изменение расстояния между обкладками очень заметно сказывается на ёмкости конденсатора.
- Измерительный преобразователь влажности воздуха, древесины (изменение состава диэлектрика приводит к изменению ёмкости).
- В схемах РЗиА конденсаторы используются для реализации логики работы некоторых защит. В частности, в схеме работы АПВ использование конденсатора позволяет обеспечить требуемую кратность срабатывания защиты.
- Измерителя уровня жидкости. Непроводящая жидкость заполняет пространство между обкладками конденсатора, и ёмкость конденсатора меняется в зависимости от уровня.
- Фазосдвигающего конденсатора. Такой конденсатор необходим для пуска, а в некоторых случаях и работы однофазных асинхронных двигателей. Также он может применяться для пуска и работы трёхфазных асинхронных двигателей при питании от однофазного напряжения.
- Аккумуляторов электрической энергии (см. Ионистор). В этом случае на обкладках конденсатора должно быть достаточно постоянное значения напряжения и тока разряда. При этом сам разряд должен быть значительным по времени. В настоящее время идут опытные разработки электромобилей и
Электрический конденсатор — Википедия. Что такое Электрический конденсатор
Основа конструкции конденсатора — две токопроводящие обкладки, между которыми находится диэлектрик Слева — конденсаторы для поверхностного монтажа; справа — конденсаторы для объёмного монтажа; сверху — керамические; снизу — электролитические. На танталовых конденсаторах (слева) полоской обозначен «+», на алюминиевых (справа) маркируют «-». SMD-конденсатор на плате, макрофотография Различные конденсаторы для объёмного монтажаКонденса́тор (от лат. condensare — «уплотнять», «сгущать» или от лат. condensatio — «накопление») — двухполюсник с постоянным или переменным значением ёмкости[1] и малой проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.
Конденсатор является пассивным электронным компонентом.[⇨] В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки). Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах.
История
В 1745 году в Лейдене немецкий каноник Эвальд Юрген фон Клейст и независимо от него голландский физик Питер ван Мушенбрук изобрели конструкцию-прототип электрического конденсатора — «лейденскую банку»[2]. Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников, разделенных непроводником (диэлектриком), упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше[3].
Конструкция конденсатора
Конденсатор является пассивным электронным компонентом[4]. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин (называемых обкладками), разделённых диэлектриком, толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок (см. рис.). Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами (из-за намотки).
Свойства конденсатора
Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь (происходит зарядка или перезарядка конденсатора), по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком.C=1jωC=−jωC=−j2πfC,{\displaystyle {\hat {Z}}_{C}={\frac {1}{j\omega C}}=-{\frac {j}{\omega C}}=-{\frac {j}{2\pi fC}},}
где j{\displaystyle j} — мнимая единица, ω{\displaystyle \omega } — циклическая частота (радиан/с) протекающего синусоидального тока, f{\displaystyle f} — частота в герцах, C{\displaystyle C} — ёмкость конденсатора (фарад). Отсюда также следует, что реактивное сопротивление конденсатора равно XC=1ωC.{\displaystyle \scriptstyle X_{C}={\tfrac {1}{\omega C}}.} Для постоянного тока частота равна нулю, следовательно, реактивное сопротивление конденсатора бесконечно (в идеальном случае).
При изменении частоты изменяются диэлектрическая проницаемость диэлектрика и степень влияния паразитных параметров — собственной индуктивности и сопротивления потерь. На высоких частотах любой конденсатор можно рассматривать как последовательный колебательный контур, образуемый ёмкостью C{\displaystyle C}, собственной индуктивностью Lc{\displaystyle L_{c}} и сопротивлением потерь Rn{\displaystyle R_{n}}.{2} \over 2C}}
где U{\displaystyle U} — напряжение (разность потенциалов), до которого заряжен конденсатор, q{\displaystyle q} — электрический заряд.
Обозначение конденсаторов на схемах
В России для условных графических обозначений конденсаторов на схемах рекомендуется использовать ГОСТ 2.728-74[5] либо стандарт международной ассоциации IEEE 315—1975:
Подстроечный конденсатор Википедия
Двухсекционный прямочастотный конденсатор с воздушным диэлектриком, широко применяющийся в радиоприёмниках. Одна из секций включается в контур входного фильтра, вторая — в контур гетеродина. Крайние пластины каждой секции имеют надрезы; отгибая края этих пластин, можно добиться точного согласования ёмкости обеих секций в любом положенииПереме́нный конденса́тор (конденсатор переменной ёмкости, КПЕ) — конденсатор, электрическая ёмкость которого может изменяться механическим способом, либо электрически, под действием изменения приложенного к обкладкам напряжения.
Переменные конденсаторы применяются в колебательных контурах и других частотозависимых цепях для изменения их резонансной частоты — например, во входных и цепях гетеродина радиоприёмников, в цепях коррекции амплитудно частотных характеристик усилителей, генераторах, антенных устройствах.
Ёмкость переменных конденсаторов с механическим изменением ёмкости обычно перестраивается в пределах от единиц до нескольких десятков или сотен пикофарад.
История
Исторические цилиндрические (подстроечные) Обозначение подстроечного переменного конденсатора на принципиальных электрических схемах Обозначение переменного конденсатора на принципиальных электрических схемах Подстроечные конденсаторы с керамическим диэлектриком Подстроечный конденсатор с воздушным диэлектриком и цилиндрическими пластинами: ротор движется по резьбе, «ввинчиваясь» в статорПеременный конденсатор с воздушным диэлектриком изобрёл венгерский инженер Дежо Корда (Dezső Korda). В 1893 г. он получил немецкий патент на своё изобретение[1].
Классификация
По назначению переменные конденсаторы подразделяются на предназначенные для частой перестройки в процессе эксплуатации (например, для настройки приёмника или передатчика), и подстроечные (триммеры, в советской литературе до 1950-х гг. назывались также полупеременными), которые регулируются относительно редко, только при наладке аппаратуры. Подстроечные конденсаторы проще по устройству (в них нет необходимости применять качественные подшипники и т. п.) и обычно имеют более узкий диапазон изменения ёмкости. Иногда они снабжены устройством, позволяющим зафиксировать ротор после настройки (например, цанговым зажимом).
За счет выбора формы пластин КПЕ можно получить различные виды зависимости емкости от угла поворота ротора. Наиболее распространены прямочастотные (прямоволновые) и прямоемкостные КПЕ. У прямоемкостных частота настройки контура, в котором используется такой конденсатор, меняется пропорционально углу поворота ротора; у прямочастотных зависимость выбрана такой, что пропорционально углу поворота ротора изменяется резонансная частота колебательного контура, в который включен КПЕ.
Очень распространены блоки КПЕ, состоящие из двух, трёх и более секций с одинаковым или разным диапазоном ёмкостей, установленных на одном валу — секционные конденсаторы переменной ёмкости. Они применяются для согласованной перестройки нескольких колебательных контуров одним органом управления, например, контуров входного фильтра, фильтра усилителя высокой частоты и гетеродина в радиоприёмнике. Нередко в такой блок конструктивно встраиваются и несколько подстроечных конденсаторов для точной подгонки ёмкостей отдельных секций.
Вакуумный КПЕ для работы при напряжениях в десятки киловольт.- Конденсаторы с механическим изменением ёмкости:
- с воздушным диэлектриком;
- с твёрдым диэлектриком;
- вакуумные;
- Конденсаторы с электрическим изменением ёмкости:
Примечания
См. также
Литература
- Азарх С. Х. Конденсаторы переменной ёмкости. — М. — Л.: «Энергия», 1965
- Справочник по электрическим конденсаторам / М. Н. Дьяконов, В. И. Карабанов, В. И. Присняков и др.; Под общ. ред. И. И. Четверткова и В. Ф. Смирнова. — М.: Радио и связь, 1983.
- Ломанович В. А. Справочник по радиодеталям (сопротивления и конденсаторы) — М.: Издательство ДОСААФ, 1966.
Подстроечный резистор для конденсаторов по лучшей цене — Выгодные предложения на подстроечный резистор от мировых продавцов подстроечных резисторов
Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для подстроечного конденсатора. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот верхний подстроечный резистор должен в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что купили конденсаторный триммер на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в подстроечке конденсатора и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести конденсаторный триммер по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Керамические подстроечные конденсаторы — Suntan
Suntan является производителем керамических подстроечных конденсаторов из Гонконга, включая керамический подстроечный конденсатор SMD 3 мм, керамический подстроечный конденсатор SMD 3 мм, керамический подстроечный конденсатор 5 мм, керамический подстроечный конденсатор 6 мм и 7 мм и т. Д. Подстроечные конденсаторы.
Керамические подстроечные конденсаторы Фотографии
Список керамических подстроечных конденсаторов
- TSC3S 3 мм, SMD, специальный керамический подстроечный конденсатор
- TSC3 3 мм, керамический подстроечный конденсатор SMD
- TSC5 Керамический подстроечный конденсатор 5 мм
- TSC6 Керамический подстроечный конденсатор 6 мм
- TSC7 Керамический подстроечный конденсатор 7 мм
, 3 мм, специальный керамический подстроечный конденсатор поверхностного монтажа, Характеристики
- Ультра миниатюрный размер с внешними размерами 3.2 (Ш) x 4,5 (Д) x 1,5 (Т) мм
- Предназначен для пайки оплавлением
- Наименьший дрейф емкости
- Очень хорошая добротность и высокая резонансная частота
- Корпус с цветовой кодировкой для простой идентификации
- Герметичная конструкция предотвращает проникновение флюса и пыли
, 3 мм, керамический подстроечный конденсатор поверхностного монтажа Характеристики
- Миниатюрные и низкопрофильные конденсаторы
- Корпус с цветовой кодировкой в соответствии с диапазоном емкости для облегчения визуальной идентификации.
- Устанавливается на автоматической россыпи
- Простая регулировка
5-миллиметровый керамический подстроечный конденсатор Характеристики
- Эта серия предназначена не только для небольших электронных устройств, но и для удобного использования и доступна с различными способами регулировки (верхняя, нижняя, боковая и двусторонняя).
- Доступны широкие монтажные размеры и регулируемая регулировка
- Большое количество диапазонов емкости, от 3 пФ до 90 пФ
- Прочная механическая конструкция, защищающая от вибрации и ударов
, Характеристики
- Эта серия предназначена не только для небольших электронных устройств, но и для удобного использования и доступна с различными способами регулировки (верхняя, нижняя, боковая и двусторонняя).
- Доступны широкие монтажные размеры и типы регулировки
- Большое количество диапазонов емкости, от 3 пФ до 90 пФ
- Прочная механическая конструкция, защищающая от вибрации и ударов
, Характеристики
- Широкий диапазон производительности
- Долговечность производительности гарантирована как конюшнями, так и высокими характеристиками емкости против жары, влажности и холода
- Прочная механическая конструкция, защищающая от вибрации и ударов
Подстроечный конденсатор | Etsy
Подстроечный конденсатор | EtsyЧтобы предоставить вам лучший опыт, мы используем файлы cookie и аналогичные технологии для повышения производительности, аналитики, персонализации, рекламы и для улучшения работы нашего сайта.Хотите узнать больше? Прочтите нашу Политику использования файлов cookie. Вы можете изменить свои предпочтения в любое время в настройках конфиденциальности.
Etsy использует файлы cookie и аналогичные технологии, чтобы вам было удобнее работать, например:
- основные функции сайта
- обеспечение безопасных транзакций
- безопасный вход в учетную запись
- с запоминанием учетной записи, браузера и региональных настроек
- запоминание настроек конфиденциальности и безопасности
- анализ посещаемости и использования сайта
- персонализированный поиск, контент и рекомендации
- помогает продавцам понять свою аудиторию
- , показ релевантной целевой рекламы на Etsy и за ее пределами
Подробную информацию можно найти в Политике Etsy в отношении файлов cookie и аналогичных технологий и в нашей Политике конфиденциальности.
Необходимые файлы cookie и технологии
Некоторые из используемых нами технологий необходимы для критически важных функций, таких как безопасность и целостность сайта, аутентификация учетной записи, настройки безопасности и конфиденциальности, данные об использовании и обслуживании внутреннего сайта, а также для правильной работы сайта при просмотре и транзакциях.
Настройка сайта
Файлы cookie и аналогичные технологии используются для улучшения вашего опыта, например:
- запомнить ваш логин, общие и региональные настройки
- персонализировать контент, поиск, рекомендации и предложения
Без этих технологий такие вещи, как персональные рекомендации, настройки вашей учетной записи или локализация, могут работать неправильно.Узнайте больше в нашей Политике в отношении файлов cookie и аналогичных технологий.
Персонализированная реклама
Эти технологии используются для таких вещей, как:
- персонализированные объявления
- , чтобы ограничить количество показов рекламы
- , чтобы понять использование через Google Analytics
- , чтобы понять, как вы попали на Etsy
- , чтобы продавцы понимали свою аудиторию и могли предоставлять релевантную рекламу
Мы делаем это с партнерами по социальным сетям, маркетингу и аналитике (у которых может быть собственная собранная информация).Сказать «нет» не остановит вас от просмотра рекламы Etsy, но может сделать ее менее актуальной или более повторяющейся. Узнайте больше в нашей Политике в отношении файлов cookie и аналогичных технологий.
Воспользуйтесь всеми возможностями нашего сайта, включив JavaScript. Учить большеВолшебные, значимые предметы вы больше нигде не найдете.
% PDF-1.3 % 146 0 объект > endobj xref 146 69 0000000016 00000 н. 0000001749 00000 н. 0000001870 00000 н. 0000002011 00000 н. 0000002615 00000 н. 0000002833 00000 н. 0000003186 00000 п. 0000003387 00000 н. 0000003680 00000 н. 0000003908 00000 н. 0000003985 00000 н. 0000004282 00000 п. 0000004577 00000 н. 0000004938 00000 н. 0000005168 00000 н. 0000005541 00000 н. 0000005617 00000 н. 0000006477 00000 н. 0000006912 00000 н. 0000007337 00000 н. 0000007414 00000 н. 0000007619 00000 н. 0000007850 00000 н. 0000008146 00000 н. 0000008350 00000 н. 0000008424 00000 н. 0000008645 00000 н. 0000009051 00000 н. 0000009250 00000 н. 0000009321 00000 п. 0000009502 00000 н. 0000010306 00000 п. 0000010595 00000 п. 0000011390 00000 п. 0000011806 00000 п. 0000012596 00000 п. 0000013390 00000 п. 0000013719 00000 п. 0000013742 00000 п. 0000015480 00000 п. 0000016279 00000 н. 0000017134 00000 п. 0000017587 00000 п. 0000017609 00000 п. 0000018458 00000 п. 0000018480 00000 п. 0000019329 00000 п. 0000019352 00000 п. 0000021182 00000 п. 0000021205 00000 п. 0000023451 00000 п. 0000023474 00000 п. 0000025700 00000 п. 0000025772 00000 п. 0000025795 00000 п. 0000027992 00000 н. 0000028015 00000 п. 0000030210 00000 п. 0000034348 00000 п. 0000038093 00000 п. 0000039691 00000 п. 0000042129 00000 п. 0000045867 00000 п. 0000046704 00000 п. 0000058488 00000 н. 0000069392 00000 п. 0000069471 00000 п. 0000002067 00000 н. 0000002593 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 147 0 объект > endobj 148 0 объект 3BLl_H |) / U (? Н $ LU5pXMRG) / П -44 >> endobj 149 0 объект > endobj 213 0 объект > поток XO8} eb¬, | (* 2e7 4rț + nPuf6X ~; D! J.F [d ڷ @ IsӾL6cvenZL $ XztKt 觠] XNY
Подстроечный конденсаторВикипедия
Подстроечные потенциометры или «подстроечные потенциометры»Триммер [1] — это миниатюрный регулируемый электрический компонент. Он предназначен для правильной настройки при установке на какое-либо устройство и никогда не будет виден и не настраивается пользователем устройства. Подстроечные резисторы могут быть переменными резисторами (потенциометрами), переменными конденсаторами или регулируемыми индукторами. Они распространены в прецизионных схемах, таких как аудио / видео компоненты, и могут нуждаться в регулировке при обслуживании оборудования.Тримперы часто используются для первоначальной калибровки оборудования после изготовления. В отличие от многих других регулируемых элементов управления, триммеры монтируются непосредственно на печатных платах, поворачиваются с помощью небольшой отвертки и рассчитаны на гораздо меньшее количество регулировок в течение срока службы. Подстроечные резисторы, такие как подстроечные катушки индуктивности и подстроечные конденсаторы, обычно используются в супергетальных радио- и телевизионных приемниках, в цепях промежуточной частоты (ПЧ), генератора и радиочастот (RF). Они устанавливаются в правильное положение во время процедуры юстировки приемника.
Предварительные настройки в электронике — это регулируемые компоненты, к которым пользователь устройства не имеет доступа. Они предназначены для настройки во время производства или в рамках технического обслуживания и ремонта. В качестве предустановок можно сделать ряд различных пассивных компонентов, включая резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности.
Общие положения []
Триммерыбывают разных размеров и уровней точности. Например, существуют многооборотные подстроечные потенциометры, в которых для достижения конечного значения требуется несколько оборотов регулировочного винта.Это обеспечивает очень высокую степень точности. Часто они используют червячную передачу (роторная гусеница) или ходовой винт (линейная гусеница). [2]
Положение на компоненте регулировки часто необходимо учитывать для обеспечения доступа после сборки схемы. Для этого доступны триммеры с верхней и боковой регулировкой. Регулировка предустановок часто фиксируется сургучом после того, как регулировка сделана, чтобы предотвратить движение из-за вибрации. Это также служит индикатором взлома устройства.
Резисторы[]
Подстроечные резисторыобычно имеют форму потенциометра (потенциометра), часто называемого подстроечным резистором . Потенциометры имеют три вывода, но их можно использовать как обычный двухконтактный резистор, подключив стеклоочиститель к одной из других клемм или просто используя две клеммы. Trimpot — зарегистрированная торговая марка Bourns, Inc., [3] , и устройство было запатентовано Марланом Борнсом в 1952 году. С тех пор этот термин стал общим.
В схемах обычно используются два типа предустановленных резисторов.Скелетный потенциометр работает как обычный круговой потенциометр, но без корпуса, вала и креплений. Полный ход каркасного потенциометра составляет менее одного оборота. Другой тип — это многооборотный потенциометр, который перемещает ползунок по резистивной дорожке с помощью червячной передачи. Зубчатая передача такова, что требуется несколько оборотов регулировочного винта для перемещения ползунка на полное расстояние по резистивной дорожке. Некоторые, возможно большинство, многооборотных горшков имеют линейную направляющую, а не круговую. [4] : 86
существуют многооборотные подстроечные потенциометры, в которых для достижения конечного значения требуется несколько оборотов регулировочного винта. Это обеспечивает очень высокую степень точности.
